Normgerechte Wasserqualität in Heizungsanlagen

An einem Fußbodenheizungs-Verteiler treten durch bakterielle Belastung in Verbindung mit Eisenkorrosion Ausblühungen auf.
Quelle: Remeha

Eine ganze Reihe von Faktoren wirkt auf das Anlagenwasser ein und beeinflusst es – in der Regel zum Schlechteren. Wie stark sich das Wasser nach dem Einfüllen verändert und welche negativen Folgen dies nach sich zieht, lässt sich am Aufkommen von Störungen, mangelnder Wärmeübertragung, Steinbildung (Kalkablagerungen), Magnetit, Korrosionsschäden usw. ablesen. Bei größeren Anlagen im Wohnungsbau, im Gewerbe oder der Industrie kann jede Störung oder gar ein Ausfall teuer werden. Doch nicht nur hier gilt es, das Anlagenwasser vorausschauend als Systemkomponente zu betrachten, die von Beginn an permanent zu kontrollieren und anzupassen ist. Treten Probleme relativ rasch nach der Installation auf, sind auch Planer und Installateure in der Pflicht.

 

Die VDI 2035

Die wesentlichen technischen Regeln in Sachen Anlagenwasser für Heizsysteme finden sich in der VDI 2035 Blatt 1 vom März 2021. Hier sind die normativen Festlegungen enthalten sowie Maßnahmen und Empfehlungen, angefangen von der Planung über die Inbetriebnahme bis zum Umgang mit Heizungen im Bestand. Das Ziel ist klar definiert: Schäden durch Steinbildung und Korrosion in Warmwasser-Heizungsanlagen sind zu vermeiden. Die Anwendung der Norm ist verbindlich, zumal die Einhaltung vonseiten der Kesselhersteller häufig zu den Grundlagen der Garantiebedingungen gehört. Im Wesentlichen muss Heizungswasser bestimmte Eigenschaften bezüglich Klarheit, Härte, pH-Wert und elektrischer Leitfähigkeit aufweisen.

Des Weiteren hält die aktuelle VDI 2035 fest, dass verschiedene wasserseitige Korrosionsarten auftreten können. Diese entstehen jeweils unter bestimmten Voraussetzungen und Bedingungen sowie in unterschiedlicher Intensität. Inzwischen wird auch darauf hingewiesen, dass Schwefel eine der Hauptursachen für mikrobiell korrespondierende Korrosion darstellt. Verlässliche Aussagen über den Status lassen sich nur mithilfe von Proben treffen, wobei sowohl Rohwasser als auch Füll- und Heizwasser zu analysieren sind. Die Auswirkungen von Mikroorganismen – zu erkennen als sogenannte Biofilme – thematisiert die Norm ebenfalls. Je nach ihrer Dicke mindern sie die Wärmeübertragung, verändern die Wasserbeschaffenheit und führen zu Korrosion. Als gefährdet werden Anlagenteile eingestuft, die mit dauerhaften Temperaturen unter 40 °C betrieben werden. Bekämpfen kann man die Biofilme vor allem durch die Verringerung des Nährstoffangebots. Befinden sich Mikroorganismen im Kreislaufwasser, bildet sich ohne Eingriff ein Biofilm.
Quelle: Remeha

Je nach verbauten Werkstoffen in der Anlage ist insbesondere der pH-Wert zu beachten: Mit Aluminiumlegierungen liegt er bei 7,5 bis 9,0. Ohne diese reicht die Spannweite von 8,2 bis 10,0. Allerdings muss in diesem Zusammenhang die Eigenalkalisierung beachtet werden: Durch die Karbonathärte des Füllwassers steigt der pH-Wert nach dem Befüllen fast immer an. Je mehr Härtebildner sich im Wasser befinden, desto höher ist der Anstieg. Die Geschwindigkeit, in der dieser Prozess abläuft, hängt von der Systemtemperatur ab. Ohne Maßnahmen wie Korrosionsschutz durch ein Behandlungsprodukt sind die Folgen vorprogrammiert, insbesondere bei einem pH-Wert über 9,0 und Aluminium-Silicium-Wärmetauschern. Doch auch die Vielzahl von anderen Werkstoffen macht die Beurteilung schwierig, etwa hinsichtlich des Gehalts an Eisen und Sauerstoff. Gerade Letzterer wirkt sich negativ aus, denn ca. 10 g Sauerstoff können rund 36 g Magnetit bilden. Der setzt sich an sensiblen Anlagenteilen fest, etwa in Pumpen, Wärmemengenzählern oder Ventilen.

 

Wasserbehandlung und Anlagenbuch

Die gültige VDI 2035 enthält jetzt die Wasserbehandlung mit chemischen Substanzen im Bedarfsfall. Wenn es eine mögliche Verbindung zum Trinkwassernetz gibt, ist unbedingt eine Sicherheitseinrichtung zu installieren, denn ein Rückdrücken oder Rückfließen von gesundheitsgefährdenden Stoffen muss verhindert werden. Dazu lässt sich die „Tabelle zur Bestimmung der Flüssigkeitskategorie für den erforderlichen Schutz“ heranziehen. In der Wassergefährdungsklasse 1 sind i. d. R. keine gesteigerten Anforderungen zu erfüllen. Schadensbild durch nicht angepasstes Kreislaufwasser, etwa in Form von Ablagerungen und Verschlammungen.
Quelle: Remeha

Die Dokumentation der umgesetzten Maßnahmen sowie aller Vorgänge rund um die Heizungsanlage ist im Anlagenbuch zu vermerken. Hier sind Mindeststandards einzuhalten, um die ordnungsgemäße Handhabung nachzuvollziehen. Diese reichen von der Trinkwasserbeschaffenheit über die vorgesehene Betriebsweise und Inbetriebnahme bis zur Instandhaltung und dem Nachspeisen von Ergänzungswasser.

Kritischer Blick auf die Norm

Die geringe Anzahl der zu erhebenden Parameter – Leitfähigkeit, Härte und pH-Wert – wird von Fachleuten, die sich intensiv mit der Wasseranalyse beschäftigen, als unzureichend eingestuft. Mit diesen Daten lasse sich nicht zuverlässig feststellen, ob Probleme vorliegen und ob Korrosion stattfindet. Zudem liefert nur ein Vergleich zwischen Füllwasser und Kreislaufwasser über einen längeren Zeitraum eine Beurteilungsgrundlage. Neben den genannten Parametern sollte eine fundierte Analyse weitere Werte berücksichtigen. Dazu zählen u. a. Karbonathärte, Calcium, Magnesium, Sulfat, Chlorid und Eisen. In Summe gibt es 15 Parameter, die sinnvollerweise zu erfassen sind.

  Korrosionstest mit jeweils fünf Probensätzen aus unlegiertem Stahl, Kupfer, Aluminium, Messing und rostfreiem Stahl: Nach sechs Monaten wird der visuelle Eindruck – Wassertrübung und -verfärbung – durch Messergebnisse zum Massenverlust belegt.
Quelle: Remeha

Umsetzung in der Praxis

Aus der VDI 2035 geht klar hervor, dass Planer und Installateure in Sachen Anlagenwasser die regelkonforme Umsetzung im Blick haben müssen. Dafür gibt es Geräte zur Wasseraufbereitung und Filtration, die auf die Anforderungen verschiedener Heizungs- und Kältesysteme abgestimmt sind. Ein Beispiel für die Aufbereitung und Nachspeisung ist die Komponente „Iona“ des Herstellers Remeha. das Gerät liefert teilentsalztes und mit einem HDK-Vollschutzprodukt behandeltes Wasser. H steht für Härtebildner (Stabilisieren der Härtesalze und Verhindern von Ablagerungen), D für Dispergieren (In-der-Schwebe-Halten von nicht gelösten Partikeln) und K für Korrosionsschutz. Dabei arbeitet die Komponente unabhängig von der Art der Wärmeübertragung. Ergänzt wird die Wasseraufbereitung mit dem Wasserfiltrationsmodul „Filma“. Es entfernt im laufenden Betrieb Schmutzpartikel, die von ausgefallenen Wasserinhaltsstoffen, Verschlammung und Korrosion herrühren. Es filtert auch feinste metallische Rückstände wie Magnetit aus dem Kreislaufwasser. Die größeren Geräte werden ohne Beeinflussung der Hydraulik des Heizungskreislaufs im Teilstrom in den Rücklauf installiert. Die Filterelemente sind mit 10, 5 und 1 Mikrometer Porengröße erhältlich. Ihr Einsatz sowie die Anzahl der Elemente hängt vor allem vom Verschmutzungsgrad ab. Die „Filma“-Funktion wird anhand des Durchflusses überwacht, wobei die anlagenspezifischen Eingabewerte zugrunde liegen. Zudem gibt es Messpunkte am Filter, um den Austauschzeitpunkt zu ermitteln. In der Regel lässt sich der Filter im Rahmen der üblichen Wartung wechseln. Beide Komponenten stehen in unterschiedlichen Größen bereit, sodass sich Heizungsanlagen jeder Kategorie entsprechend ausstatten lassen.

Ein Einbindungsbeispiel: „Iona“ für das Füll- und Nachspeisewasser, hier in der Ausführung Maxi, wird in den Heizungsrücklauf integriert und mit Absperrhähnen versehen.
Quelle: Remeha