Das Blut einer jeden Heizungsanlage - Handwerkerfragen rund um das Heizungswasser

Probleme, die angeblich kaum einer hat, jedoch jeder kennt.

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Heizungswasseraufbereitung ist nichts Neues, sondern seit mehr als 40 Jahren in vielen Bereichen Standard bzw. sogar in Regelwerken verankert. Ebenso ist die Heizungswasseraufbereitung auch in Niedertemperaturanlagen seit über 30 Jahren ein Thema. Relativ neu ist die Anpassung der Richtwerte in Bezug auf die Heizleistung und das Anlagenvolumen: Der Wert von 100 kW wurde 2005 auf 50 kW abgesenkt und bei Umlauferwärmern (z. B. Thermen, Brennwertgeräte) gilt es, auch bei < 50 kW auf die richtige Wasserqualität zu achten. Wie so oft, setzen sich einige Installateure mit dem Thema aus­einander und begreifen es als Chance, die Kompetenz zu unterstreichen und sich vor Überraschungen zu schützen, während andere lieber weiter auf das Prinzip Hoffnung setzen.

Grundsätzlich geht es bei der Aufbereitung von Heizungswasser um zwei Bereiche, die der Fachmann beachten sollte:
1. Vermeidung von Steinbildung (Kalk),
2. Vermeidung von wasserseitiger Korrosion (Rost und Schlamm).
Beide Phänomene sind störend bis zerstörend in ihren Auswirkungen und unterliegen unterschiedlichen Gesetzmäßigkeiten, die nicht unmittelbar zusammenhängen müssen.

Wie lässt sich die Steinbildung vermeiden?
Steinbildung lässt sich grundsätzlich verhindern, indem man die Härtebildner Calcium (Ca2+) und Magnesium (Mg2+) aus dem Rohwasser entfernt und die Heizungsanlage mit kalkfreiem Wasser befüllt. Zur Auswahl stehen die Maßnahmen

• Enthärtung,
• Vollentsalzung,
• Teilentsalzung.

Bei der Enthärtung werden alle (!) Härtebildner durch Ionenaustauscher entfernt. Alle anderen Salze bleiben im Wasser, da sie anlagentechnisch zumeist unproblematisch sind. Bei der Vollentsalzung werden mit einem Mischbett-Ionenaustauscher dem Wasser alle Salze entzogen, wodurch es instabil und überwachungsbedürftiger wird. Das Lösungsvermögen für Gase (z. B. Sauerstoff) ist höher und kann damit auch stärker korrosionsförderlich sein. Unter Teilentsalzung versteht man die Entfernung von bestimmten Mineralien oder Teilen davon.

Bei allen drei Fahrweisen ist die Steinbildung zuverlässig vermieden. Die salzfreie- bzw. salzarme Fahrweise bietet jedoch keinen Vorteil, der den wesentlich höheren Zeit- und Kostenaufwand gegenüber einer Enthärtung rechtfertigen würde.

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Spülen und Befüllen der Heizungsanlagen mit voll- oder teilenthärtetem Wasser ist mit einer mobilen Heizungswasserfüllanlage einfach möglich (hier der "Hardy 100" von Hannemann).

Wann ist die salzfreie Fahrweise (Vollentsalzung) sinnvoll?
Bei bestimmten Industrieanwendungen wie z. B. Dampferzeugung ist es wegen der Reinheit durchaus sinnvoll, das Wasser zu entsalzen. Ansonsten ist dieser Aufwand für Heizanlagen in der Regel nicht notwendig, außer bei sehr mineralreichen Wässern (elektr. Leitfähigkeit über 1200 - 1500 µS/cm).

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Was tun, wenn Hersteller sehr hohe Anforderungen an die Wasserqualität stellen?
Grundsätzlich würde es genügen, wenn z. B. Kesselhersteller deutliche Hinweise zur Beachtung der "Richtlinien zur Heizungswasseraufbereitung" (z.B. VDI 2035) geben würden. Häufig werden leider stark abweichende oder gar hauseigene Empfehlungen abgegeben. Teilweise wird sogar mit Gewährleistungsausschlüssen bei Nichtbeachtung gedroht.

Hierzu sind Hersteller durchaus berechtigt. Die rechtliche Durchsetzung lässt im Einzelfall jedoch insofern Zweifel aufkommen, da in einem Streitfall vor Gericht vom Installateur keine höhere Anforderung als den "Stand der Technik" fordern kann, insbesondere wenn der Aufwand im Vergleich zum Nutzen wesentlich höher ist. In allen europäischen Normen und Richtlinien wird deshalb auch die Enthärtung als bevorzugtes Verfahren genannt. Wenn ein Hersteller nun auf VE-Wasser (vollentsalzt) besteht, so ist dies nicht nur eine höhere Anforderung, sondern auch ein höherer Aufwand, der überlegt sein will. Man braucht nicht immer mit Kanonen auf Spatzen schießen.

Kesselglied eines geplatzten AlSiMg-Wärmeaustauschers aufgrund von Belägen.

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Was ist bei Aluminium-Bauteilen zu beachten?
Wärmeerzeuger mit Aluminium-Bauteilen, z. B. Wärmetauscher in Gas-Wandheizkesseln oder Alu-Heizkörpern, bedürfen besonderer Beachtung. Viele Herstellerrichtlinien gibt es überhaupt erst wegen der verwendeten Aluminium-Legierungen.

Aluminium hat eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit und lässt sich preiswert in kompakte Formen gießen. Die z. T. kreativen Flächenkonstruktionen der Wärmeaustauscher dienen zur Vergrößerung der Oberfläche und zur schnellen Wärmeverteilung bei minimaler Bauform und Wasservolumen. Damit ergibt sich jedoch häufig auch eine entsprechende Fokussierung von Kalkausfällungen und anderer Probleme in diesem Extrembereich. Die Angst vor Schaden ist nicht ganz unberechtigt, da Aluminium in Verbindung mit Wasser und anderen Metallen leider trotz Legierung (AlSiMg) unter bestimmten Bedingungen nicht stabil ist. Der Installateur ist natürlich nicht nur für den Wärmeerzeuger, sondern für die Gesamtanlage verantwortlich. Deshalb kann es ihm nicht egal sein, wenn der Kessel hält, jedoch an Rohren, Heizkörpern oder Armaturen Schäden bzw. Störungen entstehen. Während Kupfer einen pH-Wert > 7,3 und Stahl einen pH-Wert > 8,5 benötigt, fühlt sich Aluminium da schon nicht mehr so wohl, und die Schutzschicht weicht langsam auf. Durch die heute konstruktionsbedingt hohen Strömungsgeschwindigkeiten an den Wärmeaustauscherflächen wird das Aluminium dann z. T. abgetragen bzw. ausgewaschen. Sind andere Metalle wie z. B. Kupfer zugegen, entstehen leicht Löcher. Bei begonnener Korrosion ist die Zerstörung des Aluminiums quasi nicht zu verhindern.

Problemlösung für AlSiMg-Wärmetauscher
Beim Erwärmen von enthärtetem Wasser wird die gelöste Kohlensäure ausgetrieben und Soda gebildet. Je nach Temperatur steigt der pH-Wert auf einen schwach alkalischen Bereich von ca. 8 an. Durch die hohe Oberflächentemperatur in AlSiMg-Wärmetauschern kann es nach unseren Untersuchungen kurzfristig lokal zu einer stärkeren Alkalisierung kommen und die sehr dünne Schutzschicht des Aluminiums angelöst werden. Es empfiehlt sich deshalb, die Heizungsanlage mit teilenthärtetem Wasser von 6 - 8°dH (1,07 - 1,4 mmol/l) zu befüllen und die Heizungsanlage 2 - 3 Tage aufzuheizen. Dadurch stabilisiert sich auf der Oberfläche des Wärmetauschers die Schutzschicht. Der weitere pH-Wertanstieg wird durch die im Wasser vorhandene Resthärte begrenzt.

Der pH-Wert ist oft schwankend, deshalb sollte er mit einem Inhibitor in einem stabilen Bereich eingestellt werden, man spricht hier von einer Pufferung. Zusätzlich ist es sinnvoll, den elektrochemischen Reaktionen der verschiedenen Metalle vorbeugend entgegenzuwirken. Dies ist im Fall von filmbildenden Heizungsschutzmitteln ein positiver Nebeneffekt. Gute Inhibitoren sind mit allen im Heizungsbau zugelassenen Materialien verträglich (auch Aluminium), stabilisieren die Härte, die mit dem Nachspeisewasser eingefüllt wird, und reduzieren die Gasdurchlässigkeit des Systems.

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Einfache Nachspeisung mit kalkfreiem Wasser im Servicebereich, bei Reparaturen schafft Vertrauen und Sicherheit (hier der "Hardy Jun." von Hannemann als tragbares System).

Was ist beim Nachfüllen zu beachten?
Grundsätzlich ist es am besten, mit dem Wasser nachzuspeisen, mit dem die Anlage befüllt wurde. Hierfür bietet sich im Servicebereich eine mobile Wasseraufbereitungsanlage an.

Vollenthärtung
Bei Anlagen mit voll enthärtetem Wasser können geringe Mengen Rohwasser vom Anlagenbetreiber selbst nachgespeist werden. Die Härtebildner werden im Idealfall von einem guten Korrosionsschutz (Inhibitor) stabilisiert, also in Lösung gehalten. Ansonsten fallen sie in geringen Mengen mit der Zeit aus.

Teil- und Vollentsalzung
Bei Anlagen mit teil- oder voll entsalztem Wasser sollte nur mit dem gleichen Wasser nachgespeist werden, da sonst die Stabilisierungszusätze aus ihrem Gleichgewicht kommen und negative Auswirkungen wie verstärkte Korrosion möglich sind. Zudem würde der Salzgehalt steigen. Bei einem Wasserwechsel durch Umbau- oder Reparaturmaßnahmen ist das Wasser neu aufzubereiten.

Was ist ein Inhibitor?
Übersetzt ist das Wort "Inhibitor" ein Oberbegriff für Hemmstoffe im technischen Bereich, die chemische Vorgänge einschränken oder verhindern. Da Korrosion nichts anderes als ein chemischer Vorgang ist, erscheint es logisch, diesen Vorgang zu inhibieren (hemmen, verhindern, einschränken). In der Lebensmittelindustrie spricht man nicht von Inhibitoren sondern von Konservierungsstoffen, d. h. die Ware länger haltbar zu machen.

Bilder: Hannemann Wassertechnik, Markt Schwaben

www.hannemann-wassertechnik.de