Kosteneinsparung durch ­Heizungswasseraufbereitung

Ein Bericht aus der Praxis

Kann man bei nicht-diffusionsdichten Fußbodenheizungssystemen auf die Verwendung eines Plattenwärmetauschers zur Systemtrennung verzichten? Ein Langzeitversuch über 30 Monate zeigt, dass dies mit der richtigen Technik und Methodik zur Wasseraufbereitung und -behandlung möglich ist. Neben den eingesparten Investitionskosten für die Systemtrennung ergeben sich weitere Vorteile für den Anlagenbetreiber.

Ein Kunde des Unternehmens Ahrensburger Zentralheizungsbau (AZB) aus dem Hamburger Umland musste seinen über 20 Jahre alten Gaskessel erneuern. Im Erdgeschoss des in den 80er-Jahren erbauten Hauses ist eine Fußbodenheizung aus nicht-diffusionsdichtem Kunststoffrohr verlegt. Im ersten Schritt wurde über die Installation eines Plattenwärmetauscher nachgedacht. Durch die Trennung der Wasserkreisläufe soll verhindert werden, dass über die Sauerstoffinfiltration im Fußbodenheizungsrohr Korrosions- und Magnetitschäden im Wärmetauscher des neuen Kessels vom Typ „BBS EVO“ aus dem Hause Brötje auftreten. Ein allgemein anerkanntes Standardverfahren, welches von den meisten Kesselherstellern im Rahmen der Gewährleistungsbedingungen empfohlen wird.

Alternative zum Regelfall

Der Betrieb AZB setzte sich mit der Thematik verstärkt auseinander und ging einen anderen Weg. Seit Jahren beschäftigt sich das Unternehmen intensiv u. a. mit der Heizungswasseraufbereitung nach VDI 2035. Gemeinsam mit dem Partner Brötje aus dem norddeutschen Rastede und deren Lösungen „AguaSave“ sowie „AguaClean“ konnten bereits sehr gute Erfahrungen gesammelt werden. Von diesen sollte der Bauherr profitieren, um den zusätzlichen Plattenwärmetauscher und die dazugehörigen Kosten einzusparen. „Gleichzeitig lässt sich dadurch die Energieeffizienz der neuen Anlage weiter verbessern, da ein Energieverlust bei der Übertragung entfällt“, so die Überlegung der ausführenden Firma. Gerade dieser Aspekt war für den Bauherren maßgeblich für die Entscheidung, die Heizungsanlage zu erneuern. Dabei sollten auch sämtliche Ventile an den Heizkörpern und den Heizkreisverteilern der Fußbodenheizung ausgetauscht und der hydraulische Abgleich durchgeführt werden.

Vor Beginn der Maßnahmenumsetzung wurden zunächst von AZB-Geschäftsführer Peer Klimmek das Heizungswasser des Systems und das örtliche Leitungswasser analysiert. Dies war für die spätere Dokumentation wichtig, da das Kreislaufwasser in der Heizung komplett erneuert werden musste. Grund dafür war der bisher fehlende hydraulische Abgleich der Anlage und der damit verbundene Ventilaustausch. Die entleerte Anlage wurde gespült und anschließend über ein „AguaSave“-Modul mit aufbereitetem und behandeltem Wasser neu befüllt. Eine erneute Wasserprobe gab Aufschluss über den Istzustand und war gleichzeitig der Startschuss für den Langzeitversuch. Für eine lückenlose Dokumentation in der gesamten Zeit wurden Proben im monatlichen Turnus geplant, um Erkenntnisse über die Veränderungen im System zu gewinnen. Nach 24 Monaten Betriebszeit wurde dann der Wärmetauscher des Kessels ausgetauscht und in Rastede eingehend auf Ablagerungen, beginnende Korrosionen und andere Beeinträchtigungen untersucht.

Fatale Qualität des alten Füllwassers

Die Analyse des Kreislaufwassers im Bestand ergab für ein Heizungssystem dieses Alters und dieser Konstellation erst einmal keine großen Überraschungen: Das Medium war dunkel bis nahezu schwarz, was auf massive Korrosionen im System hindeutete. Der pH-Wert war über die Jahre auf 10,6 angestiegen und die Karbonathärte auf 0,3 °dH gesunken. Auch die Werte für Eisen (1,6 mg/l), Silikate (15,5 mg/l) und Sulfate (26 mg/l) zeugten von fortschreitenden Korrosions- und Ausfällungsprozessen. Zu den gesammelten Daten passte der Hinweis des Bauherren, dass es bereits seit einiger Zeit in einem großen Bereich des Wohnzimmers nicht mehr richtig warm wurde. Als Ursache wurde entweder der fehlende hydraulische Abgleich vermutet oder aber die fortschreitende Verschlammung im System hatte inzwischen einzelne Fußbodenheizk­reise verstopft. Da die Probleme erst nach und nach während der Betriebszeit aufgetreten waren, lag die Vermutung nahe, dass eine Kombination aus beiden Faktoren zugrunde lag.

Verbesserung direkt nach Neubefüllung

Nach der Installation – der neue Kessel, ein „AguaSave Home“-Modul zur Wasseraufbereitung und ein „AguaClean Home“-Modul zur Filtration des Kreislaufwassers – wurde vom Unternehmen AZB direkt bei der Befüllung eine Wasserprobe entnommen, um die Qualität des Nachspeisewassers zu ermitteln. Eine Woche nach Inbetriebnahme der Anlage wurde eine weitere Probe des bis dahin im System verteilten neuen Kreislaufwassers gezogen. Erwartungsgemäß lagen die Ergebnisse innerhalb der von AZB und Brötje geforderten Bereiche. Beim Kreislaufwasser zeigte sich, dass die reinigende Wirkung des beigesetzten Vollschutzproduktes bereits begonnen hatte. Außerdem konnte anhand der Vergleichswerte festgestellt werden, dass nur ca. 50 % des Kreislaufwassers tatsächlich getauscht wurde, obwohl geschätzt die dreifache Menge nachgespeist wurde. Das restliche Wasser ist in den Heizungsschlangen verblieben und nicht beim Spülen ausgetauscht worden. Dies zeigt, dass insbesondere bei Fußbodenheizungen der komplette Wasseraustausch nur bedingt möglich ist.

Ergebnisse nach 4 Wochen

Die nächste Wasserprobe ca. 4 Wochen später zeigte die größten Veränderungen: Der pH-Wert des Kreislaufwassers war, bedingt durch die Eigenalkalisierung, erwartungsgemäß von 7,0 auf 8,1 gestiegen. Die Gesamthärte war hingegen wie erwartet von 5,9 °dH auf 2,7 °dH gesunken. Es zeigte sich jedoch auch, dass sich die Konzentration des Vollschutzproduktes „AguaSave H Plus“ von 5.100 mg/l auf nur noch 940 mg/l verringert hatte. Dieser Befund belegt laut den Beteiligten, dass die Reinigungs- und Dispersionswirkung des Produktes zu jener Zeit bereits voll eingesetzt hatte. Hierbei werden die gelösten Schmutzbestandteile in Schwebe gehalten und es beginnt die Bildung einer Schutzschicht auf den metallischen Rohrinnenwänden.

Zustand nach 8 Wochen

Auf Empfehlung von AZB wurden nach weiteren 4 Wochen 2,5 l des Vollschutzprodukts nachdosiert, um die Konzentration wieder anzuheben. Im gleichen Zeitraum zeigte sich auch, dass das „AguaClean Home“-Modul mit der integrierten Magnetitabscheidung seinen Dienst tat: Die Filterkerzen des Moduls mussten laut Dokumentation in den ersten Wochen alle 3 bis 4 Tage gereinigt oder ausgetauscht werden. Für alle Projektbeteiligten war dies ein weiterer Beleg dafür, dass die Wirkung des Vollschutzproduktes in vollem Gange war. Die monatlichen Proben in der Folgezeit bestätigten diesen Eindruck nachhaltig. Der pH-Wert, die Härte und die Leitfähigkeit des Kreislaufwassers stabilisierten sich, ebenso wie die Konzentration des Vollschutzproduktes. Gleichzeitig sanken die Werte, welche auf Korrosionen im System hindeuten, zusehends.

Überraschendes Ergebnis

Nach 24 Monaten kam es zum entscheidenden Test: Der Wärmetauscher des Kessels wurde ausgetauscht und zur Untersuchung an Brötje nach Rastede geschickt. Da zu diesem Zeitpunkt die Filterkerzen des „AguaClean Home“-Moduls immer noch überdurchschnittlich häufig gewechselt werden mussten, war das Ergebnis für alle Beteiligten überraschend. Nach dem Aufschneiden des Wärmetauschers waren keinerlei Schlamm- und Magnetitrückstände oder andere Anhaftungen sichtbar. Das Bauteil war nach 2 Jahren Betrieb in einem stark verschmutzen System in einem nahezu fabrikneuen Zustand. Die Kombination der Maßnahmen Wasseraustausch, -aufbereitung, -behandlung, Magnetitabscheidung und Filtration hatte ganz offensichtlich positive Einflüsse auf die gesamte Anlage. Auch die Qualität des Heizungswassers war inzwischen deutlich besser geworden.

Zur Freude des Bauherren ergab sich noch eine weitere Überraschung. Im Wohnzimmer konnte die Fußbodenheizung wieder vollumfänglich genutzt werden. Auch ohne die bis dahin nötige Zusatzbeheizung über den Kaminofen wurde es überall warm. Gleichzeitig mit der Heizungswassersanierung und dem Kesseltausch wurde ein detaillierter hydraulischer Abgleich nach Verfahren B durchgeführt. „Sehr wahrscheinlich ist die Kombination aller getroffenen Maßnahmen dafür verantwortlich, dass die Heizung im Wohnzimmer wieder ohne Probleme funktioniert“, so die Einschätzung von Peer Klimmek.

Fazit

Auf eine Systemtrennung mit Plattenwärmetauscher kann trotz des nicht-diffusionsdichten Fußbodenheizungsrohrs verzichtet werden, wenn entsprechende Maßnahmen zur Heizungswasseraufbereitung und -behandlung durchgeführt und überwacht werden. Durch den Einsatz der beschriebenen technischen Maßnahmen ist es auch bei einem Teilaustausch möglich, die Ziele der VDI 2035 (Verhinderung von Ablagerungen und Vermeidung von Korrosionen) zu erreichen. Im Zusammenspiel mit einem hydraulischen Abgleich verbesserten sich so speziell die Wärmeübertragung und die Energieeffizienz des Gesamtsystems wesentlich.

Gerade in den ersten Monaten nach der Befüllung mit aufbereitetem und behandeltem Heizungswasser zeigten sich zum Teil gravierende Veränderungen der Wasserwerte. Diese belegen eine kontinuierliche Verbesserung des Wasserstatus im gesamten System. Zwingende Voraussetzung hierfür ist der Einsatz eines „AguaSave“-Moduls, das aufbereitetes und mit Vollschutzprodukt behandeltes Wasser automatisch nachspeist.

Mit den hier vorliegenden Bedingungen innerhalb des Praxistests konnte auf die Systemtrennung verzichtet werden. Dies erforderte eine regelmäßige und enge Überwachung des Kreislaufwassers durch Wasseranalysen sowie der Filtrationseinrichtung in der Anfangsphase. Der Zeitraum bis zur vollständigen Reinigung und Einstellung der Wasserwerte ist variabel. „Eine solche Einstellungsphase kann sich über einen längeren Zeitraum hinziehen, belohnt den Anlagenbetreiber jedoch mit einer höheren Energieeffizienz und Langlebigkeit des Gesamtsystems“, ergänzt AZB-Geschäftsführer Klimmek.

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