Damit die Heizung intakt bleibt
Wie sich Schäden durch Korrosion und Steinbildung vermeiden lassen
Schnittbild einer „Purotap micro“-Entsalzungspatrone von Elysator. Die Einwegpatrone mit Farbumschlagharz filtert alle schädlichen Inhaltsstoffe aus dem Füllwasser und zeigt durch einen Farbwechsel beim Harz den Verbrauch an. Bild: Elysator
Die „Genotherm Armatur Komfort“ von Grünbeck ermöglicht die einfache Erstbefüllung und Nachspeisung von Heizungsanlagen. Gegenüber der „Basic“-Ausführung verfügt „Komfort“ zusätzlich über eine Leitfähigkeitsmesszelle zur Überwachung der Kartuschen- bzw. Patronenkapazität. Bild: Grünbeck
Mit dem „Füll-Caddy 3200“ von Sasserath (SYR) lassen sich große Heizungsanlagen mit vollentsalztem Wasser nach VDI 2035 befüllen. Alle Bestandteile für eine normgerechte Befüllung sind vorhanden, u.a. eine „Füllcombi BA“ mit integriertem Systemtrenner BA und Druckminderer und das „AnschlussCenter 3200“ mit digitaler Kapazitätskontrolle. Bild: SYR
Die Heizungsbefüllstation „PT-IB 20“ von perma-trade hält den eingestellten Systemdruck konstant und speist bei fallendem Druck automatisch entmineralisiertes Wasser nach. Gleichzeitig wird die Wasserhärte bzw. Leitfähigkeit erkannt und die Kapazität der Entmineralisierungseinheit sowie die Nachfüllmengen überwacht. Bild: perma-trade
Erstbefüllungs- und Ergänzungswasser für Heizungsanlagen müssen besondere Vorgaben an die „Qualität“ erfüllen, obwohl das Trinkwasser deutscher Güte als sehr sauber und rein gilt. Als Kesselspeisewasser enthält es jedoch Bestandteile, die beim wärmeübertragenden Medium Schäden verursachen können, da sie Kalkablagerungen und Korrosion verursachen. Aufbereitet und möglichst frei von Verunreinigungen soll das Heizungswasser sein. So erwarten es die Kesselhersteller und auch einige Hersteller in der Peripherie der Heizungsanlage. Doch damit nicht genug: Auch die Randbedingungen vor und während des Betriebes müssen stimmen.
Ein großes Problem stellt der heute gängige Materialmix dar. Während früher ein Heizungssystem hauptsächlich in Stahl ausgeführt und geschweißt wurde, kommen heute moderne Verbindungstechniken in Aluminium, Kupfer, Edelstahl und Kunststoff zum Einsatz. Bei Letzterem spielt der permanente Eintrag von Sauerstoff eine tragende Rolle bezüglich Korrosion und Verschlammen von Heizsystemen. Gerade die aus Aluminium und Edelstahl bestehenden Wärmeübertrager können allergisch auf eine nicht den Anforderungen moderner Heizungsanlagen und den Vorgaben der Hersteller entsprechende Beschaffenheit des Erstbefüllungs- und Nachfüllwassers reagieren. Nicht von ungefähr wird das Kapitel „Anforderungen an das Heizungswasser“ in den Montage- und Betriebsanleitungen der Heizungshersteller ausführlich behandelt. Tatsächlich ist das wärmeübertragende Medium als eigenständige Komponente zu betrachten und mit dementsprechender Sorgfalt zu behandeln. Wie Schäden in Warmwasser-Heizungsanlagen vorgebeugt werden kann, regelt die VDI Richtlinie 2035.
Alle im Wasser gelösten Stoffe sind Ionen, auch als „Salze“ bekannt. Unterschieden wird in „Kationen“ mit positiver Ladung und in „Anionen“ mit negativer Ladung. Beide haben unterschiedliche Auswirkungen im Wasserhaushalt. Zu den Kationen zählen Calcium und Magnesium (die sogenannten Härtebildner) sowie Natrium, Kalium, Mangan, Eisen und Ammonium. Anionen sind Chlorid, Sulfat, Nitrat (die sogenannten korrosiven Salze). Auch gebundene Kohlensäure (CO3), Nitrit, Fluorid etc. sind Anionen. Calcium und Magnesium sind hauptsächlich für die Belagbildung (Verkalkung), beispielsweise an Wärmeübertragern, verantwortlich.
Zwei Aufbereitungsmethoden der Wasserbehandlung
Man unterscheidet in Wasserenthärtung und Wasserentsalzung. Bei der Enthärtung wird nur Kationenharz verwendet. Hierbei werden Calcium und Magnesium gegen das bei höheren Temperaturen besser lösliche Natrium ausgetauscht. Ein Verkalken des Wärmeübertragers wird somit verhindert. Jedoch bleibt die elektrische Leitfähigkeit unverändert erhalten, da die Ionenbilanz nicht verändert wird. Das Korrosionspotenzial bleibt bestehen. Zur Vorbeugung von Korrosion kann daher zusätzlich eine chemische Behandlung mit Inhibitoren erforderlich sein.
Bei der Vollentsalzung (Demineralisierung) werden neben den Härtebildnern auch Natrium und die korrosiven Salze entfernt – und die gebundene Kohlensäure. Das Ergebnis ist eine „Nullionenbilanz“ mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit. Alle Kationen werden gegen Wasserstoffionen (H+) und alle Anionen gegen Hydroxidionen (OH-) ausgetauscht. Im Ergebnis steht H2O, also reines Wasser.
Da die elektrische Leitfähigkeit hierbei gegen null geht, wird auch das Korrosionspotenzial deutlich reduziert. Aber ob Wasserenthärtung oder Wasserentsalzung: Die Herstellervorgaben der Wärmeerzeuger und der weiteren Anlagenkomponenten müssen unbedingt beachtet
werden.
Das Einmaleins der Heizungswasseraufbereitung
Was ist der Unterschied zwischen Wasseraufbereitung und Wasserbehandlung?
Aufbereitetes Heizwasser ist enthärtetes oder entsalztes Wasser, dem keine Chemikalien zugesetzt wurden. Behandeltes Wasser ist Wasser oder aufbereitetes Heizungswasser, dem Chemikalien zugesetzt wurden.
Muss für eine Heizungsanlage immer aufbereitetes Heizungswasser verwendet werden?
Nicht grundsätzlich. Abhängig vom Härtegrad, dem pH-Wert und der elektrischen Leitfähigkeit des Trinkwassers kann unter Umständen sogar darauf verzichtet werden. Von besonderer Bedeutung ist die Berechnung des zulässigen Härtegrades. Er ist im Verhältnis zum Füll- und Ergänzungswasser zu bestimmen. Meistens kann über ein Diagramm die Gesamthärte (in ° dH) ermittelt werden. Das Diagramm zeigt, ob Maßnahmen zur Wasseraufbereitung erforderlich sind. Über der Grenzkurve ist das Wasser aufzubereiten, darunter nicht. Eine vereinfachte Beurteilung ist auch anhand der Parameter „Summe Erdalkalien“ und „Gesamthärte“ zulässig und empfehlenswert.
Was sind Erdalkalien?
Der Chemiker bezeichnet alle Elemente der 2. Hauptgruppe im Periodensystem als Erdalkalimetalle. Dazu zählen auch die Härtebildner Calcium und Magnesium. Die Summe aller Calcium- und Magnesiumionen, z.B. im Füll- und Ergänzungswasser, macht die Gesamthärte aus.
Welche technischen Lösungen gibt es für die Erstbefüllung, welche für die Nachspeisung?
Um aufbereitetes Heizungswasser einzuspeisen, gibt es einige technische Optionen. Ob dabei ein stationäres oder mobiles Füllgerät zum Einsatz kommt, ist von der Anlagengröße oder von den Vorlieben des Betriebs abhängig.
Zwingend notwendig ist nach DIN EN 1717 das Vorschalten eines Systemtrenners. So wird verhindert, dass an dieser Schnittstelle durch Rückfließen oder Zurückdrücken von verunreinigtem Wasser die Qualität des Trinkwassers beeinträchtigt wird.
Ebenfalls zu beachten: Selbst einige Hersteller von Hocheffizienzumwälzpumpen erwarten, dass das Heizungswasser den Vorgaben der VDI 2035 entspricht. Wird also eine alte Pumpe gegen eine neue ausgetauscht, muss auch das Heizungswasser ausgetauscht werden.
SHK-Betrieb und TGA-Fachplaner in der Pflicht
Um sich vor Haftungsansprüchen schützen zu können, muss das Heizungswasser den Vorgaben der Komponentenhersteller und der VDI 2035 entsprechen. Der Betreiber ist zwar für den ordnungsgemäßen Zustand des Heizungswassers verantwortlich, aber: Selbst der VDI geht davon aus, dass der Betreiber dieser Pflicht nicht allein gerecht werden kann. Deshalb müssen sowohl der Fachplaner als auch der SHK-Betrieb den Betreiber entsprechend beratend unterstützen.
Das hat auch einen rechtlichen Hintergrund, da im Gewährleistungsfall der ordnungsgemäße Zustand des Wassers geprüft wird. Tatsächlich hat der Installateur zur eigenen Sicherheit als Anlagenersteller – und auch für den Betreiber – eine Dokumentationspflicht. Dazu schlägt die VDI die Führung eines Anlagenbuches vor. Es soll dokumentieren, welche Maßnahmen erforderlich sind bzw. durchgeführt wurden. Dazu muss Füll- und Ergänzungswasser hinsichtlich seiner Gesamthärte, des pH-Wertes und seiner Leitfähigkeit kontinuierlich gemessen werden. Die Ergebnisse sind in das Anlagenbuch einzutragen, genauso die nachgefüllten Mengen an Ergänzungswasser.
Autor: Dietmar Stump, freier Journalist mit Pressebüro
