Die digitale Trinkwasserrevolution – Wie die Digitalisierung der Trinkwasseranlage Umwelt- und Renditeziele unter einen Hut bringt by Actaqua GmbH

Wie die Digitalisierung der Trinkwasseranlage Umwelt- und Renditeziele unter einen Hut bringt.

Die Trinkwasseranlage – vom Sorgenkind zum Star

Legionellen und Kalk. Das Wasser zu heiß oder zu kalt. Wenn überhaupt genug aus dem Duschkopf kommt. Bei Hygieneproblemen ein nie enden wollender Prozess aus Beprobung und Maßnahmen und wieder Beprobung und wieder Maßnahme. Und dann die Strangsanierung als ultima ratio, um eine Betriebsstillegung zu vermeiden: Die Trinkwasseranlage ist nur allzu oft das Sorgenkind der Gebäudetechnik.

Für die Probleme gibt es zwei Gründe:

Zum einen das Nutzungsverhalten. Eine Trinkwasseranlage muss eben ständig durchspült werden, um Ablagerungen und damit Verkeimungen entgegen zu wirken. Aber da kann die VDI/DVGW 6023 noch so eindeutig fordern, dass an jeder Zapfstelle mindestens alle 72 Stunden Wasser entnommen wird. Das ist schlicht unrealistisch, weil nicht lebensnah. Ein ganz normaler Urlaub macht das oft schon unmöglich. Und wer kann es einem Hausmeister verdenken, dass er, um es den Legionellen ungemütlich zu machen, das Warmwasser auf 70° setzt. Auch wenn sich dann die Kaltwasserleitung auf Legionellen-Badetemperatur erwärmt, das Wasser zum Duschen zu heiß ist und der Energieverbrauch steigt.

Zum anderen ist bei der Trinkwasseranlage der Stand der Technik auch bei Neubauten höflich gesagt noch in den 80er. Die Regelung erfolgt über eine analoge Pumpe und Schrägsitzventile mit Wachsthermostaten. Und, wenn es gut läuft, wird ein einziges Mal der hydraulische Abgleich gemacht.

An beiden Punkten haben wir angesetzt. Das Ziel war die Anlage automatisch, also unabhängig vom Nutzungsverhalten, zu steuern. Und der Weg dorthin war die konsequente Digitalisierung der Trinkwasseranlage, das IoT in der Gebäudetechnik mit echtem Mehrwert.

Digitalisierung und Trinkwasseranlage – zwei Welten treffen aufeinander

Eine Trinkwasseranlage ist zunächst mal ein Stück Fluidmechanik. Da geht es um Volumenstrom und Temperatur. Um Wasserdruck und den Kv-Wert. Nicht gerade ein Silicon Valley-Stoff. Und so ist PAUL auch aus einem Sanitärbetrieb hervorgegangen, der die digitalen Möglichkeiten von der Trinkwasseranlage her dachte. 2015 war das System marktreif und schon Ende 2019 waren über 60.000 Wohneinheiten an PAUL angebunden.

Was macht PAUL anders?

Die Revolution von PAUL besteht in der Konsequenz mit der alle Funktionen der Trinkwasseranlage digitalisiert sind. PAUL regelt die Anlage fortlaufend durch eine patentierte Verbindung von Sensorik, Analyse der Messergebnisse und Aktorik, also der Möglichkeit jederzeit in sie einzugreifen.

Genauer gesagt ist PAUL eine Kombination von Ultraschallwasserzählern und Temperaturtauchfühlern sowie motorgetriebenen Kugelhähnen und Zirkulationspumpen, die miteinander über Kabel und über ein leistungsstarkes Gateway mit der Cloud verbunden sind. Von dort geht es zum PAUL-Leitstand und damit zu ziemlich viel fluidmechanischem Knowhow und Künstlicher Intelligenz. PAUL sorgt permanent für den hydraulisch Abgleich: Der Volumenstrom, also die Wassermenge und -geschwindigkeit, wird ständig optimiert und die richtige Wassertemperatur sichergestellt.

Die Kugelhähne können den gesamten Rohrdurchmesser zum Wasserdurchfluss freigeben und die elektrischen Antriebe zum Öffnen und ­–ganz wichtig– Schließen haben richtig Kraft. Ganz anders als die üblichen Schrägsitzventile mit ihren engen Öffnungen und Toträumen. Die Wasserzähler und Kugelhähne sitzen bei PAUL an jedem Strang. Das erlaubt ein gezieltes Vorgehen und kann Geschwindigkeit und Menge des Wassers  nochmals steigern. Mittels eines patentierten Verfahrens kann über ein Spülventil der Auslauf der gesamten Trinkwasseranlage geöffnet und alles, was in der Leitung nicht erwünscht ist, rausgeschwemmt werden. Die Stränge können so revitalisiert werden.

Der Wasserdruck ­–und das ist wieder wichtig– bleibt dabei konstant. Und auch der Kv-Wert, also der Durchsatz des Wassers durch die Ventile, muss nicht berechnet werden. Bei den Strangspülungen nehmen also die Leitungen selbst keinen Schaden und verlässliche Pläne des Leitungsnetzes müssen nicht vorhanden sein.

Die Temperaturtauchfühler heißen so, weil sie die Temperatur da messen, wo sie gemessen gehört: in der Leitung und nicht nur an der Leitung. Sie sichern an jedem Strang die optimale Temperatur – ausdrücklich auch die des hier oft vernachlässigten Kaltwassers. Das ist schlecht für Keime und gut für Menschen.

Dies alles wird über den PAUL-Leitstand gesteuert. Hier werden alle gemessenen Parameter analysiert und, wenn nötig, Maßnahmen eingeleitet. Ohne Vorortpräsenz von Technikern oder Mitwirkung von Bewohnern. Die digitale Steuerung ermöglicht auch eine gerichtsfeste Dokumentation aller Messergebnisse und Maßnahmen. Das kann für Gesundheitsämter sehr wichtig sein.

Und zu guter Letzt: PAUL lernt mit KI. Es entsteht ein spezifisches Profil der jeweiligen Anlage, das es ermöglicht Störungen frühzeitig zu erkennen und Reparaturen auf Basis einer genauen Analyse zielgerichtet und budgetierbar auszuführen.

Alle gewinnen

Der Mehrwert von PAUL liegt auf der Hand. Die Digitalisierung der Trinkwasseranlage bringt Rendite- und Umweltziele mit den Ansprüchen der Bewohner zusammen.

Im Falle von Legionellen oder anderen Hygieneproblemen wird die ganze teure und letztlich wirkungslose Kette von Beprobung und Maßnahme vermieden. Von den Kosten einer Strangsanierung ganz zu schweigen. Die Lebensdauer der Anlage erhöht sich deutlich, Reparaturen werden günstiger und die Betreiberpflichten juristisch sicher erfüllt. Und doch sinkt der Managementaufwand. Für Betreiber fallen eigentlich keine Kosten an. PAUL ist eine dauerhafte Wartung und damit in die Betriebskosten umlagefähig.

Auch die Energiekosten und der CO2-Ausstoß sinken. Bei der Trinkwassererwärmung verringert sich der Energieverbrauch um bis zu 25%. Und, was oft übersehen wird, die Verlängerung der Lebensdauer hat auch eine energiebilanzielle Dimension.

Nicht nur das ist für die Bewohner gut. Trotz der Energieeinsparungen steigt der Warmwasserkomfort. Die Gefährdungen durch Legionellen und andere Keime sind dauerhaft im Griff, ohne dass die Bewohner sich irgendwie umstellen müssen. Keine mahnenden Aushänge im Treppenhaus, kein schon wieder abgestelltes Wasser, keine Notwendigkeit einen Beprober in die Wohnung zu lassen.

Wie geht es weiter?

 Es gibt zwei Pfade die Innovationen durch PAUL weiterzuentwickeln.

Zum einen sind die Potentiale in der Trinkwasseranlage noch nicht erschöpft: Die Sensorik in Verbindung mit der KI bietet z. B. Möglichkeiten endlich dem enormen Problem der Leckagen beizukommen. Auch wird das bisher auf größere Immobilien ausgerichtete System Anfang nächsten Jahres auch für Einfamilienhäuser sinnvoll sein wird.

Zum anderen lassen sich die bei der Trinkwasseranlage durch PAUL unternommene Digitalisierungsschritte auf andere Bereiche der Gebäudetechnik übertragen. Am Schluss könnte eine gleichermaßen einheitliche wie offene Plattform für die digitale Steuerung aller technischen Einrichtungen von Gebäuden entstehen: ein digitaler Zwilling. Das wäre die Vollendung der digitalen Revolution der Gebäudetechnik.

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Alexander Ubach-Utermöhl               Sarah Maria Schlesinger

Managing Director                               Managing Director

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