Energie sparen mit chemiefreiem Kalkschutz

Praxistipp Kundenberatung: Energieeffiziente Trinkwassererwärmung 

In Zeiten rasant steigender Energiekosten sind SHK-Installateure noch intensiver gefragt, als Experten und Berater aufzuzeigen, wo Ressourcen geschont und Verbräuche gesenkt werden können. Es gilt, den Kunden sinnvolle Lösungen anzubieten, die dabei helfen, Kosten zu sparen und Anlagen effizient zu betreiben. Die Warmwasserbereitung bietet Verbrauchern und Betreibern von Trinkwasserinstallationen ein noch wenig beachtetes Sparpotential.

einem Kupfer‐Rippenrohr‐Wärmetauscher.
Quelle: WaterCryst

einem Kupfer‐Rippenrohr‐Wärmetauscher.
Quelle: WaterCryst
Wirksamer Kalkschutz ist ein wesentlicher Baustein, um sowohl Trinkwasserinstallationen als auch Pumpen, Warmwasserbereiter und Wärme­übertrager energetisch bestmöglich zu betreiben. Thermisch stark belastete Flächen sollten immer vor Kalkablagerungen geschützt werden. Und zwar bereits dann, wenn Trinkwasser mit einem relativ geringen Härtegrad zur Verfügung steht, der ansonsten allgemein als unkritisch angesehen wird.

„Kalk-Wärme-Sperre“ nachteilig für Wärmeübertragung

Kalkablagerungen auf einem Platten‐Wärmetauscher und
Quelle: WaterCryst

Kalkablagerungen auf einem Platten‐Wärmetauscher und
Quelle: WaterCryst
Der Fachmann weiß: Jeder Millimeter Kalkschicht sorgt für einen höheren Energieaufwand und somit für höhere Kosten. „Je nach Type und Bauweise des Wärmetauschers können sich bei hartem Wasser unterschiedlich stark ausgeprägte Kalkablagerungen bilden. Kalkschichten von einigen 10-tel mm bis zu 1 mm senken den Wirkungsgrad schnell um bis zu 25 %. In der Praxis bedeutet dies entsprechenden Energiemehraufwand. Wir sprechen hier von einer „Kalk-Wärme-Sperre“, die nachteilig für die Umwelt und die Haushaltskasse des Kunden ist“, erklärt Dr. Klaus Leiter, Kalkschutz-Experte bei der WaterCryst Wassertechnik. „Was viele Haushalte nicht wissen: Kalk ist ein sehr guter Wärmeisolator. Das lässt sich leicht nachvollziehen, wenn Sie ein Feuerzeug unter eine Muschel halten. Sie werden feststellen, dass sich die dem Feuer abgewendete Seite kaum aufheizt. Im Kundengespräch können so auch Installateure sehr anschaulich zeigen, dass Kalk zum Kostentreiber werden kann“, rät der erfahrene Wissenschaftler. Gut beraten sei, wer einen Installateur hat, der sich auskenne und die richtige Lösung anbiete.

Planung und Installation: Regelkonform und denkbar einfach

Wann Kalkschutz die richtige Wahl als Kundenlösung ist, präzisiert Dr. Klaus Leiter. „Gerade für den Betrieb von solarthermischen Anlagen eignen sich Kalkschutzanlagen hervorragend. Denn sie sorgen für einen zuverlässigen Schutz auch bei hohen Temperaturen. Auch für die derzeit stark nachgefragten Wärmepumpen in Kombination mit Frischwassersystemen sind die Produkte bestens geeignet. Die DVGW-Zeichen auf den angebotenen Geräten zeigen Installateuren und Kunden, dass für die betreffenden Produkte ein gültiges DVGW-Baumusterprüfzertifikat besteht, und diese damit auch tatsächlich funktionieren und die Kalkschutzwirksamkeit nachgewiesen ist“, so der Kalkschutz-Experte. „Wenn dem Kunden Ökologie und Nachhaltigkeit besonders am Herzen liegen, ist chemiefreier Kalkschutz auf Grundlage von Biomineralisierung eine gute Wahl zur Vermeidung der Kalk-Wärme-Sperre.“ Beispielsweise der Hersteller WaterCryst bietet dafür „Biocat“-Kalkschutzanlagen. Sie können sowohl im Neubau als auch bei der Sanierung eingesetzt werden. Zur Hygieneprophylaxe verfügen die Kalkschutzgeräte über eine eigene thermische Desinfektion.

Effizienzverlust der Übertragungsleistung eines Plattenwärmeübertragers (104 kW) durch Kalkablagerungen
(Übertragerfläche = 2,0 m², Wärmeübergangskoeffizienten Primär = 14.000 W/m²*K, Sekundär= 12.300 W/m²*K, Heizungswasservorlauf = 60 °C, Volumenstrom Heizungspumpe = 2.355 l/h (39 l/min), Warmwasserzapfung = 1.800 l/h (= 30 l/min) mit 60 °C Legende: rote Linie: Rücklauftemperatur Heizungswasser, orange Linie: WW-Temperatur am Ausgang des PWT, schwarze Linie: Wärmeleitungskoeffizient, blaue Linie: Wärmübertragungsleistung.
Quelle: WaterCryst

Effizienzverlust der Übertragungsleistung eines Plattenwärmeübertragers (104 kW) durch Kalkablagerungen
(Übertragerfläche = 2,0 m², Wärmeübergangskoeffizienten Primär = 14.000 W/m²*K, Sekundär= 12.300 W/m²*K, Heizungswasservorlauf = 60 °C, Volumenstrom Heizungspumpe = 2.355 l/h (39 l/min), Warmwasserzapfung = 1.800 l/h (= 30 l/min) mit 60 °C Legende: rote Linie: Rücklauftemperatur Heizungswasser, orange Linie: WW-Temperatur am Ausgang des PWT, schwarze Linie: Wärmeleitungskoeffizient, blaue Linie: Wärmübertragungsleistung.
Quelle: WaterCryst

Wie funktioniert ein solches System in der Praxis?

Kalk kommt natürlicherweise im Trinkwasser vor, im Wasser liegt er in gelöster Form als Calcium- und Carbonat-Ionen vor. Das Trinkwasser fließt in den „Biocat“-Anlagen durch einen Katalysator-Behälter. Dort treffen die im Wasser gelösten Ionen auf ein Granulat, welches mit seiner speziell entwickelten Oberfläche optimale Andockstellen für die Ionen bietet. Dieser Vorgang läuft automatisch ohne zusätzlichen Energieaufwand oder die Zugabe von chemischen Stoffen ab. Deshalb spricht man bei diesem Verfahrensprinzip von heterogener Katalyse. Sobald die Kalkkristalle eine gewisse Größe erreicht haben (etwa zehntausendstel Millimeter), lösen sie sich von den Andockstellen. Die Andockstellen sind nun wieder frei, um einen neuen Kalkkristall aus dem vorbeifließenden Wasser und seinen Mineralien aufzubauen. Die Andockstellen und das Granulat verbrauchen sich nicht und wirken daher fortlaufend als Katalysator zur Bildung von Kalkkristallen. Die abgelösten Kalkkristalle verlassen gemeinsam mit dem Wasserstrom den Katalysator und werden im Trinkwasser-Leitungssystem verteilt, wo sie überschüssigen Kalk aufnehmen und anschließend bei der Wasserentnahme über die Armaturen ausgespült werden. Kalkwachstum in den Rohren und Wärmetauschern wird damit nachhaltig vermindert.

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