Wasserkonditionierung in Heizanlagen

Schutz vor Schäden durch Steinbildung und Korrosion

Dipl.-Ing. Willibald Schodorf, Vertriebsleiter

Mit dem neu erschienenen Regelwerk VDI 2035 Blatt 1 (Ausgabe Dezember 2005) ändern sich einmal mehr die Vorgaben zur Vermeidung von Schäden durch Steinbildung in Heizungssystemen. Erstmals werden Vorgaben definiert für Umlauf-Wasserheizer und für Systeme mit elektrischen Heizelementen < 50 kW Gesamtheizleistung. Vor allem die Forderung nach einer Wasserhärte < 0,02 mol/m³ (Summe Erdalkalien) bei großen Kesselleistungen ist beachtens- und diskutierenswert. Wer Schäden in Heizungsanlagen aufgrund einer unsachgemäßenZusammensetzung des im Gebäude im Kreislauf geführten Heizwassers vermeiden will, muss ein vertieftes Hintergrundwissen um die Ursachen von Steinbildung und die wasserseitige Korrosion vorweisen können. Dieser Beitrag versucht, das entsprechende Knowhow zu vermitteln.

STEINBILDUNG

Hauptparameter der Steinbildung (sprich: der Kalkablagerungen) sind die Menge an Calciumhydrogencarbonat [Ca(HCO3)2] im Füll- und Ergänzungswasser, das Volumen des ins System eingebrachten Wassers, die Wandtemperaturen der Wärmeübertragungsflächen und allgemein die Betriebsbedingungen für die Heizungsanlage. Zu bewerten sind vor allen Dingen die Karbonathärte (sie lässt sich im nicht-enthärteten Wasser über die Säurekapazität Ks4,3 bestimmen) des Füll- und Ergänzungswassers sowie das Gesamtvolumen des eingebrachten Wassers über die Lebensdauer des Kessels. Ursache einer Steinbildung, mögliche Schäden und deren Vermeidung zeigt Abb.3.

Berücksichtigt man, dass je 1 °dH (Karbonathärte = Ks4,3 x 2,8) pro m³ Wasser ca. 18 g Wasserstein in das Heizungssystem gelangen, wird der Sachverhalt verständlich. Eine 100 kW- Heizungsanlage weist in der Regel ein Wasservolumen von 1.000 bis 2.000 l auf. Bei einer Karbonathärte von 10 °dH ergäbe das eine Kalkmenge von ca.
18 g/°dH x 10°dH x 1 m² = 180g CaCO₃
18 g/°dH x 10°dH x 2 m² = 360g CaCO₃

RELEVANTES STEINVOLUMEN

Das Volumen des Wassersteins (Dichte : 2,5 g/cm³) beträgt dann 72 beziehungsweise 144 cm³ (bzw. ml). Dieses Volumen an Wasserstein könnte theoretisch als „mittlere Steindicke” auf der gesamten Heizfläche ausfallen. Die durchschnittliche Heizfläche von 0,025 m² je kW Kesselleistung ergibt eine angenommene Heizfläche von 0,025 m²/kW x 100 kW = 2,5 m².

Aus dem Volumen des Wassersteins kann mit diesem Wert direkt die mittlere Steindicke errechnet werden zu 0,0288 mm beziehungsweise 0,0576 mm.