Tipps und Tricks für das richtige Heizungswasser

Hartes Wasser birgt häufig die Gefahren von Kalkablagerungen und Korrosion in Heizungsanlagen. Daher ist die richtige Behandlung des Heizungswassers ein nicht zu vernachlässigendes Thema. Um eine optimale Wärmeversorgung zu gewährleisten, ist eine korrekte Aufbereitung des Füll- und Ergänzungswassers wichtig – wird aber häufig unterschätzt. Bei Planung, Wahl und Einbau der bestmöglichen Technik für das jeweilige Objekt müssen daher viele Details beachtet werden.

Maßgebend sind zwei verschiedene, gängige Arten der Wasserbehandlung – Enthärtung und Entsalzung –, deren Anwendung je nach Vorgabe des Herstellers des Wärmeerzeugers individuell entschieden wird. In diesem Zusammenhang wird dem gesamten Heizsystem durch die VDI 2035 ein höherer Stellenwert als bisher eingeräumt. Die Vermeidung von Steinbildung und wasserseitig verursachten Korrosionsschäden steht im Vordergrund.

Bereits eine 1 mm dicke Kalkschicht am Wärmeübertrager steigert den Energieverbrauch um bis zu 10 Prozent und ­reduziert somit die Energieeffizienz erheblich. Darüber hinaus kann unbehandeltes, zu hartes Wasser die Lebensdauer der gesamten Heizungsanlage verringern. Gerade moderne Kompaktheizkessel mit engen Querschnitten und hoher Wärmeleistung sind gefährdet.

Für die Wasserbehandlung bestehen hier grundsätzlich mehrere Möglichkeiten: Es kann eine Enthärtung oder eine Entsalzung vorgenommen werden.

Ausschlaggebend für den Einsatz einer der beiden Aufbereitungsmethoden ist die VDI 2035, welche die zu gewährleistende Wasserbeschaffenheit, also den Härtegrad, vorschreibt. Die Qualitätsanforderungen haben mit dieser Technischen ­Regel erhebliche Fortschritte erzielt. Ihre Einhaltung gilt als Mindestvoraussetzung für Heizungsbefüllung und -aufbereitung.

Denn falsche Wasserwerte in Verbindung mit den hohen Temperaturen des Heizvorgangs verursachen Probleme. Wird bei der Aufbereitung hartes statt weichem Wasser genutzt, sorgen die darin gelösten Salze, speziell die Stoffe Calcium und Magnesium, für Ablagerungen. Denn diese beiden Mineralien sind zwar gut für den menschlichen Körper, nicht aber für den Heizungskreislauf. Der Kesselstein bildet eine isolierende Schicht im Wärmeübertrager, die den Wasserkreislauf verlangsamt. Dadurch verschlechtert sich der Wärmeübergang und begünstigt Überhitzung. Kalkabscheidung und -ablagerung fordern bei verringerter Wärmeabgabe so einen höheren Energieaufwand. Darüber hinaus können sie zu Schäden im Wärmeübertrager und weiteren Anlagenkomponenten führen, wodurch ein Komplettausfall des Systems droht.

Enthärtetes Wasser hingegen ist arm an Mineralien, weshalb auf die Verwendung solchen Wassers geachtet werden sollte. Kessel- und Gerätehersteller fordern daher in ihren Garantiebestimmungen eine Wasserqualität nach VDI 2035, die regelt, dass bestimmte Heizungsanlagen nur noch mit aufbereitetem, also entsprechend enthärtetem oder entsalztem Wasser befüllt werden dürfen.

Gleichzeitig hat dies gravierende Auswirkungen auf den Fachhandwerker: Im Schadensfall können Hersteller von Kesselanlagen Haftungsansprüche zurückweisen, die dann beim Handwerk geltend gemacht werden und hohe Verluste bedeuten. Neben rein wirtschaftlichen Aspekten wie hohen Reparatur-, Austausch- und Montagekosten kann besonders der erlittene Imageschaden nachhaltige Folgen für ein Handwerksunternehmen haben. Aus diesem Grund sollte der SHK-Fachhandwerker bei Inbetriebnahme und Wartung genau nach Vorschrift handeln. Dazu müssen Handwerk und Planer die relevanten ­Aspekte beim Umgang mit Heizungswasser kennen und natürlich auch berücksichtigen.

Mit Richtwerten für Heizungswasser gegen Steinbildung

Die Anforderungen an die Aufbereitung des Heizungswassers haben sich stark ­gewandelt. Je nach Heizleistung und An­lagenvolumen werden Maßnahmen zur Vermeidung von Kesselsteinbildung gefordert, die bis zur Herstellung von Weichwasser (0 °dH) reichen.

Um die nötigen Maßnahmen für eine Anlage treffen zu können, werden nach VDI 2035 Blatt 1 neben dem Härtegrad auch die Gesamtheizleistung und das Anlagenvolumen benötigt. Führt man sich vor Augen, dass etwa die Hälfte aller Gebäude in Deutschland mit "hartem" Trinkwasser versorgt werden (> 14 °dH) und auch durch beispielsweise Fußbodenheizungen oder Pufferspeicher eine Erhöhung des spezifischen Anlagenvolumens notwendig ist, sind diese Grenzwerte sehr bedeutsam.

Wichtig ist bereits die Erstbefüllung des Heizungssystems, denn diese ist entscheidend für den Wirkungsgrad der Anlage. Eindeutig sind daher auch die Vorgaben zur Abhängigkeit des spezifischen Anlagenvolumens und der entsprechenden Heizleistung durch die VDI 2035.

Um Kesselsteinbildung vorbeugen zu können, müssen allerdings neben Gesamtheizleistung und Anlagenvolumen auch die Ursachen bekannt sein. Wird hartes Wasser mit darin befindlichem gelöstem Kalk erwärmt und dabei Kohlensäure freigesetzt, kommt es zur Bildung des gefürchteten Kesselsteins (Kalziumkarbonat).

Um dies zu unterbinden, bestehen grundsätzlich mehrere Möglichkeiten, eine An­lage zu fahren. Bei der Enthärtung beziehungsweise Entsalzung wird in der Praxis zumeist zwischen salzhaltiger und salzarmer Fahrweise differenziert. Das Unterscheidungskriterium hierbei ist die elektrische Leitfähigkeit des Wassers, sie bildet das Maß für den Gesamtsalzgehalt und lässt sich unkompliziert über Leitfähigkeitsmessgeräte feststellen.

Verschiedene Arten der Heizungswasser-Aufbereitung und ihre Vorteile

Aber welche Variante wählt man: Enthärtung oder Entsalzung?

Enthärtung des Heizungswassers

Die Enthärtung ist seit etwa 50 Jahren die mit Abstand gebräuchlichste Methode und ein millionenfach bewährter Standard für den kalkfreien Betrieb von Heizungsanlagen. Bei der Enthärtung verbleiben einige Mineralien im Wasser, weshalb man auch von einer salzhaltigen Fahrweise spricht.

Über eine Verschneideeinrichtung wird die gewünschte Wasserhärte individuell eingestellt, so dass Salzgehalt und Leitfähigkeit erhalten bleiben und sich der pH-Wert kaum verändert.

Die dabei eingesetzten Armaturen arbeiten nach dem Ionenaustausch-Prinzip. Bei diesem Vorgang strömt das Wasser durch eine Kartusche mit Ionentauscherharz. Per chemischem Verfahren werden die im Trinkwasser mitgeführten Mineralien Calcium und Magnesium vom Harz aufgenommen, ohne Zugabe von Inhibitoren gegen Natrium-Ionen getauscht und somit dauerhaft aus dem Wasser entfernt. Die Leitfähigkeit des Wassers bleibt bei diesem Prinzip unverändert, weil die restlichen Inhaltsstoffe im Wasser verbleiben. Wenn die Aufnahmefähigkeit des Harzes erschöpft ist, wird es erneuert.

Die Vorteile liegen im geringen Aufwand sowie den niedrigen Kosten für eine sichere Vermeidung von Steinbildung nach VDI 2035. Positiv bei der Enthärtung: Der SHK-Fachmann muss lediglich das für den Aufbereitungsprozess notwendige Austauscherharz wechseln, wodurch ein nahezu unbegrenzter Transfer der Ionen möglich ist. Der Wechsel ist direkt vor Ort durchzuführen, was eine in der Praxis einfach zu handhabende Umsetzung bedeutet.

Entsalzung von Heizungswasser

Im Gegensatz zur Enthärtung, bei der Ionen im Wasser getauscht werden, entfernen Entsalzungspatronen tatsächlich alle Salze aus dem Füllwasser. Dennoch wird auch bei dieser Variante über das Ionenaustausch-Prinzip mittels einer Mischbettkartusche gearbeitet. Der Unterschied zur Enthärtung liegt in der bereits angesprochenen Leitfähigkeit des Wassers. Die Wasserhärte wird auf etwa 0 °dH herabgesetzt.

Darüber hinaus wird während des Prozesses die elektrische Leitfähigkeit des Füllwassers auf weniger als 100 µs/cm reduziert. Der Sinn dahinter steckt in der Begrenzung von Korrosionsvorgängen, denn aufgrund der niedrigen Leitfähigkeit wird eine mögliche Sauerstoffkorrosion an den Werkstoffen der Anlage gering gehalten. Die Bildung von Schlämmen aus Korrosionsprodukten geht auf ein Minimum zurück.

Speziell moderne Heizsysteme profitieren in Bezug auf Betriebssicherheit und Haltbarkeit von dieser Methode. Interessant ist diese Art der Heizungswasseraufbereitung bei Aluminiumbauteilen im Heizkreislauf, da die Gefahr einer Selbstalkalisierung gesenkt wird. Unter Umständen muss der pH-Wert je nach Kesselhersteller angehoben werden, was über spezielle Adapter möglich ist, die zusammen mit Vollentsalzungskartuschen bestellt werden können.

Gefahr durch galvanische Korrosion

Ein weiterer Vorteil der Herabsetzung der Leitfähigkeit besteht in der dadurch verminderten Möglichkeit einer galvanischen Korrosion. Diese tritt auf, wenn in Anwesenheit eines korrosionsfördernden Elektrolyts (in diesem Fall das Heizungswasser) zwei metallische Werkstoffe (zum Beispiel Aluminium und Kupfer) mitei­nander in Kontakt kommen.

Zwischen den sich dann bildenden Polen – der Anode und der Kathode – liegt ein Wertegefälle, das die Metalle in eine Skala von edel bis unedel einteilt. Dieser Wert ist niedrig, wenn es sich um ein unedles Metall handelt (wie zum Beispiel Aluminium) und steigt, je edler das Metall wird – Kupfer beispielsweise ist sehr edel. Bei dem Korrosionsvorgang wird die Anode angegriffen und die Kathode verschont.

Die Zerstörung des minderen Metalls geschieht umso schneller und aggressiver, je größer der Unterschied, sprich der zugewiesene Wert, zwischen unedlem und edlem Werkstoff ist. Eine salzarme Fahrweise bietet effektiven Schutz vor solchen Korrosionen, die auch Lokalkorrosionen genannt werden.

Ebenfalls ein wichtiger Faktor ist die Beseitigung der Neutralsalze. So können bestimmte Korrosionsarten erst gar nicht auftreten. Salzarmes Füllwasser stellt zudem einen umweltfreundlichen Korrosionsschutz für den Heizungskreislauf dar, da es ohne chemische Zusätze wie Korrosionsinhibitoren oder Sauerstoffbindemittel auskommt und rein auf die Entfernung der Salze abzielt.

Speziell Hersteller, deren Anlagen Aluminiumlegierungen enthalten, fordern oft eine Aufbereitung des Heizungswassers per Entsalzung. Die Kosten liegen hier zwar höher als bei der Enthärtung mittels Ionentausch, jedoch bietet diese Fahrweise, wie dargestellt, eine echte Korrosionsschutzmaßnahme.

Um die jeweilige Aufbereitungsmethode zu gewährleisten, bieten Hersteller spezielle Enthärtungs- und (Voll-)Entsalzungssysteme an. Hier sind einfach zu handhabende Produkte gefragt, die Korrosions- und Kalkschutz bei der Heizungswasseraufbereitung bieten.

Diese Forderung bedient das Unternehmen SYR Hans Sasserath & Co. KG. Die Haustechnik-Experten bieten mit ihrem "AnschlussCenter 3200" beispielsweise die Möglichkeit einer Fest­installation der Enthärtungs- und Entsalzungskartuschen. Positiv für den Immobilienbesitzer: Auch im Falle einer Nachbefüllung in Eigen­regie wird das Heizungswasser korrekt aufbereitet. In Kombination mit der SYR-"FüllCombi BA" zur automatischen Be- und Nachfüllung der Heizungsanlage erweitert sich die Armatur zu einem Komplettschutz nach DIN EN 1717.

Sicherheit durch Dokumentation

Wichtig für den SHK-Fachhandwerker sind aber nicht nur die Kenntnisse der unterschiedlichen Aufbereitungsweisen des Heizungswassers, auch die weiterführenden Bedingungen der VDI 2035 müssen bekannt sein und beachtet werden.

So formuliert die Regel eine Verpflichtung zu Beratung und Dokumentation. Dem Betreiber wird zwar die Verantwortung für die Anlage übertragen, im gleichen Atemzug jedoch wird ihm diese Kompetenz als Laien auch direkt wieder ab­gesprochen. Planer und Heizungsbauer werden deshalb mit einem Beratungsauftrag versehen, damit der Betreiber verantwortlich handeln kann.

Der Rahmen der Dokumentationspflicht umfasst neben allen Einstellungen auch Reparaturen an der Anlage sowie die Beratung, Planung, Abnahme und Wartung. Alle weiteren Veränderungen wie beispielsweise Komponententausch, Wasserwechsel oder Erweiterung müssen hinsichtlich des Wassers in der Anlage auf die Kompatibilität bewertet werden. Vernachlässigt der Fachhandwerker diesen Aufgabenbereich, besteht die Gefahr einer Haftung im Schadensfall. Denn sollte der Betreiber die entsprechenden Dokumente im Schadensfall nicht vorweisen können, haben die Hersteller und Versicherer ein Leistungsverweigerungsrecht. Die Dokumentation ist daher nicht nur Pflicht, sondern zugleich auch eine Sicherheit.

Umfang und Durchführung der Dokumentation

Vor der Befüllung muss der durch­führende Planer prüfen, ob das verfügbare Wasser grundsätzlich geeignet ist. Die entsprechenden Werte müssen im Anlagenbuch dokumentiert sowie die daraus resultierenden entsprechenden Behandlungsmaßnahmen aufgezeigt werden. Sollte der Betreiber die vorgeschlagene Wasserbehandlung ablehnen, muss auch dies zur eigenen Sicherheit unter Hinweis auf die Gewährleistungsrisiken verzeichnet werden.

Neben der Eignungsprüfung des Wassers liegt es zudem in der Pflicht des Planers, sämtliche Betriebsparameter aufzunehmen. Darunter fallen sowohl die Summe der Erdalkalien (oder Gesamthärte), das Anlagenvolumen und die ­Gesamtheizleistung, wie auch der pH-Wert und die Leitfähigkeit.

Ebenfalls zu berücksichtigende Angaben sind die zu Grunde gelegte Füll- und Ergänzungswassermenge während der Lebensdauer der Anlage, die Zusätze zur Wasser­behandlung (Art und Menge) sowie die Auswahl der Art und die Dimensionierung der Druckhaltung und die Auswahl der Werkstoffe. Diese Angaben bilden die Grundlage für die durch den Instal­lateur zu erbringenden Arbeiten und die seinerseits bereitzustellende Dokumentation. In der Regel erfolgen die Dokumentation sowie jegliche Reparaturen und Einstellungen der Anlage durch SHK-Fachbetriebe.