Основными критериями [2] для систем горячего водоснабжения, при которых возбудитель легионеллы становится опасным для населения и начинает быстро размножаться, являются:

- температура воды. Обычно это диапазон температуры в системах горячего водоснабжения от 25 до 45 °С;

- наличие застойной зоны;

- наличие осадочных отложений внутри системы ГВС либо биопленок на трубопроводах;

- наличие других микроорганизмом (в основном амеб).

Температура воды. Она имеет прямое отношение к опасности передачи через систему горячего водоснабжения заболевания. Легионелла размножается в воде при температурах 25-50 °С, с оптимальным значением для развития 35-46 °С. При увеличении температуры до 60 °С, возбудитель инфекции может в отдельных случаях еще существовать в районе 30мин; при увеличении температуры до 70 °С – погибает сразу [1]. Именно из-за этого свойства бактерии, системы горячего водоснабжения с недостаточно высокой температурой воды внутри сети создают риск распространения заболевания населению. В соответствии с руководящими принципами ВОЗ в системах горячего водоснабжения следует поддерживать температуру 50 °С в наиболее удаленных точках сети и 60 °С в резервуарах с горячей водой. При этом необходимо также учитывать тот факт, что чем дальше исследуемая точка пробы на возбудитель заболевания от резервуара горячей воды, тем ниже температура в системе. Соответственно, с увеличением расстояния от резервуара с горячей водой увеличивается количество точек, заселенных легионеллами.

Поддержание постоянной температуры оборотной воды в системе горячего водоснабжения выше   60 °С ведет за собой большие затраты электроэнергии. Альтернативным методом является установка фильтров в местах использования [2]. Самым действенным вариантом фильтрации будет установка нескольких последовательных фильтров- предварительного, для удаления отложений и механических частиц и основного фильтра, для удаления микроорганизмов, включая легионеллу. Также такой процесс фильтрации исходной питьевой воды не устраняет поступающие уровни дезинфицирующего средства, поддерживаемые системой горячего водоснабжения. Эффективность такой фильтрации горячей воды обеспечивает удаление до 98% находящихся в ней загрязнений.

Дезинфекция с использованием веществ. Вторичная дезинфекция с помощью хлора, озона или ионизации воды медью/серебром также широко применяется для минимизации возникновения заболевания [4]. Однако, при использовании такого метода обработки могут возникать остаточные уровни дезинфицирующих веществ в системе. Например, при дезинфекции системы горячего водоснабжения, застойные водопроводные трубы или тупиковые линии могут мешать попаданию дезинфицирующих средств. Это ведет к образованию возбудителя бактерии в этих зонах. Периодическая промывка таких застойных областей снижает уровень риска возникновения заболевания. Также нежелательным воздействием на систему горячего водоснабжения в данном случае служит точечная коррозия трубопроводов, изменение вкуса или запаха поступающей воды населению. И дополнительными затратами при таком варианте дезинфекции является необходимость размещения дозируемых препаратов на отдельной площадке.

Альтернативой методу дезинфекции с помощью веществ является дезинфекция воды при помощи ультрафиолета. Метод является довольно эффективным при малых дозах воздействия. Также ультрафиолетовая дезинфекция не обеспечивает остаточного дезинфицирующего средства в системе.

На сегодняшний момент в РФ в целях предотвращения развития легионеллы используют в основном метод предварительного хлорирования воды [3]. Однако, особую опасность даже при таком методе воздействия представляют открытые участки системы горячего водоснабжения – например, накопительные емкости воды. Если вода не используется и накапливается в емкостях долгое время, то вероятность распространения инфекции очень высока. Легионелла обладает значительной степенью своей устойчивости к хлору, и в низкой концентрации присутствует в системах горячего водоснабжения центральной сети.

Во многих решениях используется рециркуляционный насос для горячего водоснабжения. Он позволяет уменьшить расстояние, которое необходимо для подачи воды на дальние участки системы. С добавлением в цикл очистки фильтра [4] в контур рециркуляции или после резервуара для хранения горячей воды, эффективность удержания микроорганизмов возбудителя значительно увеличивается, поскольку происходит постоянная циркуляция воды. Контур рециркуляции горячей воды обеспечивает оптимальную конструкцию по очистке системы, которая постоянно поддерживает контур горячей воды в безопасном микробном положении.

В связи с распространением COVID-19 в 2020 году и закрытие зданий в рамках социального дистанцирования, создались новые риски для распространения легионеллы. Этому способствуют застойные зоны или слабые потоки воды в системе горячего водоснабжения в здании, что создает оптимальную атмосферу для роста бактерий в биопленке.

Мерами профилактики распространения [1] и упреждения данного заболевания могут быть:

1. Необходимая рециркуляция внутри системы водоснабжения;
2. Контроль за остатками дезинфицирующих средств;
3. Регулярная очистка градирен и других наиболее подверженных распространению возбудителя сооружений системы водоснабжения;
4. Контроль диапазона температуры для уменьшения количества микроорганизмов. Важнейшее условие для профилактики размножения легионеллы в системе горячего водоснабжения это то, что нагрев воды должен быть равномерным. Для этого нагревательный элемент размещают вблизи от резервуара накопления или же используют в накопительной системе встроенный теплообменник, который имеет большую площадь соприкосновения с нагреваемой средой.
5. Мониторинг качества воды (рН, температура, микробиология).

Для того, чтобы предотвратить попадание легионелл в систему горячего водоснабжения, необходимо обеспечить надежную водоочистку. Водоочистка позволит добиться уменьшения численности возбудителей заболевания. Рекомендуется упреждающий подход к проблеме заболевания, который включал бы фильтрацию исходной воды и непрерывную циркуляцию горячей воды в системе с поддержанием необходимой температуры. Мониторинг, температура и уровни дезинфицирующих средств снизят риск заражения легионеллой питьевой воды.

По способу применения теплоносителя системы горячего водоснабжения бывают закрытыми и открытыми. Закрытая система горячего водоснабжения характеризуется тем, что воду, поступающую из хоз.-пит. водопровода нагревает вода, поступающая с ТЭЦ или водогрейной котельной. Т.е. вода с ТЭЦ используется только как теплоноситель, и из сети не отбирается. Нагревание воды из хоз.-пит. водопровода происходит в специальных теплообменниках воды. В отличие от закрытой системы, в открытой системе горячего водоснабжения вода отбирается непосредственно из системы теплоснабжения. Т.е. открытая система горячего водоснабжения является совмещенной системой с системой отопления. В результате такой особенности раздачи (когда вода из теплосети, которая была нагрета на ТЭЦ или в котельной, подается одновременно и на систему отопления и на систему горячего водоснабжения объектов) характеристики качества горячей воды могут не соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям, предъявляемым к горячему водоснабжению [2].

В связи с данным обстоятельством, в статью 29 ФЗ “О теплоснабжении” были внесены изменения, согласно которым запрещается подключать новых потребителей к открытым системам водоснабжения для реализации поставки горячего водоснабжения потребителям путем отбора теплоносителя системы централизованного теплоснабжения. Также ФЗ предусматривает начало перехода от применения открытых систем для теплоснабжения и горячего водоснабжения к закрытым системам.

Рассмотрим некоторые из способов улучшения работы системы горячего водоснабжения и возможности модернизации оборудования, которое входит в состав системы.

Новые технологии подготовки и обработки горячей воды. Горячая вода при любой системе горячего водоснабжения нагревается в оборудовании, осуществляющем нагрев воды, на его теплопередающих поверхностях. Из-за качественных характеристик поступающей воды, на теплопередающих поверхностях подогревателей осаждается накипь. Этот процесс снижает производительность по теплу теплопередающих поверхностей нагревателей. Кроме этого, происходит и процесс образования накипи на трубопроводах системы водоснабжения, что повышает гидравлическое сопротивление, оказываемое воде при движении жидкости и ведет к изменениям расходов горячей воды, доходящих до потребителя. Для снижения процессов образования накипи при нагреве воды применяются различные методы и технологии подготовки. Одна из перспективных технологий подготовки воды для системы горячего водоснабжения, которая направлена на уменьшение концентраций накипеобразующих веществ, это технология хлор-анионирования. Она позволяет снизить концентрации накипеобразующих веществ в подготавливаемой воде и уменьшить процесс накипеобразования на теплопередающих поверхностях. Проведенные экспериментальные испытания установок по данной технологии подготовки воды, позволили выявить существенное уменьшение отложений солей на поверхностях и трубопроводах, а также определить, что данная технология позволяет сохранить в подготавливаемой воде необходимые для человеческого организма элементы кальция и магния.

Система горячего водоснабжения с использование одного теплообменника. Во многих последних реализованных на практике многофункциональных комплексах был использован способ организации такой системы горячего водоснабжения, при котором система горячего водоснабжения не получает разделения на зоны в центральном тепловой пункте, как это было принято на практике ранее. Вместо устаревшей системы предложена новая, с организацией в центральном тепловом пункте установки одного единого теплообменника, который был бы запроектирован и рассчитан на необходимое покрытие по мощности системы горячего водоснабжения всех существующих зон объекта. Это осуществляется с помощью установки повысительных насосных станций для каждой зоны объекта, которые качают подогретую воду непосредственно в свою зону работы. При теоретическом рассмотрении возможностей данного способа организации системы горячего водоснабжения, были опасения, связанные с возможными денежными затратами на реализацию такой системы. Однако, эксплуатационная практика и экономические расчеты эти опасения не подтвердили. Данный способ совершенствования системы горячего водоснабжения повышает надежность системы всего водоснабжения объекта в целом. При такой организации системы, объект делится на несколько зон, и на каждую зону объекта проектируются отдельные повысительные насосные станции для системы горячего водоснабжения и системы холодного водоснабжения. При этом системы можно переводить в работе между собой. Итогом является то, что при любой нештатной аварии или ситуации, потребитель будет обеспечен необходимой водой в любом случае. Опыт эксплуатации такого варианта организации системы горячего водоснабжения показал работоспособность предложенного метода и его большую надежность.

Использование индивидуальных тепловых пунктов для систем горячего водоснабжения. Этот способ совершенствования системы горячего водоснабжения способен привести к снижению тепловых потерь и в целом повышению эффективности процесса теплоснабжения и горячего водоснабжения. Он заключается в том, что подогрев воды для горячего водоснабжения осуществляется в установленных индивидуальных тепловых пунктах у потребителя с индивидуальными подогревателями [3]. Из очевидных преимуществ такого способа совершенствования системы является: при таком режиме работы и осуществления подогрева воды система горячего водоснабжения может держать постоянную температуру воды без осуществлений ее перегрева; при осуществлении подогрева воды непосредственно у потребителя уменьшается возможности ухудшения качества воды, что было бы при транспортировке горячей воды от центральных пунктов нагрева; такая система горячего водоснабжения изолирована от влияния других потребителей в сети, что приводит к более гидравлической устойчивости данной системы водоснабжения. Система горячего водоснабжения с использование индивидуальных тепловых пунктов позволяет за счет исключения из системы сетей горячего водоснабжения от центральных тепловых пунктов уменьшить протяженность внутриквартальных тепловых сетей. Это в свою очередь также ведет к уменьшению тепловых потерь по системе в целом. Системой горячего водоснабжения с установкой индивидуальных тепловых пунктов осуществляется рекомендуемый ФЗ переход на закрытую схему теплоснабжения и горячего водоснабжения потребителя. Такие существовавшие ранее проблемы, как: суточные скачки давления у потребителей, коррозионный износ трубопроводов, снижение расхода воды, образование накипеотложений в трубопроводах и оборудовании – решаются при такой системе работы горячего водоснабжения объекта.