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Wärme

Moderne Heizungswasseraufbereitung: Grundlagen

Heizungswasseraufbereitung für effiziente Heizungssysteme - Teil 1

Freitag, 07.11.2014

Fachplaner und Heizungsinstallateure treffen in ihrem Arbeitsalltag immer wieder auf sie – die Normen des DIN und die Richtlinien des VDI. Dabei beschäftigt insbesondere das Thema "Heizungswasseraufbereitung“ zunehmend. Die Praxis zeigt, dass alle hier gut beraten sind, wenn sie mit den einschlägigen Normen und Richtlinien nicht auf "Kriegsfuß" stehen – denn diese sind die allgemein anerkannten Regeln der Technik und stellen die Arbeitsgrundlage beispielsweise für das SHK-Handwerk dar.

Um auf der sicheren Seite zu sein und um sich vor möglichen Haftungsansprüchen zu schützen, muss der SHK-Fachmann demnach einige Arbeitsweisen bei der Heizungswasseraufbereitung beachten. Welche das sind und wie diese in der Praxis umgesetzt werden können, zeigt diese Artikelserie.

Zunächst soll ein Blick auf die Notwendigkeit der Heizungswasseraufbereitung geworfen werden: Steinbildung und Korro­sion, so lauten die Diagnosen, die der SHK-Fachmann bei Schäden und Problemen an der Heizungsanlage immer wieder stellen muss.

Oxidschlamm an einem Heizungsrohr.
Quelle: UWS
Selbst in modernen Heizungsanlagen existieren Schwachstellen, die einen Sauerstoffeintritt ermöglichen: Tritt zu viel Sauerstoff ein, führt dies unweigerlich zu Korrosion. Häufig bildet sich auch Oxidschlamm.

VDI und DIN haben diese Problematik erkannt und entsprechende Richtlinien erarbeitet. Die bekannteste Richtlinie in diesem Zusammenhang ist die VDI 2035, deren Kern die Vermeidung von Steinbildung und wasserseitig verursachten Korrosionsschäden ist. Weitgehend unbeachtet bleibt aber häufig, dass Europäische Normen bzw. DINs höher einzustufen sind als VDI-Richtlinien und deshalb in die Betrachtungen mit einbezogen werden müssen.

Hierzu zählen insbesondere die EN 1717, die sich mit der Absicherung des Trinkwassers gegen Nicht-Trinkwasser beschäftigt, die EN 14336 ("Installation und Abnahme von Warmwasser-Heizungsanlagen") sowie die EN 14868 ("Leitfaden für die Ermittlung der Korrosionswahrscheinlichkeit metallischer Werkstoffe in geschlossenen Wasser-Zirkulationssystemen").

Diese Normen bilden die Basis für eine wirksame Heizungswasseraufbereitung. Sie sind als Arbeitsgrundlage des SHK-Handwerks anzusehen und geben letztlich die Richtwerte für das Füll- und Ergänzungswasser und damit für die Heizwasser­qualität vor.

Kernfrage: Wie können die Normen für Heizungswasser in der Praxis eingehalten werden?

Bevor geeignete Maßnahmen zur Heizungswasseraufbereitung aufgezeigt werden, welche die einschlägigen Normen praxisgerecht umsetzbar machen, ist es zunächst wichtig zu verstehen, wie es zu Korrosion und Steinbildung kommt – nur so kann die Heizungswasseraufbereitung effektiv und nachhaltig umgesetzt werden.

Grafische Darstellung der Grundlagen der modernen Heizungswasseraufbereitung.
Quelle: UWS
Grundlagen der modernen Heizungswasseraufbereitung: Oberste Priorität muss die Kundenzufriedenheit haben, Basis hierfür ist das Wissen um die einschlägigen Normen und Richtlinien.

Für Korrosion und Steinbildung sind vier Komponenten im Heizwasserkreislauf maßgeblich verantwortlich:

Komponente 1: Wasserhärte

Die Wasserhärte in Verbindung mit der Füll- und Ergänzungswassermenge sowie der Wandtemperatur des Wärmeerzeugers sind maßgeblich für die Steinbildung in der Heizanlage verantwortlich.

Dabei gilt: Je höher die Temperatur, desto höher die Steinbildungsgefahr. Dies ist beispielsweise in einem Teekessel deutlich zu ­sehen: Durch die Erwärmung des harten Leitungswassers entstehen durch ausfallenden Kalk schnell Ablagerungen. In der Heizanlage werden die vorhandenen Kalzium- und Magnesiumverbindungen vom Wasser gelöst und setzen sich auf den Rohrwandungen ab. Bereits eine Kalkablagerung von 1 mm an der Rohrwandung oder den Wärmeübertragern vermindert die Wärmeübertragung erheblich.

Komponente 2: Sauerstoff

Tritt zu viel Sauerstoff in die Heizanlage ein, führt dies unweigerlich zu Rost. Hierbei ist jedoch nicht der Sauerstoff gemeint, der bei der Erstbefüllung über das Wasser eintritt und sich in der Regel am vorhandenen Metall verbraucht, sondern der Sauerstoff, der darüber hinaus eintritt.

Nach VDI 2035 ist deshalb der Sauerstoffeintritt zu verhindern, was nicht immer möglich ist. Denn selbst bei modernsten Bauteilen weist jede Anlage Schwachstellen auf, die einen Sauerstoffeintritt ermöglichen. Dies kann beispielsweise bei Schnellentlüftern, Verschraubungen oder Ausdehnungsgefäßen der Fall sein. Häufig bildet sich dann auch Oxidschlamm, besser bekannt als Magnetit, welcher eine schwärzliche Verfärbung des Heizwassers zur Folge hat.

Komponente 3: pH-Wert

Der pH-Wert gilt als Maß für den Säure- oder Laugenanteil im Wasser und wird auf einer Skala zwischen 0 und 14 dargestellt. Wichtig zu wissen ist hierbei, dass der pH-Wert das Ergebnis einer Umrechnungsformel ist, die einen Zehnerlogarithmus enthält.

Das bedeutet, dass ein pH-Sprung den Faktor 10 in der Säurekonzent­ration ausmacht: Wasser mit einem pH-Wert von 7 enthält also 10-mal mehr Säure als bei einem pH-Wert von 8 und sogar 100-mal mehr als ein Wasser mit einem pH-Wert von 9 (10 x 10 = 100).

Im Zeitalter der Nieder­temperatur-Heizungsanlagen ist heute auch vermehrt die Rede von Bakterien im Kreislaufwasser, also der mikrobiologisch induzierten Korrosion (MIC). Diese Bakterien produzieren durch ihre Ausscheidungen Ammonium, welches den pH-Wert extrem senken kann.

Weitere Einflüsse, wie Rückstände von Frostschutzmitteln und Verunreinigungen von organischen Säuren, reduzieren den pH-Wert ebenfalls. Eine pH-Anhebung entsteht dagegen beispielsweise bei Verwendung von enthärtetem Wasser (Weichwasser) als Füll- und Ergänzungswasser, wobei der pH-Wert auf über 9,5 ansteigen kann (Selbstalkalisierung).

Für die im Heizungsbau üblichen ­Metalle empfehlen Korrosionsfachleute einen pH-Wert zwischen 8,2 und 9,5. Die Untergrenze von 8,2 begründet sich dadurch, dass oberhalb dieses Wertes keine freie Kohlensäure mehr im Wasser vorliegt. Die Obergrenze mit dem pH-Wert 9,5 resultiert aus dem Wissen, dass Kupfer in Gegenwart von Ammoniumverbindungen ab diesem Wert in Lösung geht.

Aber aufgepasst: Bei Aluminium­bestandteilen gilt die obere Grenze von pH 8,5. Denn bei pH-Werten > 8,5 kommt es selbst bei völliger Abwesenheit von Sauerstoff unter Wasserstoffentwicklung zur Aluminatbildung. Da das Aluminat löslich ist, entstehen keine Deckschichten. Infolge des erhöhten pH-Werts des Heizungswassers verläuft die Korrosion des Aluminiums dann ungehemmt weiter. Im Wasser kann dies durch eine Aluminiummessung nachgewiesen werden.

Von Rüdiger Bleyl
Vertriebsleiter D / A / CH, UWS Technologie
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