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Salzhaltiges Wasser und Sauerstoff schaden dem Werkstoff!

Eine Reihe von Normen und Richtlinien versucht bereits seit mehr als einem Jahrzehnt die Basis für die richtige Heizwasserqualität zu regeln. Kaum eine Heizung darf mehr mit unbehandeltem Rohwasser gefüllt werden, soweit ist man sich zumindest einig. Verantwortlich für die Umsetzung soll der Heizungsinstallateur sein. Wer nicht kontrolliert und dokumentiert – der verliert.

Doch welche Werte sind zu kontrollieren? Wann und durch wen hat die Kontrolle zu erfolgen? Und was ist zu tun, wenn sie nicht erfüllt ist?

Die Gründe, weshalb es mit der VDI 2035 zu erhöhten Anforderungen an die Heizwasserqualität gekommen ist, sind heute jedem Heizungsfachmann bekannt. Moderne Komponenten reagieren heute wesentlich empfindlicher auf unbehandeltes Heizungswasser, das mit Mineralien, insbesondere Kalk, und korrosiven Salzen wie Chlorid und Sulfationen belastet ist.

Die Tabellen beschreiben die Anforderungen an das Füll- und das Umlaufwasser.
Quelle: HeizungsJournal

Die enorm kompakter gewordenen Wärmeübertragungsflächen, die zwecks Leistungssteigerung verringerten Wandstärken und die höheren Heizflächenbelastungen verlangen heute einfach eine kontrollierte und aufbereitete Heizwasserqualität. Weniger bekannt ist dem Fachmann hingegen noch, welche Werte aus welchem Grund zu prüfen sind und wie er diese Kontrollen selbst durchführen kann.

Korrosionstechnisch dichte Anlage…

Es ist von grundlegender Bedeutung zu wissen, dass sich das Füllwasser einer Heizung in seiner Qualität verändert und nach einigen Betriebsmonaten die Ansprüche an ein Umlaufwasser erreichen muss. Retrospektiv bestanden alte Heizungsanlagen hauptsächlich aus schwarzem, geschweißtem Stahlohr und aus Guss- oder Stahlheizkörpern. Selbst Übergänge und Sattelnähte wurden geschweißt.

Das waren noch nahezu korrosionstechnisch geschlossene (sauerstoffdichte) Anlagen mit Bedingungen (hohe Vorlauftemperaturen, kaum Sauerstoffeintrag, Stahlflächen), die so günstig waren, dass sich das Füllwasser in kürzester Zeit von selbst in den salzarmen und sauerstoffarmen Bereich konditionierte.

Die drei S-Faktoren

Das Füllwasser enthält drei Gruppen von problematischen Inhaltsstoffen, welche sich also positiv verändern müssen, um einen störungsfreien Betrieb der Anlage dauerhaft zu gewährleisten. Es sind dies Sauerstoff (O2), Säure (pH-Wert) und Salze (el. Leitfähigkeit). Als einfache Merkregel kann man von den drei "S"-Faktoren sprechen. Bei der Säure handelt es sich zur Hauptsache um das durch den atmosphärischen Druck gelöste Luftgas CO2, das im Trinkwasser enthalten ist.

Messung der elektrischesn Leitfähigkeit von Heizungswasser mit Messgeräten.
Quelle: ELYSATOR Engineering GmbH
Die elektrische Leitfähigkeit kann mit einem Handleitfähigkeitsmessgerät sicher gemessen werden, ebenso wie sich darüber der pH-Wert bestimmen lässt.

Dieses wie auch der Sauerstoff sind aber im Füllwasser nur in begrenzter Menge vorhanden und bauen sich rasch und einmalig durch Korrosion an Stahlflächen ab, sofern die Anlage korrosionstechnisch geschlossen ist und einen korrekten Überdruck aufweist (Druckhaltung).

Eine erste Probeheizung unterstützt die Ausgasung der Restkohlensäure und minimiert dadurch die Anfangskorrosion.

Anders hingegen verhält es sich mit den gelösten Salzen (Mineralien) im Füllwasser. Der Hauptteil davon ist Kalk (Karbonathärte). Auch dieser würde sich binnen einiger Betriebsmonate von selbst durch Inkrustierung und ungewolltem Verkalken des Wärmeübertragers aus dem Wasser entfernen und der Salzgehalt könnte so den Sollwert für Umlaufwasser erreichen.

In der Vergangenheit war dies der Normalfall – doch heute würden die Kalkablagerungen die modernen und filigranen Bauteile nachhaltig beschädigen. Der Kalk muss also noch vorher aus dem Füllwasser entzogen werden.

Heizungswasser mit Magnetitablagerungen in einem Gefäß.
Quelle: ELYSATOR Engineering GmbH
Schwach trübes Heizungswasser mit Magnetitablagerungen.

Heizungswasser mit Magnetitablagerungen in einem Gefäß.
Quelle: ELYSATOR Engineering GmbH
Magnetitablagerungen sind relativ unproblematisch und lassen sich mit vernünftigen Abscheidern herausfiltern.

Entfernen der gelösten Salze…

Beim Füllwasser ist somit das ausschlaggebende Kriterium für die Kontrolle der Salzgehalt, was automatisch auch die Härtebildner mit einschließt. Gemessen wird der Salzgehalt über die elektrische Leitfähigkeit des Füllwassers in Mikrosiemens pro cm [μS/cm]. Dieses sollte salzarm sein, also deutlich unter 100 µs/cm liegen (max. 60 µs/cm).

Beim Umlaufwasser hingegen kommen zu den Salzen die beiden Qualitätsfaktoren Säure und Sauerstoff hinzu. Durch die ebenfalls in der VDI 2035 Blatt 2 erwähnten Eigenalkalisierung des Systemwassers und die thermisch bedingte Ausgasung erreichen diese in der Regel ihre Zielwerte innerhalb weniger Wochen von selbst – aber die Entwicklung muss mit einer Wasseranalyse überprüft und belegt werden.

Aus den verschiedenen national und international gültigen Richtlinien (VDI, SWKI, SIA, ÖNORM) und den meisten Herstellervorgaben ist ein Konsens bezüglich nachfolgender Qualitätsmerkmale herauskristallisierbar. Die Wasserhärte selbst tritt als Qualitätsmerkmal in den Hintergrund, da sie über den Salzgehalt miterfasst ist. Salzarmes Wasser von < 100 μS/cm elektrischer Leitfähigkeit hat maximal noch etwa 3 °dH. Anderslautende Herstellervorgaben haben jedoch grundsätzlich Vorrang gegenüber den nachfolgend zusammengefasst dargestellten Qualitätsanforderungen.

Kontrolle ist nötig bei:

1. Inbetriebnahme

Bei der Inbetriebnahme geht es in der Hauptsache darum, festzustellen, ob der Salzgehalt (der die Härte mit einschließt) den Herstellervorgaben bzw. den Richtlinien entspricht. Alle anderen Parameter werden sich während der ersten Betriebszeit noch verändern und sind deshalb nicht repräsentativ für die zu erwartende Umlaufwasserqualität.

Der Test muss unmittelbar bei der Inbetriebnahme erfolgen, da sich die Wasserhärte mit dem Heizbetrieb abzulagern beginnt und es zu einem späteren Zeitpunkt nicht mehr nachvollziehbar ist, ob der Unternehmer salzarmes Füllwasser verwendet hat. Da die Heizwasserqualität in der Verantwortung des Installateurs liegt, muss dieser den Beweis erbringen können, dass bei Inbetriebnahme die Wasserqualität den Vorschriften entsprochen hat. Ansonsten hat er im Schadenfall mit einer Ablehnung jeglicher Garantieleistung zu rechnen.

2. Periodische Nachkontrolle etwa bei Heizungswartungen

Laut VDI2035/SWKI/ÖNORM H 5195-1 ist eine Nachkontrolle der Heizwasserqualität periodisch beziehungsweise jährlich durchzuführen (ÖNORM bis 5 m³ alle zwei Jahre, darüber jährlich). Hierbei steht im Vordergrund zu prüfen, ob die Umlaufwasserqualität erreicht wurde und konstant so verbleibt. Auch wenn sich unter günstigen Bedingungen die Sollwerte in der Regel von selbst einpendeln, so ist die Nachkontrolle mehr als nur empfehlenswert.

Verschiedene Faktoren wie die Sauerstoffdiffusion oder organisches Wachstum wirken ungünstig. Es kann in der Folge zu Korrosionsschäden und anderen Betriebsstörungen kommen. Will der Installateur seiner Verantwortung über das Heizwasser nachkommen, so ist es ratsam, dass er seine Kundschaft nachweislich über die Empfehlung zur periodischen Wasserkontrolle informiert.

Verzichtet der Betreiber einer Heizanlage darauf, so ist der Installateur entlastet. Unterlässt der Installateur aber jegliche Information und Nachkontrolle, so kann er im Störfall für den Schaden zur Verantwortung gezogen werden.

3. Störfall/Garantiefall

Kommt es zu einem Schaden an einem Bauteil, bei dem als Ursache die Wasserqualität in Betracht gezogen wird, so stellt sich zuerst einmal die Frage, ob Analysenzertifikate oder Dokumentationen für Füll- und Umlaufwasser vorliegen. Diese dienen nicht nur der Klärung von Garantieansprüchen, sondern tragen auch zur Lösung der technischen Störungsursache mit bei. Unter Umständen genügen aber für die Abklärung die Standardparameter nicht und ergänzende Messwerte sind vor Ort noch einzuholen.

Mittwoch, 04.10.2017

Von Tino Sarro
Vertriebsleiter OEM, Elysator Engineering GmbH