Heizungswasser
Richtige Aufbereitung
Dieser Artikel vermittelt dem praktischen Anwender ein paar wesentliche, konkrete Anhaltspunkte für den Heizungsbau. Die wesentlichen Aufbereitungsverfahren, Richtlinien und Wasserqualitäten werden dargestellt und diskutiert, so dass der Praktiker anhand einer Tabelle abschätzen kann, welches Verfahren für seinen konkreten Fall einsetzbar und sinnvoll ist. Darüber hinaus wird dargelegt, dass praktisch in jedem Fall eine Konditionierung des Heizungswassers sinnvoll ist.
Wasser ist nicht gleich Wasser
Seit einiger Zeit kommt es immer häufiger zu Fragen nach der erforderlichen Wasserqualität in Heizungsanlagen. Eine vereinfachte Möglichkeit ist es, die natürlich vorkommenden bzw. angelieferten Wässer in drei Klassen unterteilen, bei denen es innerhalb einer Klasse auch weitere Unterschiede gibt, auf die jedoch im Rahmen des Beitrags nicht eingegangen werden kann.
Von Harten Wässern spricht man dann, wenn sie viele Salze des Calciums und Magnesiums gelöst haben. Im Wesentlichen gibt es hier zwei prinzipielle Arten.
Harte Wässer werden als Trinkwasser in der Regel bevorzugt, da sie durch den hohen Gehalt an natürlichem Calcium der Osteoporose entgegenwirken, positiven Einfluss auf den Säure-Basenhaushalt im Körper haben und Mineralien im Wasser Geschmacksbildner sind. Ein wichtiger positiver Nebeneffekt ist die ausgesprochene pH-Wert-Pufferwirkung des Kalkes. Harte Wässer finden sich in der Regel in Gegenden mit großen Kalkgesteinlagerstätten wie der Schwäbischen Alb.
Weiche natürliche Grundwässer sind generell arm an Mineralien. Sie kommen vor allem in den Granitstöcken der alten Mittelgebirge vor und enthalten nur sehr wenig Härte. Wässer aus Schwarzwald, Harz und Bayerischem Wald müssen oft aufgehärtet werden, um die Vorgaben der Trinkwasserverordnung einhalten zu können. Eine Ausnahme von dieser Regel (neben anderen) bilden die Grundwässer in der nähe der Küste. Hier ist zwar oft auch wenig Härte vorhanden, die Salzfracht aus dem Meerwasser ist jedoch oft merklich.
Moorwässer werden aus Gebieten gewonnen, die reich an Mooren sind. Diese Wässer sind oft braun durch Säuren aus Mooren. In der Regel härte- und mineralarm, jedoch sauer. Diese Wässer sind für die Heizung ebenso ungeeignet. Die Huminsäuren wie sie z.B. im österreichischen Waldviertel vorkommen, müssen durch „Sonderverfahren“ entfernt werden.
Wasseraufbreitung
Die beschriebenen Wasserarten müssen durch verschiedene Maßnamen so beeinflusst werden, dass sie für technische Zwecke geeignet sind. Diese Verfahren bezeichnet man mit Wasseraufbereitung bzw. Konditionierung des Wassers. Die Art und der Umfang der Anstrengungen richtet sich nach dem vorliegenden Wasser und den Erfordernissen der Anlagen, die befüllt werden müssen. Demzufolge beschreiben wir die Aufbereitungsverfahren entsprechend den Anforderungen.
Heizungswasser in kleinen Anlagen
Die Anforderungen an das Wasser in kleinen Heizanlagen gehen weit über die Anforderungen der Großanlagen hinaus, weil diese Anlagen in der Regel nicht überwacht und verschiedenste Materialien verbaut werden.
Der Grund für den, rechtlich gesehen, „regelarmen“ Zustand liegt darin begründet, dass durch Niedertemperaturanlagen keine Gefahren für die Gesundheit ausgehen. Für eine kleine Heizung ist demnach fast alles zulässig, jedoch nicht viel wirklich sinnvoll.
So soll die Wasseraufbereitung möglichst einfach durchgeführt werden können und möglichst zu stabilen Wasserqualitäten führen. Eine Konditionierung soll möglichst einfach sein und mit wenigen Kontrollen auskommen. Zudem soll das Wasser die Korrosion, die praktisch in jeder Heizung abläuft stark verlangsamen.
Dabei muss man sich im Klaren sein, dass jedes Aufbereitungsverfahren unterschiedliche Konsequenzen und Auswirkungen hat, die unter Umständen auch problematisch sein können.
Im Folgenden sollen die wichtigsten Verfahren vor- und gegenübergestellt werden. In Tabelle 2 sind die wichtigsten Aussagen zusammengefasst und selbstverständlich auch auf den häuslichen Bereich übertragbar.
Aufwand der Wasseraufbereitung
Im Wesentlichen wird der Aufwand der Wasseraufbereitung höher, je weiter sich die Qualität des aufbereiteten Wassers von der Rohwasserqualität unterscheidet. Im einfachsten Fall wird enthärtet. Das bedeutet, das Wasser strömt durch eine Kartusche mit Harz, das die Härtebildner aufnimmt. Ist die Anlage erschöpft, wird sie mit Kochsalz regeneriert. Diese Regeneration kann in der Werkstatt des Handwerkers erfolgen und ist in der Regel automatisiert. Als anderes Ende der Palette ist die Vollentsalzung zu nennen. Auch hier wird das Wasser durch eine Kartusche geleitet, die jedoch mit einer Mischung verschiedener Harze befüllt ist. Ist die Anlage erschöpft, müssen die Harze vor der Regeneration getrennt werden, um dann mit Salzsäure und Natronlauge regeneriert zu werden. Dies ist für den Handwerker praktisch nicht mehr möglich. So dass die beladenen Kartuschen zur externen Regeneration gebracht oder gar entsorgt werden müssen.
Aufwand der Konditionierung und Kontrolle
Alle aufbereiteten Wässer müssen konditioniert werden. Dies gilt auch und vor allem für das vollentsalzte Wasser. Die Konditionierung kann mittels Korrosionsinhibitoren geschehen oder auch mittels Opferelektrode. Beide Verfahren schließen sich gegenseitig aus. Bei den Korrosionsinhibitoren gibt es unterschiedliche Verfahren. Die am meisten verbreiteten Verfahren basieren auf der Schicht- bzw. Filmbildung, um so chemische Reaktionen wie Korrosion zu verlangsamen. Diese Eigenschaft darf wohl bei sachgerechter Anwendung allen Produkten zum „Heizungsschutz“ unterstellt werden. Die von den Herstellern angegebenen Hinweise auf Sollkonzentrationen bestimmter Wirkstoffe z. B. Molybdat, Natriumsulfit Triazol u.a. (gemäß Sicherheitsdatenblatt) sind zwingend einzuhalten, da es bei Nichteinhaltung zu lokaler Korrosion und anderen unerwünschten Reaktionen kommen kann. Bei der Auswahl des Korrosionsschutzverfahrens, ergibt sich somit auch, in wie weit die Kontrolle empfehlenswert oder überwachungsbedürftig ist. Kontrollintervalle laut Herstellerangaben sind grundsätzlich zu beachten.
Technische Grenzen
Bei der bisherigen Diskussion wird leider immer wieder vergessen, dass die Wässer lange in der Heizung bleiben sollen, sich also möglichst nicht verändern dürfen. Dabei gilt verbreitet, die aus dem Trinkwasser übernommene Meinung, dass weiches Wasser aggressiv ist – für Heizungswasserkreisläufe gilt dies nicht. Da beim Erwärmen der Großteil der Kohlensäure ausgetrieben wird (je nach Temperatur) und so nach der ersten Erwärmung keine aggressive Säure mehr vorliegt.
In der Praxis wird jedoch insbesondere in Wohngebäuden über längere Zeiträume in der Regel die Heizungsanlage ausgeschaltet. Damit erhöht sich wiederum die Gaslöslichkeit des Heizungswassers. Durch Reparaturen, Umbauten (sind in Kleinanlagen wesentlich häufiger) und Nachspeisewasser, kommt es zu unvorhersehbaren Veränderungen der Wasserqualität. Es ist deshalb notwendig und sinnvoll die negative Veränderung in Bereichen zu halten, in denen sie für die Anlage unproblematisch ist.
Dies ist vor allem über die Einstellung eines leicht alkalischen pH-Wertes und anderer Maßnahmen zu erreichen. Der pH-Wert hängt extrem von den eingesetzten Materialien und Umwelteinflüssen. Liegt eine Anlage vor, die praktisch kein Aluminium enthält, kann in der Regel ein pH-Wert zwischen 8,5 und 9,5 eingestellt werden. Ist Aluminium verbaut worden, kann er nur noch auf maximal 8,5 angehoben werden, weil sich sonst das ungeschützte Aluminium auflöst.
In der letzten Zeit wird von einigen Seiten das vollentsalzte Wasser als das sicherste Mittel für lange Lebensdauer empfohlen. Das ist leider nicht der Fall. Es stimmt zwar, dass Korrosionen im vollentsalzten Wasser in der Regel langsamer ablaufen als in salzhaltigem Wasser, weil die elektrische Leitfähigkeit kleiner ist, dafür treten hier Effekte auf, die in salzhaltigem Wasser praktisch unbekannt sind (z. B. Spannungsrisse).
Das vollentsalzte Wasser ist auf Dauer nicht stabil, weil es ein enormes Gas-Lösungsvermögen hat. Wer garantiert darüber hinaus bei einer kleinen Anlage, dass nicht doch mit hartem Wasser nachgefüllt wird? So muss dieses Wasser konditioniert und überwacht werden, um die Qualität „künstlich“ zu stabilisieren. Nachdem für Kleinanlagen jedoch lediglich eine Überwachungsempfehlung besteht und keine Überwachungspflicht, ergeben sich ggf. rechtliche Probleme.
Fazit
Erfahrungen des Autors bestätigen die Forderungen in verschiedenen Normen, dass im Heizungsbereich der Enthärtung der Vorzug zu geben ist. Dies auch deswegen, weil sich der Mehraufwand mit Vollentsalzungspatronen für die Regeneration, Logistik etc., nicht durch einen Qualitätsgewinn rechtfertigen lässt. Erst bei sehr salzhaltigen Wässern (> 1000 µS/cm) oder bei Wässern, die sehr viele korrosive Elemente enthalten, ist eine Vollentsalzung anzuraten. Diese Wässer sind in Deutschland glücklicherweise sehr selten. Heizungswasseraufbereitung kann als pro-aktiv – vor dem Schaden klug – bewertet werden, um nicht im Nachhinein mit erheblichem Mehraufwand auf Probleme reagieren und mit Gewährleistungsansprüchen kämpfen zu müssen. Letztendlich gilt, der Aufwand muss zum Nutzen stimmig sein.
