Intelligente Wasserzähler spüren auch Leckage auf

In der letzten Folge wurde über ein Verfahren zur nachträglichen Dichtigkeitsprüfung von Pressfittingen berichtet. Heute soll es darum gehen, welche Möglichkeiten in Kombination mit IT-Techniken bestehen, ein Trinkwassersystem zu überwachen.

Seit längerer Zeit gibt es zur Überwachung von Trinkwasserinstallationen für kleinere Gebäude, wie z.B. Einfamilienhäuser, Ferienhäuser, kleine Museen Wasserstopp-Armaturen, die sich auf dem Markt allerdings nicht soweit durchgesetzt haben, dass die Installation obligatorisch vorgenommen wird.

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Diese Systeme sprechen auf unterschiedliche Kriterien, wie Durchfluss, Druck etc. an und sperren dann bei Abweichung von den Sollparametern in der Regel die Wasserzufuhr ab. Somit bekommt der Nutzer angezeigt, dass etwas mit seiner Wasserversorgung nicht in Ordnung ist, wenn kein Wasser mehr fließt. Ein Grund, dass es wenig eingebaut wird, sind neben dem Installationsaufwand sicherlich auch die Kosten für den Einbau einer Absperrarmatur. Für den Einbau dieser Wasserstopp-Absperrarmaturen muss durch einen SHKL-Fachbetrieb in die Installationsleitung eingegriffen werden. Daher ist es nachvollziehbar, dass diese Produkte nicht in Massen eingebaut werden.

Anforderungen an einen intelligenten Wasserzähler aus Kundensicht

Mit diesen Erfahrungen kann man sich nun fragen, welche Anforderungen müsste also ein intelligenter Wasserzähler aufweisen, damit er vom Endkunden besser angenommen werden würde:

1. Ganz wesentlich dürfte eine Kostenreduzierung sein
2. Geringer Installationsauswand. Am besten wäre es, wenn der Kunde die Geräte selbst installieren könnte
3. Individuelle Festlegung von Alarmwerten durch den Kunden und dadurch unabhängig von z.B. einem Dienstleister oder seinem Wasserversorger
4. Einfache Übersicht und Transparenz der Daten durch Visualisierung der Verbräuche, Wasserstatus und Alarm-Einstellungen

Erfahrungen und Ergebnisse aus den ersten Anfängen von 2015

Die grundsätzlichen technischen Anforderungen an solche intelligenten Systeme zur Überwachung der Trinkwasserinstallationen von Gebäuden wurden bereits in einer Pilotphase 2015 zwischen der Rheinisch-Westfälische Wasserwerksgesellschaft mbH RWW und der Provinzial Versicherung AG in fünf Objekten in einer größeren Kommune NRW installiert und über mehrere Jahre getestet.

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Daher weiß man sehr gut, dass eine sehr genaue und fein abgestimmte Leckageüberwachung (im Literbereich) durch neue intelligente Zähler tatsächlich möglich ist. Eine Voraussetzung für diese intelligenten Wasserzähler mit sehr genauer Erfassung der Verbrauchswerte war die kontinuierliche Datenerfassung und Erfassung eines sehr geringen Verbrauchs von einem Liter Wasser, um damit auch Schleichleckagen erkennen zu können. Mit diesen Wasserzählern und den entsprechenden Modulen auf dem Wasserzähler zur Datenweiterleitung wurden sowohl individuelle Obergrenzen als auch Minimalverbräuche festgelegt, ab wann eine Alarmierung ausgelöst wurde.

Bei Überschreiten der Grenzwerte lief ein Alarm auf die Leitwarte des Wasserversorgers, der dann die Nutzer des Gebäudes informierte. Dies war sehr aufwändig und hatte in der Kommunikationskette Zeitverzögerungen zur Folge und auch Fehler konnten auftreten.

Die Alarmierung von Schleichleckagen erfolgte mit einem Tag Verzögerung. Außerdem waren die Daten nicht ohne weiteres für den Nutzer einsehbar und anwendbar, da die Daten erst einmal zur Leitwarte gesendet wurden. Erst nach einer Verarbeitung und Aufbereitung wurden die Daten dem Kunden zur Verfügung gestellt. Ein automatischer Zugriff auf die Daten durch den Kunden war nicht möglich. Allerdings war die Pilotphase sehr erfolgreich und es konnten sowohl Schleichleckagen als auch Funktionsstörungen von Anlagen schnell erkannt und behoben werden. Es fehlte nur noch die Optimierung dieser Technik für den Endkunden als smart home Lösung. Die RWW hat daraufhin begonnen eine smart home Lösung in Form des “Wasserhelden“ entwickelt.

Aber die Digitalisierung im Trinkwasserbereich geht viel weiter und die Fa. Beulco GmbH & Co. KG hat dazu verschiedene Lösungen entwickelt.

Wasserversorgung 4.0

Durch die Weiterentwicklung von IT-Möglichkeiten ergeben sich daraus zukunftsorientierte Lösungen, die eine große Rolle für die Wasserversorgung 4.0 spielen. Diese Systeme machen das Trinkwassernetz und die Trinkwasserversorgung transparenter, sodass eine Vielzahl neuer Möglichkeiten der effizienten und effektiven Netzsteuerung eröffnet werden. Bedeutsam ist dies insbesondere für die Sicherheit des Netzes und des Trinkwassers.

iQ water system

Das iQ water system der Fa. Beulco ist eine intelligente Wassernetzüberwachung. Es überwacht das Wasserversorgungnetz von ganzen Liegenschaften durch Analyse und Aufnahme mit Netz-, Wasserdruck, Temperatur und Verbrauch. Es erkennt Anomalien durch Wasserverbrauch und Leckagen sowohl mit automatischer Alarmierung des Verbrauchers als auch mit der Möglichkeit automatisch den Wasserfluss durch ferngesteuerten Zugriff absperren zu können. Die Verbrauchsdaten und Leckagefunktionen werden über eine App/Smart Home zur Verfügung gestellt. Diese Systeme werden vor allem für Wasserwerke, große Liegenschaften oder auch Bewässerungssysteme in der Landwirtschaft eingesetzt.

Weitere Digitalisierung in der Wasserversorgung betreffen die intelligente Hydrantenabsicherung oder das digitale Standrohrmanagement.

Der iQ waterGuard ist die Antwort der Digitalisierung der Trinkwasserinstallation in Gebäuden

An dieser Stelle wird über das intelligente Upgrade für Wasserzähler, der iQ waterGuard, berichtet, da dies für die Trinkwasserüberwachung der Trinkwasserversorgungsysteme in Wohngebäuden geeignet ist und speziell dafür entwickelt wurde.

Sofern intelligente Wasserzähler, wie z.B. Ringkolbenzähler oder Ultraschallzähler vorhanden sind, können sie heutzutage mit einem Impulsmodul und Funkmodul ausgestattet werden. Somit setzen sich in der Trinkwasserversorgung intelligente Zähler immer stärker durch, so dass damit über eine App für iOS/Android oder auch über eine Browser-Ansicht eine Visualisierung möglich ist (smartfähig). Wichtig ist nur, dass die vorhandenen Wasserzähler für Impulsaufnehmer geeignet sind. Bild 3 zeigt das Schema des Anschlusses an den Wasserzähler und die Datenübertragung in das eigene WLAN-Netz des Kunden.

Ein innovativer Anbieter ist die Fa. Beulco GmbH & Co. KG aus Attendorn, mit der die Provinzial Versicherung AG in Münster ein Pilotprojekt seit ca. 1 Jahr gestartet hat. Die ersten Ergebnisse sind sehr zufriedenstellend. In der Pilotphase wurden kommunale Liegenschaften, Altenwohnheime oder Gesundheitszentren ausgestattet. Die ersten Ergebnisse sind positiv. Beispielweise konnte in einem Fall in einer Pflegeeinrichtung bereits nach kurzer Zeit ein defekter Spülkasten identifiziert werden.

Für die Provinzial Versicherung AG wie auch für alle Versicherer spielt vor allem die Leckageüberwachung eine wichtige Rolle um frühzeitig Leckagen detektiert zu bekommen, damit der Durchfeuchtungsschaden möglichst gering bleibt. Für den Betreiber sind darüber hinaus Funktionssicherheit, Optimierung von Wasserverbrauch und -kosten vielleicht sogar die wichtigeren Kriterien für die Installation eines sogenannten iQ waterGuard.

Wie arbeitet das System und welche Voraussetzungen sind dafür notwendig.

Bild 1 und 2: iQ-waterGuard und Anschluss desselben an den Zähler (Schnittstelle) (Quelle: Provinzial Versicherung, Münster)

Das iQ waterGuard ist ein intelligentes upgrade für Wasserzähler.

In wenigen Minuten installiert und eingerichtet ermög­licht er per Smartphone, Tablet oder PC eine Übersicht über den aktuellen Wasserverbrauch. Dabei bietet er nützliche Zusatzfunktionen, wie Alarme und E-Mail- Benachrichtigung bei Limitüberschreitung oder Leckageerkennung. Es gibt eine Alarmfunktion, in der der Nutzer Alarme bzw. Schwellwerte individuell einstellen kann. Es erfolgt eine akustische Benachrichtigung bzw. per E-Mail.

• Damit ist Punkt 3 aus unseren Eingangsthesen: die individuelle Einstellung durch den Kunden, möglich und erfüllt.

Die Montage erfolgt in wenigen Minuten und wird an der Schnittstelle des Wasserzählers mit dem iQ waterGuard verbunden (Punkt 2). Über die Impulsschnittstelle (WG Impuls) und an das Stromnetz angeschlossen, wird automatisch ein sicherer Access Point (AP) aufgebaut, über den der iQ waterGuard erreicht werden kann (siehe Bild 1 und 2).

• Punkt 2 ist damit ebenfalls erledigt, da der Kunde den iQ waterguard selbst anschließen kann (Bild 1+2)

Über WLAN erhält der Kunde auf seinem Endgerät dann eine Benutzeroberfläche mit dem aktuellen Wasserstatus, seine Verbrauchsübersicht und die Alarmeinstellungen (Punkt 4). Photovoltaik-Anlagenbetreiber kennen dies, wenn sie die Einspeisedaten ihrer PV-Anlage auf ihrem Endgerät abrufen.

• Punkt 4: damit ist auch These 4, die Visualisierung umgesetzt (siehe Bild 4+5)

Damit bleibt nur noch Punkt 1offen: die Kosten

1. Es entstehen nur einmalige Kosten für das Gerät.
2. Es erfolgen auch keine kostenaufwändige updates, die dann wiederkehrende Zahlungen auslösen.
3. Die Kosten für den iQ waterguard liegen weit unter den Kosten für die sonst üblichen Absperrarmaturen, bei denen in die Installation eingegriffen werden muss und sind damit für jeden Hauseigentümer erschwinglich.

Auf der letzten VdS-Fachtagung „Verhütung von Leitungswasserschäden“ im Herbst 2022 wurden die Kosten für den „Wasserhelden“ von RWW (ein ähnliches digitales System wie der iQ waterGuard der Fa. Beulco) auf ca. 100 Euro beziffert.

Die Kosten von einem iQ waterGuard liegen in einer ähnlichen Größenordnung.

Bild 3: Anschluss des iQ-Waterguard (Quelle: Fa. Beulco Digital)

Bild 4: Live-Daten aus dem iQ waterGuard auf einer Benutzeroberfläche (Quelle: Beulco digital)

Nutzung in der Wohnungswirtschaft

Der iQ waterGuard bzw. smarte Wasserzähler sind dort einsetzbar, wenn Unterzähler die einzelnen Verbräuche pro Wohnung erfasst werden. Mit dem iQ waterGuard hat dann sowohl der Vermieter als auch der Mieter den Wasserverbrauch im Blick, vor allem wenn es um Schleichleckagen geht. Wie das System von beiden Parteien genutzt werden kann, muss im Einzelnen geprüft werden. In einer Testphase wäre zu klären, was für wen einsichtig ist und wo es mögliche Befindlichkeiten geben könnte. Hierbei wäre dann Transparenz für die Akzeptanz wichtig. Gleichzeitig wären solche Systeme aber auch für die Mieter von Nutzen, wenn sie selbst ihren Verbrauch und gleichzeitig die Kosten visualisiert dargestellt bekommen.

Bild 5: Auswertung aus dem iQ waterGuard auf einer Benutzeroberfläche (Quelle: Beulco digital)

Mit diesem System könnte man somit eine systematische digitale Überwachung der Trinkwassersysteme in Wohngebäude aufbauen, um das Wasserversorgungsnetz sicherer zu machen und frühzeitig über Leckagen informiert zu werden. Dies würde helfen die Kosten von Leitungswasserschäden durch defekte Trinkwasserleitungen zu reduzieren. In der Regel dauert es zwischen 7 bis 14 Tagen, bis ein Wasserschaden bei nicht einsehbaren Leitungen entdeckt wird. Dadurch kann dann bereits ein großer Wasserschaden entstanden sein.

Außerdem kann ein intelligentes System durch die permanente Überwachung der Trinkwasserleitungen den Installationsaufwand reduzieren bzw. zielgerichteter lenken.

Wie dies umgesetzt und genutzt werden kann, müssen Testphasen zeigen. Dies wäre ein wichtiger Schritt in die Zukunft, um auch die Trinkwasserversorgung in Wohngebäude digital fit zu machen und damit auch den Mieter einen Mehrwert anbieten zu können.

Dr. Georg Scholzen

Hinweis: Sobald eine systematische Auswertung aller Anlagen der Pilotphase der Provinzial Versicherung AG erfolgt ist, wird darüber berichtet.

Dr. Georg Scholzen ist Diplom-Chemiker mit über 20 Jahren Erfahrung in der Verhütung von Leitungswasserschäden. Er war u.a. Sprecher der Projektgruppe „Leitungswasser“ des GDV, Mitglied im Projektkreis „Betrieb und Wartung“ beim DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.), Autor des Fachbuches „Leitungswasserschäden: Vermeidung – Sanierung – Haftung“ und der Experte im FORUM LEITUNGSWASSER der AVW-Unternehmensgruppe.