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Sep 30, 2023

DIY-Wassermacher für Ihre eigene Frischwasserversorgung

In seinem bisher ehrgeizigsten praktischen Projekt: Tauchsafaribootbesitzer Owen

In seinem bisher ehrgeizigsten praktischen Projekt baute der Tauchsafaribootbesitzer Owen Moorhouse seinen eigenen DIY-Wassermacher

Die Vorfilter sind unter den Stufen vom Cockpit ins Steuerhaus neben dem ausfahrbaren Kühlschrank angebracht

Der Bau einer Umkehrosmoseanlage (RO) war für mich als Tauchsafari-Yachtfahrer an einem Schaukelliegeplatz schon lange ein Wunschtraum gewesen, aber die Kosten waren für mich schon immer unerschwinglich gewesen.

Doch eines Tages, nachdem ich meine Wassertanks aufgefüllt hatte, wurde meiner Rechnung eine Wassergebühr von 25 A$ (15 £) hinzugefügt, nachdem ich den Kraftstoff vollgetankt hatte.

Bis dahin war es allgemein üblich, dass das Wasser kostenlos war, und ein Aufpreis von 10 Cent pro Liter veranlasste mich, darüber nachzudenken, eine Umkehrosmoseanlage zu installieren.

Um mein Dilemma noch zu verschärfen, hatte ich ein paar Wochen später bei einer windigen Annäherung an den Treibstoff- und Wasserponton eine unglückliche Kollision mit einer anderen Yacht neben mir.

Obwohl es keine sichtbaren Schäden gab, wurde mir schnell eine atemberaubende Rechnung über 1.500 A$ (900 £) für Reparaturen vorgelegt.

Das im Steuerhaus über dem Rollout-Kühlschrank angebrachte Bedienfeld

Nicht zuletzt bestärkte mich das in meiner Entscheidung, an Bord mein eigenes Frischwasser herzustellen, und ich war fest entschlossen, das System selbst zu bauen.

Wie schwierig könnte es schließlich sein, einen Wassermacher selbst zu bauen?

Umkehrosmose ist eine hochwirksame Entsalzungsmethode, die Meerwasser in trinkbares Süßwasser umwandelt.

Die Membrantechnologie ist weit verbreitet und beinhaltet die Entfernung von Salz und den meisten Verunreinigungen, indem das Wasser unter sehr hohem Druck durch semipermeable Membranen gepresst wird.

Strandläufer im Yachthafen

Um meinen 90. Geburtstag zu feiern, schenkten mir Freunde und Familie einen RO-Projektfonds, was mich noch mehr zum Start ermutigte.

Ich habe mir unzählige YouTube-Videos von Bootsbegeisterten zu diesem Thema angesehen und schon bald skizzierte ich Ideen für mein eigenes System.

Ich hätte nie gedacht, dass die Fertigstellung des Projekts drei Jahre dauern würde!

Den ersten dieser Winter verbrachte ich ohne Yacht in der Türkei im Haus meiner Tochter an der Ägäis.

Bei einem Ausflug reisten wir in den Süden nach Bodrum, wo ich einen gut sortierten Baumarkt mit Edelstahlventilen zu sehr attraktiven Preisen fand.

Zurück in Ayvalik entdeckte ich einen kleinen Schiffsausrüster mit Rohrverbindungen aus Messing und Edelstahl. Auch sie waren ein echtes Schnäppchen.

Nach und nach begann ich, die Teile zusammenzutragen, die ich brauchte, während ich im Keller bastelte, um das Bedienfeld zu bauen.

Die Idee, die Komponenten nach Sydney zurückzubringen, ließ mich nicht aus der Ruhe bringen, denn ich hatte bereits auf einer früheren Reise eine Ankerwinde im Gepäck gehabt, und die Einsparungen hatten sich gelohnt (siehe PBO Oktober 2018).

Mit der Online-Unterstützung meines Schwiegersohns bestellte ich zusätzliche Teile und ließ mir drei Voltron 2540-Membranen und zwei Druckgehäuse direkt per Kurier an mein Boot liefern.

Schematische Darstellung der Umkehrosmose. Legende: 1. Deckwaschpumpe 2. Deckwaschhahn und Ansaugdruckeinstellung 3. Hochdruckpumpe 4. Hochdruckmembranen 5. Hochdruck-Einstellnadelventil 6. Haushaltspumpe 7. Spülzeitsteuerung 8. Kohlefilter 9. Rückschlagventil 10. 25-Mikron-Filter 11. 5-Mikron-Filter 12. Durchflussmesser 13. Schiffstank 14. Hahn zur Hausversorgung 15. Primer-Manometer 16. Hochdruckmanometer 17. Dreiwegeventil 18 . Messgerät für insgesamt gelöste Feststoffe (TDS).

Bei meiner Rückkehr nach Australien habe ich die 5-Mikron- und 25-Mikron-Filter sowie die Hochdruckpumpe (HP) vor Ort besorgt, da diese zu sperrig für meine Taschen waren.

Zu diesem Zeitpunkt war ich bereit, mit dem Zusammenbau des Systems zu beginnen.

Das Bedienfeld passte perfekt unter den Cockpitsitz im Steuerhaus und über den ausziehbaren Kühlschrank, wo es leicht zugänglich ist.

Die beiden Membrandruckbehälter passten bequem neben die Lotsenkoje, ohne deren ursprüngliche Funktion als Liegeplatz zu beeinträchtigen.

Schema des Spülzyklus: Schema der Umkehrosmose. Legende: 1. Deckwaschpumpe 2. Deckwaschhahn und Ansaugdruckeinstellung 3. Hochdruckpumpe 4. Hochdruckmembranen 5. Hochdruck-Einstellnadelventil 6. Haushaltspumpe 7. Spülzeitsteuerung 8. Kohlefilter 9. Rückschlagventil 10. 25-Mikron-Filter 11. 5-Mikron-Filter 12. Durchflussmesser 13. Schiffstank 14. Hahn zur Hausversorgung 15. Primer-Manometer 16. Hochdruckmanometer 17. Dreiwegeventil 18 . Messgerät für insgesamt gelöste Feststoffe (TDS).

Anschließend habe ich die Vorfilter unter den Stufen montiert, die vom Cockpit ins Steuerhaus führen.

Alle diese Module sitzen direkt über dem Motor, an dem ich die HP-Pumpe montiert habe, die über einen Magnetkupplungs-Riemenantrieb gesteuert wird.

Für die HP-Pumpe war die Unterstützung einer örtlichen Ingenieurwerkstatt erforderlich, um eine verstellbare Keilriemenhalterung herzustellen und die Dreiwegeventile hinter dem Bedienfeld anzupassen.

Die Sandpiper verfügt nur über einen Meerwassereinlass durch den Rumpf, um Wasser für die Motorkühlung, die Toilettenspülung und die Deckspülung bereitzustellen.

Da ich mit einem erhöhten Bedarf an Meerwasser rechnete, ließ ich während einer Slipanlage vor der Saison ein 1½-Zoll-Sieb, einen Seehahn und ein Primärsieb einbauen, um den ursprünglichen 1-Zoll-Einlass zu ersetzen.

Aber es sollte nicht alles sein! Mein treuer Vetus-Motor erlag schließlich vielen Jahren exzellenten Dienstes und wurde offiziell für tot erklärt.

Der Wiederaufbau war finanziell nicht tragbar, so dass ein vollständiger Ersatz die einzige Option war.

Auf der Suche nach einem neuen Dieselmotor musste ich mein Projekt zur Wasseraufbereitung auf Eis legen.

Bevor ich den neuen Motor einbaute, musste ich den Motorraum entfetten, musste dann aber feststellen, dass eine Reinigung fast genauso viel kosten würde wie ein neuer Kärcher K2-Haushalts-Hochdruckreiniger – also habe ich den Schritt gewagt und mir einen gekauft.

Eine jahrelange Ansammlung von Fett und Schmutz verschwand bald auf magische Weise – und ich besaß jetzt auch eine Pumpe mit einer Leistung von 117 bar, die von meinem vorhandenen 2,4-kW-240-V-Hilfsgenerator an Bord angetrieben wurde.

Schließlich wurde mein neuer 35 PS starker Kubota VQ 505E-Motor eingebaut. Dann hatte ich Zeit, mein DIY-Projekt zur Wasseraufbereitung fertigzustellen!

Der neue Kubota-Dieselmotor wird von einem Lastkahn an Bord gehoben

Ohne Zweifel nahm die Beschaffung der Hochdruckkomponenten den größten Zeitaufwand in Anspruch, was durch meine Unerfahrenheit mit dieser Art von Artikeln noch verschärft wurde.

Bei der Bestellung von Pumpen- und Druckbehälterkomponenten aus dem Ausland habe ich ein ¼-Zoll-BSP-Gewinde (British Standard Pipe) angegeben, was mir die komplizierten unterschiedlichen Standards in Nordamerika erspart.

Ich habe die Druckbehälter mit Glasfasermembran direkt aus China bestellt und musste feststellen, dass die 30 mm dicken Endstopfen aus Edelstahl in ihren Bohrungen versenkt waren.

Ich ging davon aus, dass dies die Hochdruckanschlüsse schützen sollte, aber es machte den Zugang fast unmöglich.

Der neue Motor ist vorhanden

Sie waren mit O-Ringen abgedichtet und durch äußerst präzise Spannzangen gesichert, die einem Schraubenschlüssel trotzten, als ich versuchte, die angrenzenden HP-Anschlüsse festzuziehen.

Um ausreichend Platz für den Schraubenschlüssel zu schaffen, musste ich aus den Glasfaserwänden einen Zugang in die Endaussparung der Druckbehälter schneiden.

Ich fluchte endlos, denn dies war eine äußerst mühsame Aufgabe, konnte aber nicht umhin, das clevere Design zu bewundern, das die Spannzangen sicher hält und die Endstopfen sichert.

Ich hatte ursprünglich vorgehabt, meinen neuen Motor mit Keilriemenantrieb auf eine magnetkupplungsgetriebene HP-Pumpe umzurüsten, wie bei der ursprünglichen Installation, aber bald wurde mir klar, dass eine Neukonstruktion erforderlich war.

Dies sollte ein kostspieliges Unterfangen werden, und wenn ich ehrlich bin, war die Idee, vor Anker einen 35-PS-Dieselmotor laufen zu lassen, um Wasser zu produzieren, immer ein ineffizienter Teil meines Plans.

Am Ende war meine radikale Lösung ganz einfach. Ich beschloss, meinen 2,4-kW-Benzin-240-V-Generator an meinen neuen Kärcher-Hochdruckreiniger anzuschließen, um den für die Frischwasserbereitung erforderlichen 50-bar-Druck bereitzustellen.

Obwohl dies bedeutete, dass ich meine neu erworbene, in Italien hergestellte Druckpumpe samt Magnetkupplung und Halterung aufgeben musste, dachte ich, dass ich dies durch Effizienzeinsparungen und Motorstunden rechtfertigen könnte, ganz zu schweigen von den Kosten für die Investition in eine neue einstellbare Pumpenhalterung.

Obwohl ungeplant, passte der Kärcher K2 genau unter den Kartentisch und nur wenige Meter von den RO-Membranen entfernt.

Fortsetzung unten…

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Zuvor hatte ich zum Reinigen der Ankerkette eine handelsübliche Deckwaschpumpe mit 12 V und 17 Litern pro Minute installiert und diese daher mit einem Umleitungsventil am Kärcher ausgestattet.

Angetrieben durch die Batterien dient sie nun auch als Ansaugpumpe.

Der Kärcher K2 wird vom 240V-Generator angetrieben und benötigt nur 1400W.

Dadurch bleibt mir jede Menge Energie übrig, um die Batterie aufzuladen, ganz zu schweigen von der Einsparung an Dieselmotorstunden.

Der einzige Nachteil ist der Lärm der Pumpen und des Generators, der zugegebenermaßen etwas beunruhigend sein kann.

Nach Jahren des Planens, Wartens, Umgestaltens, Beschaffens und Bastelns kam endlich der Moment der Wahrheit, als ich meine Handarbeit auf die Probe stellte.

Doch trotz mehrfacher Versuche konnte ich am Nadelventil, an dem die Sole aus dem System austritt, keinen Druck erreichen.

Zu meiner Bestürzung wurde kein Tropfen frisches Wasser produziert!

Ich schob die Schuld schnell auf die Hochdruckpumpe, da am Niederdruckauslass Wasser zum Sole-Überbord-Auslass floss.

Als ich die Hochdruckpumpe jedoch wieder auf ihre ursprüngliche Waschfunktion umstellte, funktionierte sie einwandfrei. Ich war völlig ratlos!

Wohin floss das unter Druck stehende Trinkwasser? Ich habe verschiedene Experten konsultiert, aber selbst sie waren ratlos.

Owen genießt ein Glas Wasser aus seinem selbstgebauten Wassermacher

Völlig frustriert baute ich alles noch mehrmals ab und war kurz davor, das gesamte Projekt aufzugeben.

In einem letzten verzweifelten Versuch untersuchte ich widerstrebend das Auslassende des zweiten Membrangehäusestopfens, als ich plötzlich den Übeltäter fand.

Es fehlten zwei O-Ringe in der Verbindungsmuffe, die die Membran mit dem Edelstahlstopfen verband!

Dadurch konnte das unter Druck stehende Wasser durch den Soleauslass austreten, die Membranen umgehen und zu einem Druckmangel führen.

Durch einen einfachen O-Ring-Austausch konnte ich bald Wasser mit einer Geschwindigkeit von 120 l pro Stunde in die Tanks fließen lassen.

Ich jubelte und sah mit großer Befriedigung zu, wie Trinkwasser in den Tank floss.

Der Generator verbrauchte weniger als 2 Liter Benzin pro Stunde und bot gleichzeitig den Vorteil, die Batteriebank mit Strom zu versorgen.

Da reichlich frisches Wasser vorhanden war, konzentrierte ich mich dann auf die Entwicklung eines Spülsystems, um die Gesundheit und Hygiene der Membranen und Filter aufrechtzuerhalten und ihre Langlebigkeit zu bewahren.

Ich gebe zu, die Vorstellung, eine Lösung von Natriummetabisulfit pumpen und ausspülen zu müssen, hat mich eingeschüchtert.

Mich hat eher die Empfehlung gereizt, das Produktwasser aus den Tanks durch einen zusätzlichen Kohlefilter zu recyceln, um effektiv das gleiche Ergebnis zu erzielen.

Deshalb habe ich ein automatisches Spülsystem untersucht und entworfen, das über die herkömmliche automatische Druckwasserversorgungspumpe des Bootes funktioniert.

Ein einfaches, programmierbares Gartenbewässerungsventil lieferte die gewünschte Lösung.

Kohlefilter (links), zwei Druckbehälter (unten) sowie Zeitschaltuhr und Regler für den Spülzyklus (rechts) passen alle bequem neben die Pilotenkoje

Betrieben mit einer 9-V-Batterie kann es automatisch laufen, aber normalerweise betreibe ich es nach jedem Wassererzeugungsvorgang etwa zwei Minuten lang im manuellen Modus.

Bei ausgeschalteter 12-V-Ansaug-/Deckwaschpumpe verwende ich die Haushaltsdruckpumpe, um die Hochdruckpumpe während des Zyklus mit frischem Produktwasser anzusaugen.

Das Spülwasser wird dann über den vorhandenen Prüfwasserauslauf abgeführt.

Rückschlagventile auf beiden Seiten des Kohlefilters verhindern, dass Meerwasser in die Lagertanks des Bootes gelangt oder neues Frischwasser ins Meer zurückfließt.

Der zusätzliche Kohlefilter eliminiert zudem mögliche Schäden an den teuren Membranen, falls es notwendig sein sollte, Wasser aus einer Landversorgung nachzufüllen, das möglicherweise mit Chlor behandelt wurde

Dieser zusätzliche Kohlefilter ist ausschließlich für den Spülvorgang vorgesehen.

Ohne Zweifel war mein DIY-Wassermacherprojekt eine der frustrierendsten und kompliziertesten Installationen, die ich je durchgeführt habe.

Trotz gelegentlicher Anstrengung dauerte es etwas mehr als drei Jahre, bis ich fertig war.

Es ist schwer zu sagen, wohin diese Jahre gingen, aber der Zeitplan wurde durch meine unerwartete Notwendigkeit, den Bootsmotor auszutauschen, in die Länge gezogen, was mich wiederum vor neue Designherausforderungen stellte.

Wenn ich mein zunehmendes Alter, die anderen Komplikationen und die Zeit, die für die Beschaffung der Komponenten benötigt wird, außer Acht lasse, glaube ich, dass die Installation mit etwa 40 Arbeitsstunden hätte bewerkstelligt werden können.

Da ich eine vorhandene Abwaschpumpe, einen 240-V-Generator und ein Hauswasserdrucksystem verwendet habe, kosteten mich die zusätzlichen Komponenten etwa 2.500 A$ (1.500 £).

Ich sollte hinzufügen, dass in dieser Zeit kommerziell erhältliche Geräte auf den Markt gekommen sind, die billiger sind als die, die es zu Beginn meiner Tätigkeit gab.

Aber alles in allem war das Ergebnis unglaublich lohnend und befreiend.

Ich kann mich jetzt dem Luxus von unbegrenzt frischem Wasser hingeben und das Duschen ist zu einem Vergnügen ohne schlechtes Gewissen geworden.

Auch die Wasserqualität ist einen Toast wert. Mit 13 ppm, gemessen mit einem TDS-Messgerät (Total Dissolved Solids), übertrifft die Wasserqualität die WHO-Richtlinien.

Ironischerweise trug Covid-19 positiv zu dieser Geschichte bei, da ich während der Lockdowns und Zeiten der Isolation weiterhin einer Erwerbstätigkeit nachging.

In meinem 94. Lebensjahr genieße ich endlich die reichliche Versorgung mit hochwertigem Wasser und bin ungemein stolz auf meine Leistung.

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