Intelligentes Frühwarnsystem für Korrosion und Heizwasserqualität

Rostbraunes Heizungswasser oder etwa ein Leck in der Heizanlage – diese sicheren Indizien für Korrosion in der Heizanlage kennt jeder. Ist es allerdings schon so weit, dass die Anzeichen für Korrosion äußerlich sichtbar sind, ist es oft schon zu spät.

Denn der Korrosionsprozess beginnt viel früher, im unsichtbaren Inneren der Heizanlage. Um Korrosion entgegenzuwirken, ist es neben einer einwandfreien Heizwasserqualität also auch sinnvoll, das Übel direkt an der Wurzel zu packen und sich gar nicht erst ausbreiten zu lassen.

Die Firma UWS Technologie hat dafür eine hochinteressante Lösung entwickelt: Durch Korrosionsmonitoring und Onlinemessung werden für die Heizwasserqualität kritische Werte und Parameter so frühzeitig erkannt, dass ein rechtzeitiges Eingreifen möglich ist und kostspielige Schäden an der Anlage vermieden werden können.

Das Thema "Korrosion in Heizsystemen" ist eigentlich kein Neues. Seit Wasser und Metall aufeinandertreffen, gibt es auch Korrosion. Spätestens seit Inkrafttreten der VDI 2035, die sich mit der Vermeidung von Steinbildung und Korrosion in Heizsystemen auseinandersetzt und Empfehlungen zur Verhinderung ausspricht, wurde das Problem proaktiv angegangen. Und doch ist es ein bisschen wie mit Unkraut: Selbst bei fach- und normgerechter Aufbereitung des Heizungswassers und vieler Präventionsmaßnahmen kann sich Korrosion ins System schleichen.

Beschäftigt man sich intensiver mit dem Thema "Korrosion", wird auch klar, woran das liegt. Maßgeblich für die Entstehung von Korrosion sind vier Komponenten: Sauerstoff, Wasserhärte, pH-Wert und Leitfähigkeit. Insbesondere dem Sauerstoff gilt ein besonderes Augenmerk, denn dieser tritt häufig ungewollt ins Heizsystem ein.

Ursachen hierfür gibt es viele: Sauerstoff kann beispielsweise durch eine fehlerhafte Berechnung des Ausdehnungsgefäßes, was zu Unterdruckzonen führen kann, ins Heizsystem gelangen, aber auch durch sauerstoffdurchlässige Materialien wie Schläuche, durch häufiges Entleeren oder auch durch eine unsachgemäße Nachspeisung. Die häufigste Ursache jedoch ist der unvermeidliche Vordruckverlust bei Membranausdehnungsgefäßen, der von außen nie bemerkbar ist und den auch nur selten jemand prüft.

Problematisch bei der Korrosion ist, dass diese oftmals erst bemerkt wird, wenn sie sichtbar ist, sprich wenn Wasser bereits aus dem System austritt. Korrosionserscheinungen werden dann also durch tropfende Rohrleitungen, rostiges Heizungswasser beim Entleeren oder beschädigte Bauteile im Heizsystem festgestellt. Zu diesem Zeitpunkt hat sich die Korrosion aber bereits über einen langen Zeitraum hinweg im Hintergrund beziehungsweise im nicht sichtbaren Inneren des Heizsystems entwickelt und ausgebreitet.

Regelmäßige Kontrollen des Umlaufwassers können ein wenig helfen, solche Qualitätsmängel aufzudecken, jedoch ist es auch hierbei bereits oft zu spät und der Vordruckverlust des Membranausdehnungsgefäßes wird zum Beispiel durch Wasseranalysen nicht aufgedeckt.

Doch was tun? Die Firma UWS Technologie hält eine Lösung parat, mit der Korrosion frühzeitig entdeckt und Schäden an der Anlage somit effektiv entgegengewirkt werden kann.

Die "Heat Guard"-Serie

Mit der neuen "Heat Guard"-Serie wird das Heizsystem unter dauerhafte Beobachtung gestellt. Das innovative System ist dabei mit einem Feueralarm vergleichbar: Bestimmte Parameter in der Heizanlage werden kontinuierlich überwacht, gemessen und analysiert.

Sobald die potenzielle Gefahr einer Flächenkorrosion besteht, schlägt das System je nach Ausführung "Alarm". Dies ermöglicht eine rechtzeitige Aktion, um die Heizanlage frühzeitig zu schützen. Die "Heat Guard"-Serie lässt sich in zwei Gruppen aufteilen: Korrosionsmonitoring und Onlineüberwachung.

Das Auge im Heizwasser

Die Module der ersten Gruppe melden Korrosionsgefahr, sobald sich im Rohrsystem erste Anzeichen dafür finden, beispielsweise durch den bereits zuvor erwähnten, unbeabsichtigten Sauerstoffeintritt. Das Funktionsprinzip: Ein auf einer patentierten Technologie basierender Korrosionssensor speichert alle sieben Stunden die gemessene Korrosionsrate eines eingebauten Metallplättchens. Die ermittelten und gespeicherten Korrosionsraten werden dann auf Basis von Trendrechnungen durchgeführt.

Ermittelte Abtragraten von einwandfreien und belasteten Zentralheizungssystemen lassen eine verlässliche Aussage über eine normale oder schädliche Korrosionsgeschwindigkeit zu und melden bei zu hoher Abtragrate – ausgedrückt in µm/anno – Alarm. So kann frühzeitig agiert werden.

Die UWS Technologie bietet verschiedene Module zum Korrosionsmonitoring an. Zwei davon werden im Folgenden vorgestellt:

"Heat Guard Smart AD"

Mit diesem Modul können Korrosionserscheinungen in Heizkreissystemen zuverlässig erkannt werden. Der "Heat Guard Smart AD" ist mit dem "Quick-FIX"-Dreiwegehahn mit integrierter Messsonde ideal für den Einbau in Rohrstrecken mit Anschlussmöglichkeit für Druckausgleichsgefäße. Die Spitze der Messsonde mit dem Metallplättchen befindet sich in der Wasserströmung und zeigt auch Störungen am Ausdehnungsgefäß an, zum Beispiel eine gerissene Blase und die daraus resultierenden Störungen im System.

Wartungsarbeiten am Druckausgleichsgefäß können einfach und schnell durchgeführt werden. An diesem Modul ist ein potenzialfreier Kontakt zur Meldung von Störungen auf eine Gebäudeleittechnik vorhanden. Ebenso zeichnet die Elektronik den Verlauf der Korrosionsabtragrate auf. Verlaufskurven der Korrosionsraten sowie die Temperatur können jederzeit ausgelesen werden. Eine preisgünstige Variante ermöglicht diese Überwachung bereits ab dem Einfamilienhaus.

"Heat Guard Smart"

Der "Heat Guard Smart" leitet über einen potenzialfreien Kontakt Störmeldungen an die Gebäudeleittechnik weiter, das heißt, sobald Korrosionsgefahr erkannt wurde. Im Gegensatz zu anderen Modulen der "Heat Guard"-Serie, bei denen die Daten vor Ort ausgelesen werden müssen, verfügt der "Heat Guard Smart" über einen Netzwerkanschluss, der eine Übertragung der Daten per Ethernet ermöglicht.

Die neue Dimension der Heizwasseraufbereitung

Auch trotz normgerechter Aufbereitung wird die Heizwasserqualität im laufenden Betrieb der Heizanlage aufgrund mehrerer Faktoren beeinträchtigt. Wie schon erwähnt, kann die Wasserqualität durch Sauerstoffeintritt, Unterdruckzonen, nicht aufbereitetes Ergänzungswasser oder mikrobiologische Verunreinigungen in starkem Maße gemindert werden. Eine schnelle Reaktion ist dann in jedem Fall unerlässlich, um Störungen an der Anlage und längerfristigen Ausfällen vorzubeugen. UWS Technologie lag es am Herzen, hier Abhilfe zu schaffen.

Das Unternehmen hatte die Idee, eine Onlineüberwachung zu konstruieren, die permanent und online mitteilt, wie die Heizwasserqualität in der Anlage beschaffen ist. Darüber hinaus sollte diese Onlineüberwachung eine Alarmfunktion beinhalten, die per Handy, Tablet oder PC eine Störmeldung sendet, wenn die Heizwasserqualität kritische Werte aufweist und gegebenenfalls eingegriffen werden muss.

Das Ergebnis: Der innovative "Heat Guard Online" überwacht die Heizwasserqualität in Bezug auf pH-Wert-Verschiebungen, Leitfähigkeitsänderungen, Druckverläufe sowie Korrosionsraten und sendet Störmeldungen sofort auf Endgeräte wie Smartphone, Tablet und PC oder die Gebäudeleittechnik.

Beliebige weitere Sensoren und Optionen, wie zum Beispiel eine Temperaturmessung oder eine By-pass-Schaltung von Aufbereitungsanlagen können jederzeit optional hinzugefügt werden. Zudem kann der "Heat Guard Online" auch zur Ansteuerung von Ventilen, Dosierpumpen oder sonstigen Applikationen eingesetzt werden. Besonderes Highlight: Auf Anfrage ist zum "Heat Guard Online" auch ein entsprechender Versicherungsschutz erhältlich, der im Falle eines Systemausfalls aufgrund mangelhafter Heizwasserqualität greift.

Geeignet ist der "Heat Guard Online" für jede Anlagengröße. Insbesondere ist das Modul für all jene Objekte interessant, bei denen die Betriebssicherheit gewährleistet sein muss. Aber auch für Objekte mit großen Wasservolumen, wie zum Beispiel Blockheizkraftwerke oder Heizanlagen mit großem Puffervolumen, eignet sich das Modul. Denn hier bestehen erhöhte Risiken für die Heizwasserqualität in Bezug auf Korrosionserscheinungen, Verschlammungen, Magnetitbildung und Materialangriffe, welche wiederum zu massiven Störungen der Wärmeverteilung führen können. Die Beseitigung dieser Problematiken ist bei nicht rechtzeitiger Kenntnis der Heizwasserqualität sehr oft mit enormen Kosten für den Betreiber verbunden.

Eine permanente Überwachung der Heizwasserqualität in Wärmeverteilungssystemen ist der optimale Schutz sowohl vor Störungen und Beschädigungen im Wärmeverteilungssystem, an Pumpen, Bauteilen und Wärmeerzeuger als auch vor mittel- und langfristigen Schäden.

Durch die Onlinemessung lässt der "Heat Guard Online" Störungen frühzeitig erkennen, sodass entsprechende Maßnahmen zur Wiederherstellung einer einwandfreien Heizwasserqualität eingeleitet werden können.