Wasserqualität in Heizungsanlagen
- Alexander Reh
Steinbildung
Eine Steinbildung in Heizungsanlagen kann nicht vermieden werden, ist aber in Anlagen mit Vorlauftemperaturen kleiner 60 °C vernachlässigbar gering. Bei Hochtemperatur-Wärmepumpen und vor allem bei bivalenten Anlagen im großen Leistungsbereich (Kombination Wärmepumpe + Kessel) können auch Vorlauftemperaturen von 60 °C und mehr erreicht werden. Ein bevorzugtes Verfahren zur Vermeidung von Steinbildung ist die Enthärtung, da sie die Erdalkalien (Calcium- und Magnesiumionen) dauerhaft aus dem Heizungssystem entfernt.
Folgende Werte für die Wasserqualität von Heizungs- und Kühlwasser sind zu beachten und bei einem Vor-Ort-Check zu prüfen:
Härtegrad
Leitfähigkeit
pH-Wert
abfiltrierbare Stoffe
Folgende (Grenz-)Werte sind dabei zwingend einzuhalten:
Maximaler Härtegrad des Füll- und Ergänzungswassers 11°dH
Bei vollentsalztem Wasser (VE-Wasser)(salzarm) darf der Leitwert maximal 100 μS/cm betragen
Bei teilentsalztem Wasser (salzhaltig) darf der Leitwert maximal 500 μS/cm betragen
Der pH-Wert muss zwischen 7,5 - 9 liegen
Der Grenzwert für abfiltrierbare Stoffe im Heizungswasser liegt bei < 30 mg/l
ACHTUNG
Bei der Verwendung von vollentsalztem Wasser ist darauf zu achten, dass der minimal zulässige pH-Wert von 8,2 nicht unterschritten wird. Eine Unterschreitung kann zur Zerstörung der Wärmepumpe führen
Gegebenenfalls, beispielsweise bei bivalenten Anlagen sind zusätzlich die in der folgend aufgeführten Tabelle aufgelisteten Vorgaben zu berücksichtigen, bzw. die genauen Richtwerte für Füll- und Ergänzungswasser und die Gesamthärte der Tabelle nach VDI 2035 – Blatt 1 entnommen werden.
HINWEIS
Das spezifische Volumen einer Heizungsanlage ist vor Befüllung der Anlage zu ermitteln.
Zur Beurteilung, ob ein Wasser die Tendenz zur Kalkauflösung oder zur Kalkabscheidung hat, wird der sog. Sättigungsindex SI herangezogen. Er zeigt an, ob der pH-Wert dem pH-Neutralpunkt entspricht bzw. um wie viel dieser durch Säureüberschuss unterschritten, oder durch Kohlensäuredefizit überschritten wird. Bei Sättigungsindex unter 0 ist das Wasser aggressiv, neigt zu Korrosionen. Bei Sättigungsindex über 0 ist das Wasser kalkabscheidend.
HINWEIS
Der Sättigungsindex SI sollte zwischen - 0,2 < 0 < 0,2 liegen
|
|
|
|
|---|---|---|---|
Gesamtheizleistung in kW | Summe Erdalkalien in mol/m³ | ||
≤20 | >20 bis ≤50 | >50 | |
Spezifisches Anlagenvolumen in l/kW | |||
≤50 | keine | ≤3,0 (16,8) |
<0,05 (0,3) |
≤50 | ≤3,0 (16,8) | ≤1,5 (8,4) | |
>50 kW bis ≤200 kW | ≤2,0 (11,2) | ≤1,0 (5,6) | |
>200 kW bis ≤600 kW | ≤1,5 (8,4) | <0,05 (0,3) | |
>600 kW | <0,05 (0,3) | ||
Heizwasser, heizleistungsabhängig | |||
Betriebsweise: | Elektrische Leitfähigkeit in μS/cm | ||
Salzarm(3): | >10 bis ≤100 | ||
Salzhaltig: | >100 bis ≤1500 | ||
| Aussehen | ||
| klar, frei von sedimentierenden Stoffen | ||
(1) Zur Berechnung des spezifischen Anlagenvolumens ist bei Anlagen mit mehreren Wärmeerzeugern die kleinste Einzelheizleistung einzusetzen.
(2) Bei Anlagen mit mehreren Wärmeerzeugern mit unterschiedlichen spezifischen Wasserinhalten ist der jeweils kleinste spezifische Wasserinhalt maßgebend.
(3) Für Anlagen mit Aluminiumlegierungen ist Vollenthärtung empfohlen.
Korrosion
Bei Anlagen mit überdurchschnittlich großem spezifischem Anlagenvolumen von 50 l/kW empfiehlt die VDI 2035 den Einsatz von teil-/vollentsalztem Wasser.
Diese Maßnahmen (z.B. pH-Stabilisator) werden zur Einstellung des pH-Wertes des Heizungswassers getroffen, um die Korrosionsgefahr in der Wärmepumpe und in der Heizungsanlage zu minimieren.
Unabhängig von rechtlichen Anforderungen dürfen die nachfolgenden Grenzwerte im verwendeten Heizungswasser für verschiedene Inhaltsstoffe nicht über- bzw. unterschritten werden, um einen sicheren Betrieb der Wärmepumpe zu gewährleisten. Dazu ist vor Inbetriebnahme der Anlage eine Wasseranalyse
durchzuführen. Ergibt die Wasseranalyse für maximal einen Indikator ein „-“ oder für maximal zwei Indikatoren ein „o“ ist die Analyse als negativ zu bewerten.
Beurteilungsmerkmal | Konzentrationsbereich | Edelstahl | Kupfer |
|---|---|---|---|
Bicarbonat (HCO3) | <70 | + | o |
70-300 | + | + | |
>300 | + | o/+ | |
Sulfate (SO4) | <70 | + | + |
70-300 | + | o/- | |
>300 | o | - | |
Hydrogencarbonat (HCO3-/SO4-) | >1,0 | + | + |
<1,0 | + | o/- | |
elektrische Leitfähigkeit | <10 μS/cm | + | o |
10 - 500 μS/cm | + | + | |
>500 μS/cm | + | o | |
pH-Wert | <6,0 | o | o |
6,0-7,5 | o/+ | o | |
7,5-9,0 | + | + | |
>9,0 | + | o | |
Ammonium (NH4+) | <2 | + | + |
2-200 | + | o | |
>200 | + | - | |
Chloridionen (Cl-) | <150 | + | + |
>150 | o | o/+ | |
Chlor (Cl2) | <0,5 | + | + |
1-5 | + | o | |
>5 | o/+ | o/- | |
Schwefelwasserstoff (H2S) | <0,05 | + | + |
>0,05 | + | o/- | |
Kohlendioxid (CO2) | <5 | + | + |
5-20 | + | o | |
>20 | + | - | |
Nitrate (NO3) | <100 | + | + |
>100 | + | o | |
Eisen (Fe) | <0,2 | + | + |
>0,2 | + | o | |
Aluminium (Al) | <0,2 | + | + |
>0,2 | + | o | |
Mangan (Mn) | >0,1 | + | + |
<0,1 | + | o | |
Sättigungsindex | >-0,2 | + | + |
<0,2 | + | + |
Beständigkeit von kupfergelöteten oder geschweißten Edelstahl-Plattenwärmetauschern gegenüber Wasserinhaltsstoffen:
Anmerkungen
"+" = normalerweise gute Beständigkeit
"o" = Korrosionsprobleme können entstehen, insbesondere, wenn mehrere Faktoren mit "o" bewertet sind
"-" = von der Verwendung ist abzusehen