Wassermacher

Die Funktionsweise

Seit der revolutionären Entwicklung der ersten Umkehrosmose-Membranen durch DuPont vor etwa 40 Jahren, haben Seewasserentsalzungsanlagen viele Millionen Kubikmeter Trinkwasser aus Seewasser gewonnen. Sie haben Leben gerettet, machten Wüste fruchtbar und produzieren sogar das Wasser für das Eis, auf dem die Ölscheichs Schlittschuh laufen.

Einige der kleineren Anlagen sind so preiswert und zuverlässig geworden, dass zunehmend mehr Fahrtensegler einen Wassermacher als beste Möglichkeit einschätzen, sich mit dem unbezahlbaren Gut "Frischwasser" zu versorgen.

Alle Wassermacher für Yachten arbeiten nach dem gleichen Prinzip:  Vorgefiltertes Seewasser wird unter 55 bar (entspricht 550m Wassertiefe) Druck gesetzt und fließt in einem Druckbehälter entlang einer semi-durchlässigen aufgerollten Membrane. Ein Teil des reinen Wassers im Seewasser durchdringt die Membrane, gelangt in die Frischwasserkanäle, wird ins Zentrum der spiralförmigen Membrane geleitet und fließt von dort in die Frischwassertanks. Der Rest des jetzt angereicherten Seewassers geht zurück ins Meer.

Bei der aufgeschnittenen Membrane kann man sich gut vor Augen fuhren wie das Seewasser an einem der Enden einströmt und an der aufgerollten Membrane entlang zum Ausfluss auf der gegenüberliegenden Seite gelangt. Die Frischwasserkanäle sind von den Seewasserkanälen durch die Membrane getrennt. Damit die drucklose Frischwasserpassage nicht von dem enormen Druck des Seewassers zusammengequetscht wird, ist eine Kunststoffdrainage eingelegt. Über die Frischwasser-Passage fließt das Produktwasser zum Zentrum der Membrane und wird über Bohrungen in das Plastikrohr leitet. Das Rohr führt dann zu der Tankzuleitung an der Außenseite des Druckbehälters (Membranengehäuse). Der gelippte O-Ring, sichtbar auf dem Foto, verhindert dass das Seewasser an der Aussenseite des Membranen-Elements vorbeifließt, wo es nicht entsalzt werden kann.

Die Qualität des Produktwassers entspricht dem von Tafelwasser mit einem Mineralgehalt von 180 bis 380 mg/ltr je nach Salzgehalt des Seewassers und entspricht damit den Anforderungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Die Poren in der Membrane haben nur einen Durchmesser von annähernd 0.0005 Micron, sodass die Membrane Bakterien (0,2 bis 1 Micron) und Viren (0,02 bis 0,04 Micron) nicht durchlässt. Fälle von“Montezumas Rache”oder anderen Infektionen sind in der Praxis nicht bekannt.

Natürlich verhindert dies nicht, dass das stehende Wasser in den Leitungen und Tanks von Bakterien befallen wird. Bei Installation eines Wassermachers sollten die Tanks erstmal gründlich gereinigt werden, wenn nicht ohnehin gechlortes Wasser gebunkert wurde.

Wechselstrom- , Gleichstrom- oder Keilriemenantrieb für den Watermaker?

Bevor eine Entsalzungsanlage installiert werden kann, stellt sich immer die Frage: Wie betreibe ich meine Hochdruckpumpe? Mit Wechselstrom (also 220 Volt aus dem Inverter oder Generator), mit Gleichstrom (also 12 oder 24 Volt aus den Bordbatterien) oder mit Keilriemenantrieb direkt an der Hauptmaschine?

Wechselstrom-betriebene (AC-)Systeme sind ideal wenn ein ausreichend starker Generator von 5 KW oder mehr vorhanden ist. Für den Betrieb werden zwar nur 1500 Watt benötigt aber zum Starten des Elektromotors können bis zu 4.5 KW gebraucht werden. Letztere Tatsache macht aber den Betrieb über einen Inverter, wenn er nicht extrem leistungsstark ist, unmöglich.

Verschiedene Hersteller bieten eine Vielfalt von Modellen an. Es ist wichtig, zu wissen - und das zeigt die jahrelange Erfahrung von Servicetechnikern - , dass alle elektronischen Komponenten  in Verbindung mit Wassermachern die Tendenz zum Versagen haben und dann nur mit Hilfe von Fachwerkstätten instand gesetzt werden können, die natürlich meistens nicht am Ort des Geschehens sind. Also: Ein Tropfen Salzwasser an der falschen Stelle - und wir schleppen wieder Wasserkanister. Schlimmer noch - ein Wassermacher sollte regelmäßig ohne größere Unterbrechungen betrieben werden, sodass ein Defek zur falschen Zeit die Funktionsfähigkeit der Membrane gefährdet!

Eine rein elektro-mechanische Anlage ist wesentlich zuverlässiger und kostet zudem weniger.

Entsalzungsanlagen deren Hochdruckpumpe über einen Keilriemen direkt von der Hauptmaschine angetrieben werden, können selbst auf kleineren Yachten ohne Generator enorme Mengen Frischwasser erzeugen, während die Lichtmaschine die Batterien lädt.

Der Schwachpunkt dieses Systems ist die Halterung, die - ähnlich der für die Lichtmaschine - konstruiert werden muss. So muss direkt am Motor ausreichend Platz für die relativ kleine Hochdruckpumpe mit ihrer elektro-magnetischen Kupplung sein.

Falls jedoch die Montage möglich ist, sollte der Betrieb der Anlage auf Jahre hinaus störungsfrei sein, besonders, wenn sie mit einem automatischen Druckregelventil ausgestattet ist,  das einen konstanten Arbeitsdruck bei unterschiedlicher Motordrehzahl garantiert. Zusätzlich tragen diese Ventile zum Bedienungskomfort, zur Betriebssicherheit und zur Zuverlässigkeit der gesamten Entsalzungsanlage bei.

Die riemenbetriebene Hochdruckpumpe verlangt dem Dieselmotor nur 1.5 KW ab, sodass bereits 16-PS-Maschinen "nebenbei" noch Wasser erzeugen können. Damit die Anlage sowohl vor Anker als auch unter Fahrt genutzt werden kann, sollte der Hersteller der Entsalzungsanlage bei der Wahl des Durchmessers der Antriebs-Riemenscheibe mit einbezogen werden. Die Anlage sollte bezüglich der Frischwasserkapazität besser auf die obere Grenze ausgelegt sein. Damit wird  soviel Frischwasser beim normalen Maschinengebrauch produziert, dass dann weitgehend vermieden werden kann, dass die Hauptmaschine  nur zum Wassermachen gestartet werden muss.

Wassermacher, deren Druckpumpe mit  12 oder 24 Volt (DC) betrieben werden, haben den Vorteil dass die benötigten Batterien von Lichtmaschinen, Generatoren, Solarpaneelen, Wind-, Wasser- oder Wellengeneratoren und mit Landstrom geladen werden können. Zwei verschiedene Systeme der Druck-Produktion für die Entsalzungsanlage werden auf dem Markt angeboten:

1) Systeme mit Energierückgewinnung, bei denen das unter Druck gesetzte Abwasser der Anlage über ein Ventilsystem auf die Rückseite der oder des Hydraulikkolben/s geleitet wird. Damit wird ein Teil der vorhandene Kraft in das einströmende Seewasser eingeleitet. Sie werden von Spectra, Schenker, Kathadyn / PUR  und Livol (www.livol.com) angeboten, um nur einige Namhafte zu nennen.

2) Systeme ohne Energierückgewinnung mit schnellen Ein-Kolbenpumpen wie Village Marine (in Deutschland: Sea Star - Pure Water) oder langsam laufenden und langlebigen Drei-Kolbenpumpen z.B von ECHO Tec. (http://www.wassermacher.com/), Desalator und Aqua Marine (http://www.aquamarineinc.net/).

Beide Systeme haben ihre Vorteile – und Nachteile:

Einige der Entsalzungsanlagen mit Rückgewinnung verbrauchen nur 60% der Energie um eine gegebene Menge Wasser zu produzieren und helfen damit unseren Energiehaushalt zu entlasten. Der Spectra Catalina 300 z.B. entsalzt 47 Liter Seewasser  und zieht dabei 15 Ampere bei 12 Volt in der Stunde. Ein gewaltiger Durchbruch verglichen mit ältere Anlagen!

Warum würde man dann einen Wassermacher ohne Rückgewinnung wählen? Da gibt es gute Gründe: Zum einen scheinen "Rückgewinnungsanlagen" störanfälliger zu sein. Bei der Anlage des Schreibers dieser Zeilen, hatte gerade die hierfür nötige Spezialpumpe innerhalb von vier Jahren drei Defekte. Einmal wurde er von einer zufällig am Ort befindlichen Spezialwerkstätte behoben. Später wurde  - vom Ankerplatz in Tonga aus - ein Teil der Pumpe zur Reparatur und einmal die ganze  Pumpe von Malaysien aus zum Austausch  per Luftfracht an die Herstellerfirma geschickt. Der Vollständigkeit halber wird aber darauf hingewiesen, dass die Serviceleistungen kulant, schnell und kostenlos (mit Ausnahme der Fracht) erfolgten. Im vierten Dienst-Jahr musste die Förderpumpe ausgetauscht werden, was mit Bordmitteln erledigt werden konnte, weil Ersatz in der Backskiste war.

Andererseits: Konventionelle Systeme wie der ECHOTec 200 oder der Village Marine Little Wonder kosten weniger. Sie sind außerdem, und das ist für uns Langfahrtsegler „ohne festen Wohnsitz“ ein gewichtiges Argument, schon wegen der geringeren Anzahl der Teile langlebiger, einfacher zu installieren, und billiger instand zu halten. Und der höhere Stromverbrauch? Üblicherweise läuft in der Bordpraxis während der Wassererzeugung die Hauptmaschine ohnehin mit, sodass der erhöhte Stromverbrauch dann nicht ins Gewicht fällt. Die Lichtmaschine schafft das allemal.

Wenn die Entscheidung gefallen ist, wie der Wassermacher betrieben werden soll, kann die Anzahl der Duschkabinen und Waschmaschinen an Bord mit Admiral und Crew diskutiert werden. Das ist natürlich übertrieben, doch schwören viele Langfahrtsegler auf "eigenes" Wasser, wenn sie sich einmal daran gewöhnt haben, ihre Reiseroute nicht mehr von Wasserhähnen an Land bestimmen zu lassen.

Handelsübliche Wechselstrom- und riemenbetriebene Anlagen für Yachten produzieren 70 bis 220 Liter pro Stunde, während 12-Volt-Wassermacher auf etwa 60 Liter die Stunde limitiert sind. Grundsätzlich sollte man ein etwas größeres Modell wählen. Die Betriebskosten reduzieren sich mit der Produktionskapazität und viele Fahrtensegler klagen ohnehin über zu wenig Wasser, nachdem sie sich an den Komfort einer Entsalzungsanlage - immer Wasser zweifelsfreier Qualität, keine aufwendigen Anlegemanöver zwecks Wasserübernahme, Gewichtseinsparung bei langen Ozeantörns - gewöhnt haben.

Wenn man noch beachtet, dass alle Metallteile  in Kontakt mit Seewasser (besonders die Hochdruckpumpe) aus hochwertigem Edelstahl bestehen sollten und die Membranen der weltweit und mittlerweile sehr preiswert erhältlichen Standardgröße von 40 x 2.5 Zoll! entsprechen, dann steht dem Fahrtensegeln auch in abgelegenen Revieren ohne Steg mit Wasserhahn und Fachwerkstätten nichts mehr im Wege

Jedenfalls: Die Zeiten in denen der Wassermacher ein tröpfelndes Überlebensinstrument gewesen ist, sind endgültig vorbei - Komfort ist In.

Anmerkung: Auf Bobby Schenk's Blauwasserseminar zur Hanseboot am 25./26.10.2008 (siehe hier) wird ebenfalls auf das Thema Wassermacher eingegangen. 

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