Klimabrunnen – Betriebssicherheit einer temperierten Wasserwand

Zur Betriebssicherheit des Klimabrunnens, einer am Fraunhofer‐Institut für Bauphysik IBP entwickelten temperierten Wasserwand zur Raumluftkonditionierung, wurden verschiedene Untersuchungen und Analysen durchgeführt. In der mobilen Variante des Klimabrunnens ist ein Kupferwärmetauscher verbaut. Aufgrund der potenziellen Korrosionsgefährdung durch den sauren pH‐Wert des vom Hersteller vorgeschriebenen vollentsalzten Betriebswassers (VE‐Wasser) wurde eine qualitative Korrosionsabschätzung durchgeführt. Dazu wurde eine Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP‐MS) angewandt, mit der sich Kupfer‐Ionen in Wasserproben quantifizieren lassen. Die Hypothese, dass nach einer Sättigung des Wassers durch anfallende Kupfer‐Ionen keine weitere Korrosion mehr eintritt, konnte widerlegt werden. Es wurde gezeigt, dass eine stetig fortschreitende Korrosion des Wärmetauschers zu erwarten ist. Auf der Grundlage geeigneter Normen wurden verschiedene für Kupferwerkstoffe relevante Einflussfaktoren und Korrosionsarten untersucht und bewertet sowie entsprechende mögliche Maßnahmen abgeleitet. Darüber hinaus wurde auf Basis von Anleitungen der Systemhersteller und geltender Richtlinien ein Hygiene‐ und Wartungsplan entwickelt. Dabei wurden die durchzuführenden Prüfungen und Maßnahmen sowie deren notwendige zeitliche Intervalle berücksichtigt und zusätzliche Anforderungen einbezogen.

Various tests and analyses were carried out to assess the operational safety of the air conditioning system chilled water wall, developed by the Fraunhofer Institute for Building Physics IBP. The mobile version of the chilled water wall features a copper heat exchanger. Due to the potential risk of corrosion caused by the acidic pH value of the fully desalinated operating water (DI water) specified by the manufacturer, a qualitative corrosion estimation was carried out. For this purpose, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP‐MS) was used to quantify copper ions in water samples. The hypothesis that no further corrosion occurs after the water is saturated with copper ions was refuted. It was shown that a steady progression of corrosion of the heat exchanger is to be expected. Based on appropriate standards, various factors and types of corrosion relevant to copper materials were investigated and evaluated and possible corresponding measures were derived. In addition, a hygiene and maintenance plan was developed based on the system manufacturer's instructions and applicable guidelines. Tests and measures to be carried out, as well as the necessary time intervals, were considered and additional requirements were included.