Wasser hat eine sehr hohe Wärmekapazität und eine hohe Verdampfungsenergie. Auf Grund der hohen spezifischen Wärmekapazität ist Wasser der häufigste Wärmeträger. Nur für extreme Anwendungen werden Öle oder flüssige Metalle sowie in speziellen Fällen verflüssigte Gase verwendet. Reines Trinkwasser (sollte) darf nicht in Heizungs-, Solar- und Kühlsysteme gefüllt werden. Die Anlagen muss immer VE-Wasser (kein Trinkwasser) als Grundlage und das passende Vollschutzmittel bzw. Frostschutzmittel in richtiger Konzentration verwendet werden. Das gilt auch für das Nachfüll- bzw. Nachspeisewasser, .besonders bei größeren Nachfüllmengen. Damit die richtige Flüssigkeit nachgefüllt werden kann, muss an jeder Nachfülleinrichtung ein Aufkleber (z. B. Heizungswasser) mit den entsprechenden Werten (z. B. pH-Wert, Gemischangabe) und die Daten der Wartungen vorhanden sein.
Man muss die Wasserbeschaffenheit kennen, damit die richtige Wasseraufbereitung und vor allem die Überwachung erfolgen kann, um einen störungsfreien Betrieb der Anlage sicherzustellen. Entsprechende Massnahmen müssen schon in die Anlageplanung miteinbezogen werden. Die mit unaufbereitetem Füll- und Ergänzungswasser gefüllte Anlage wird immer in irgendeiner Form zu Problemen führen. Eine Wasserbehandlung ohne Wasseranalyse sollte nicht durchgeführt werden. Deswegen sollte man wissen, was in dem Trinkwasser vorhanden ist und zu welchen Problemen es führen kann. Die notwendige Chemie sollte nur durch geschulte Fachfirmen angewandt werden und gehören nicht in "Laienhand", denn ein wenig zu viel oder zu wenig kann die Probleme noch vergrößern.

 

Wasserhärte
Die Härte eines Wassers ergibt sich aus den gelösten Salzen des Magnesiums und Calcium (Kalziums). Die alte Bezeichnung (deutsche Härtegrade [°dH]) bezog sich auf die Mengenangabe 10 mg/l Calciumoxid (CaO). Seit der Einführung der SI-Einheiten im Jahre 1978 sind diese Härteangaben zwar veraltet, haben sich aber im Sprachgebrauch festgesetzt. Die neue Bezeichnung ist mmol (1mmol/l = 5.6 °dH).  Auch gibt man die Stoffmenge der gelösten Magnesium- und Calciumionen direkt an. Die Stoffmenge in der Chemie ist das mol. Es bezeichnet die Anzahl von Molekülen, Atomen oder Ionen. Da man jedoch keine Atome bzw. Ionen zählen kann, wird deren Masse angegeben. Man spricht dann von der Molmasse. Im Fall des Magnesiums hat 1 mol die Masse von 24,312 g und des Calciums von 40,08 g.

Temporäre Härte > Carbonathärte oder vorübergehende Härte
Die Gesamthärte wird auf die Ionen des Magnesiums und Calciums bezogen. Beide sind positiv geladen. Um die elektrische Neutralität der Lösung zu wahren, muss die gleiche Menge negativ geladener Ionen vorhanden sein. In Deutschland sind dies meist Karbonat bzw. Hydrogencarbonat. Deswegen spricht man dann von Karbonathärte (KH), Kalkhärte oder temporärer Härte.
Die Salze des Magnesiums oder Calciums und der Kohlensäure (Karbonate) sind sehr schwer löslich. Die Kohlensäure ist jedoch eine schwache flüchtige Säure. So können folgende Eigenschaften angegeben werden:
  •   Bei Gegenwart von Säuren (z.B. Kohlensäure) wird Kalk gelöst. Es bilden sich Hydrogenkarbonate, die leicht löslich sind.
  •   Wird die Kohlensäure ausgetrieben (durch z.B. Hitzeeinwirkung oder Druckentlastung) fällt der Kalk (die Härte) aus. Es bildet sich Kesselstein und weicheres Wasser.
Dauerhafte Härte
Alle anderen Ionen (z.B. Chlorid, Sulfat usw.) sind nicht flüchtig und bilden in kurzer Zeit keine schwer löslichen Verbindungen. Man spricht daher von permanenter Härte, weil diese durch Hitzeeinwirkung nicht entfernt werden kann. In Heizkesseln kann dies zur Verkrustung (Kesselsteinbildung) der wärmeübertragenden Flächen führen. Härte wird hier oft zum Bindemittel für Oxidschlämme.

Am 1. Februar 2007 wurden nach dem Wasch- und Reinigungsmittelgesetz (WRMG) § 9 die Härtebereiche an europäische Standards angepasst. Die Angabe "Grad deutscher Härte" (°dH) wird durch die Angabe "Millimol Calciumcarbonat je Liter" ersetzt. Die Wasserversorgungsunternehmen veröffentlichen weiterhin auch die Gesamthärte.
Dabei unterscheiden sich die neuen Härtebereiche kaum von den alten, es wurden die Bereiche 3 und 4 zum Härtebereich "hart" zusammengelegt

Die neuen Härtebereiche werden folgendermaßen definiert:

Härtebereich "weich" weniger als 1,5 mmol/l Calciumcarbonat (8,4 °dH)
Härtebereich "mittel" 1,5 bis 2,5 mmol/l Calciumcarbonat (8,4 bis 14 °dH)
Härtebereich "hart" mehr als 2, 5 mmol/l Calciumcarbonat (mehr als 14 °dH)

Die alten Härtebereiche:

Härtebereich 1 "weich" bis 1,3 mmol/l Gesamthärte (0 bis 7 °dH)
Härtebereich 2 "mittel" 1,3 bis 2,5 mmol/l Gesamthärte (7 bis 14 °dH)
Härtebereich 3 "hart" 2,5 bis 3,8 mmol/l Gesamthärte (14 bis 21 °dH)
Härtebereich 4 "sehr hart" mehr als 3,8 mmol/l Gesamthärte (mehr als 21 °dH)

pH-Wert
Für den Betrieb von Heizkesseln und anderen Wasser berührten Teilen ist es wichtig zu wissen, dass die tatsächliche Korrosionstätigkeit zu einem großen Teil vom pH-Wert abhängt. Da es auch einen alkalischen Angriff auf den Stahl gibt, existiert ein optimaler pH-Wertbereich, bei dem die Korrosionstätigkeit fast nicht mehr messbar ist. Dieser liegt zwischen ca. 8,5 und 10,5. Diese Angabe gilt für salzhaltiges Wasser (elektrische Leitfähigkeiten 100 - 1500 S/cm) und Temperaturen unter 100°C. Bei Aluminium ist der "optimale" pH-Wertbereich wesentlich schmaler und liegt bei etwa 6,5 - 7,5. Bei entsprechenden Legierungen lässt sich dieser Bereich auf ca. 9,5 erweitern. > mehr zum pH-Wert

Elektrische Leitfähigkeit
Die elektrische Leitfähigkeit (Siemens pro Meter [S/m]) des Wassers (µs/cm / Mikrosiemens pro Zentimeter) wird durch ionisch gelöste Stoffe (Ionen) beeinflusst. Salze, Säuren und Laugen zerfallen in positiv geladene Kationen und negativ geladene Anionen. So zerfällt z. B. Kochsalz (NaCl) im Wasser zu Natrium-Ionen (Na+) und Chlorid-Ionen (Cl-) und VE-Wasser besitzt eine sehr geringe Leitfähigkeit, da etwa jedes Milliardste Wasser Molekül (H2O) in die Ionen H+ und OH- zerfällt.
Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgt über eine Widerstandsmessung. Im einfachsten Fall besteht die Messzelle aus zwei metallischen Elektroden, zwischen denen eine Wechselspannung angelegt wird. Je mehr Ionen die Messlösung enthält, desto grösser ist der zwischen den Elektroden fließende Strom. Mit dem Ohm’schen Gesetz wird daraus die Leitfähigkeit berechnet. Die Einheit der elektrischen Leitfähigkeit ist S/cm 1 S/cm = 1000 mS/cm + 1 mS/cm = 1000 µS/cm.
Da es unzählige Typen von Leitfähigkeitssensoren gibt, können die Messbereiche stark variieren. Für die Kompensation der Geometrie der Leitfähigkeitszelle auf den Messwert dient die sogenannte Zellenkonstante: Leitfähigkeit [S/cm] = Messwert [S] x Zellenkonstante [1/cm]
Die Zellenkonstante ist entweder bekannt oder wird mit Leitfähigkeitsstandards ermittelt. Vor der Messung muss die Zellenkonstante im Messgerät eingegeben werden.


Leitfähigkeitsbereiche wässriger Lösungen
Quelle: Hamilton Messtechnik GmbH

 

Reines Wasser (VE-Wasser - destilliert oder demineralisiert - Leitfähigkeit <10 µS/cm) hat eine äußerst geringe Leitfähigkeit. So hat es nur ca. ein Milliardstel im Vergleich zu Metallen, ist aber ca. 1000-mal leitfähiger als ein Isolierstoff. Wenn dem Wasser Salze, Säuren oder Basen hinzugefügt werden, die in wässriger Lösung freibewegliche Ionen freisetzen, so steigt die Leitfähigkeit an (z. B. setzen 4 % Salz in destilliertem Wasser die Leitfähigkeit auf das 1000-Fache hoch).
Der Wert im Heizungswasser muss möglichst gering sein. Hier sollte der Wert weniger als 1/3 des Leitwertes des Füllwassers als gut befunden werden. Eine hohe elektrische Leitfähigkeit des Heizungswassers beschleunigt bzw. fördert Korrosionsvorgänge. Nach der VDI-Richtlinie 2035 kann eine Leitfähigkeit von >100 µS/cm nur toleriert werden, wenn eine sehr geringe Sauerstoffkonzentration (<0,02 mg/l) vorliegt. Chemische Inhibitoren, pH-Wert-Stabilisatoren und andere Dosiermittel erhöhen die Leitfähigkeit. Ein Leitwert von >1.000 µS/cm gilt nach heutiger Auffassung aber auch unter Einsatz von Inhibitoren als systemgefährdend.

Informationsschrift - Leitfähigkeit - Eurotronik / Peter Bock
Elektrische Leitfähigkeit

Sauerstoff
Wie bereits in der Einleitung geschrieben, neigen alle gängigen Werkstoffe zur Reaktion mit Sauerstoff. Für diese Art der Korrosion ist Stahl bekanntlich besonders anfällig. Die Oxidschichten bei anderen Werkstoffen (Kupfer, Aluminium) sind zwar dicht und schützen das darunter liegende Material, sind aber bei ständigem Wasserkontakt sehr empfindlich, weil sie durch Schwankungen des pH-Wertes und andere Faktoren leicht angegriffen werden können.
Biologische Prozesse in der Heizung
Bakterien sind durchaus in der Lage, in Heizungskreisläufen zu existieren - schließlich kann dort Leben sein, wo Wasser ist. Alles Biologische in einer Heizungsanlage wird als Bakterium bezeichnet, auch wenn es Pilze oder Algen sein können.
Bakterien benötigen eine Energiequelle. Das kann Wärme oder - was von ihnen bevorzugt wird - eine bestimmte chemische Reaktion sein. Sie nisten sich in Unebenheiten oder Poren ein, um dort Kolonien zu bilden. Sie bevorzugen vor allem ölige Oberflächen, Kunststoffe und Härtebeläge. Bakterien benötigen eine gewisse Konstanz der Lebensbedingungen, vor allem zu Beginn der Ansiedlung. Hier zwei häufige Fälle:

Sulfatreduzierende Bakterien
Das früher häufig zur Sauerstoffbindung im Heizungswasser eingesetzte Natriumsulfit verbindet sich mit Sauerstoff zu Natriumsulfat. Da ständig mit einem gewissen Eintrag an Sauerstoff zu rechnen ist, muss das Sauerstoffbindemittel ständig zugesetzt werden. Das hat drei Folgen:


• Die elektrische Leitfähigkeit des Heizungswassers steigt, was den Fluss des Korrosionsstroms begünstigt
• Die Sulfatkonzentration steigt, was zur Bildung von Gipskristallen führen kann, wenn Härte im Wasser vorhanden ist
• Unter Umständen kann das Wasser umkippen. Darunter versteht man in diesem Zusammenhang die Bildung von Schwefelwasserstoff. Das Wasser versäuert, stinkt und ist giftig

Die Verursacher sind sulfatreduzierende Bakterien, die Sulfat zu Sulfid umwandeln. Dabei entsteht Sauerstoff, der zur Oxidation von Metallen führt. Temperatur und Druck spielen für die Bakterien fast keine Rolle.  Aus diesem Grunde verwendet man heute nur noch dann Sulfit als Sauerstoffbindemittel, wenn es unter ständiger Beobachtung ist.

Biofouling in Heizungen

Es gibt eine Menge von Lebensformen die mit dem Wasser in die Anlagen hineinkommen und diese greifen die Materialien an. Diese als „Biofouling“ oder „MIC“ (microbially influenced corrosion) bekannten Schadensursachen nehmen deutlich zu. Sie sind noch weitgehend unbekannt, weil die analytischen Nachweise schwierig sind. Einige der Spezies sind vermutlich noch gar nicht mit der Laborwissenschaft in Kontakt gekommen. Eines allerdings haben sie gemeinsam: Dort, wo sie wachsen, verändern sie lokal den pH-Wert (nachgewiesen bisher Veränderungen bis zu pH 2!), das Redoxpotential, die Konzentration an Sauerstoff und gelösten Salzen, die Parameter, die aus chemischer Sicht für Korrosionen verantwortlich sind. „MIC“ bewirkt mithin keineswegs „neue“ Korrosionsmechanismen, sondern beeinflusst die chemischen bzw. elektrochemischen Prozesse an Grenzflächen zwischen Wasser und dem Material.

Diese biologische Filmbildung tritt vorwiegend bei Niedertemperaturheizungen und Kühlsystemen mit Kunststoffrohren auf. Dabei nisten sich zunächst Pionierorganismen in den Poren der Oberfläche ein und vermehren sich. Dadurch wird der Boden für andere Organismen bereitet, die sich dann dort einnisten. Dieser Prozess geht so weit, bis Teile des Biofilms abgestoßen werden und an anderer Stelle aufwachsen. Dabei sind die Bakteriengesellschaften in der Lage, ihr chemisches Milieu weitgehend selbst zu bestimmen. Das heißt, auch wenn das Wasser einen pH-Wert von 9 hat, kann an der Oberfläche des Metalls oder Kunststoffes ein pH-Wert von 4,5 vorliegen. Die biologischen Prozesse in diesen gallertartigen Schichten sind äußerst vielfältig.
Die Dosierung von Chemikalien und anderen Bioziden ist in der Regel nachträglich nicht erfolgreich, weil nur die oberste Schicht der Bakterien abgetötet wird. Die darunterliegende Schicht hat nun genügend Zeit, sich an die giftige Substanz zu gewöhnen. Man spricht hier von Resistenzbildung. Deshalb muss ausgeschlossen werden, das diese Lebewesen gar nicht erst in die Anlage kommen.
Auf Dauer kann hier nur durch eine spezielle und wiederkehrende Wasserbehandlung bzw. Reinigung durch Beizen eine Verminderung oder gar Lösung des Problems erreicht werden, die zur langsamen "Verbrennung" des Biofilmes führt. Allerdings sollte man bei dieser Methode die Materialspezifikation der Heizungsanlage genau prüfen, um nicht unerwünschte Nebenwirkungen zu erhalten. deshalb sollten diese Behandlungen nur Spezialfirmen überlassen werden.
In fast allen Fällen bilden auf festen Oberflächen seßhaft werdende Algen, Pilze und Bakterien stabile Biofilme. Ihre Stoffwechselprodukte (Schwefelwasserstoff, Schwefelsäure, Salpetersäure u.v.a.) lösen dann die verschiedensten Korrosionsarten aus. Eine starke Biofilmbildung kann eine Entzinkung bei Kupfer-Zink-Legierungen (z.B. Messing) mit mehr als 20% Zink führen. Der Biofilm kann dann aus der Beizsäurelösung extrahiert und chemisch identifiziert werden. Viele Zusammenhänge sind noch unerforscht.
Moderne Heizanlagen bestehen nicht selten aus ca. 20 verschiedenen Materialien. Die Auswahl an Produkten ist sehr groß geworden, wodurch unweigerlich vielschichtige Probleme auftreten können. Bei Mischinstallationen kommt es neben dem Kontakt von verschiedenen Metallen miteinander (Stromfluss) auch zum verstärkten Sauerstoffzutritt (Kunststoffrohre, O-Ringe und Stopfbuchsen, Verschraubungen,...). Dadurch kommt es zu einer elektrochemischen Korrosion, dem unedle Metalle zum Opfer fallen. Dies kann z.B. Aluminium sein. Aber auch andere Materialien können betroffen sein. Eine Möglichkeit des Schutzes besteht darin, die betroffenen Bauteile elektrisch zu Isolieren, damit kein Strom fließen kann.
Darüber hinaus kann es bei Mischinstallationen zu Lokalelementbildungen kommen. Das bedeutet, dass beispielsweise Kupfer gelöst wird und das gelöste Kupferion sich zum Beispiel am Aluminium anlagert. Kommen noch weitere Kupferionen hinzu, entsteht ein Lokalelement, bei dem Alu gelöst wird.
Korrosion von feuerverzinktem Stahl - Aufgrund der Temperaturen im Warmwasser-Heizungsanlagen dürfen wasserseitig feuerverzinkte Bauteile wegen der Blasenbildung im Bereich des Zinküberzuges und der möglichen Folge von Abplatzungen nicht zum Einsatz kommen.

Heizungswasseranalyse
Mit einer Analyse wird die Heizungswasserqualität festgestellt. Die Probennahme und die Analyse sollte grundsätzlich von einem Fachunternehmen, das die theoretischen und praktischen Kenntnisse nachweisen kann, durchgeführt werden. Inwieweit eine Analyse per Internet durchgeführt werden kann, muss jeder für sich entscheiden.
Eine Wasseranalyse sollte folgende:Kriterien beinhalten:
Das Heizungswasser sollte frei von Rückständen sein. Korrosionsprodukte (z. B. Magnetit, Rostteilchen, Schwebstoffe) weisen auf Korrosionsvorgänge hin und können zur Verschlammung oder Erosion führen.
Der pH-Wert im Heizungswasser ist ein wichtiger Faktor und muss im basischen Bereich (>pH 8,2 bis ca. pH 10,5) liegen, denn in diesem Bereicht gilt es als nicht korrosionsbegünstigend. Der pH-Wert beeinflusst die sogenannten Deckschichten, die sich auf den Metallen in der Heizungsanlage als natürlicher Korrosionsschutz bilden. Durch den pH-Wertes kann man auf mögliche Schadensursachen zurückschließen. Hier nimmt verarbeitetes Aluminium eine Sonderstellung ein. Die Deckschichten auf den Aluminiumbauteilen (Wärmetauscher, Heizkörper) können schon ab einem pH-Wert 8,5 geschädigt werden. Wobei bei ungünstige Strömungsverhältnisse Erosionsschäden auftreten können.
Sauerstoffgehalt für das Heizungswasser sollte um oder unter 0,1 mg/l. Bei einer geringen elektrischen Leitfähigkeit des Wassers kann auch eine etwas höhere Sauerstoffkonzentration toleriert werden.
Die elektrische Leitfähigkeit (Siemens pro Meter [S/m]) des Wassers (µs/cm / Mikrosiemens pro Zentimeter) wird durch ionisch gelöste Stoffe (Ionen) beeinflusst.
Reines Wasser (VE-Wasser - destilliert oder demineralisiert) hat eine äußerst geringe Leitfähigkeit So hat es nur ca. ein Milliardstel im Vergleich zu Metallen, ist aber ca. 1000-mal leitfähiger als ein Isolierstoff. Wenn dem Wasser Salze, Säuren oder Basen hinzugefügt werden, die in wässriger Lösung freibewegliche Ionen freisetzen, so steigt die Leitfähigkeit an (z. B. setzen 4 % Salz in destilliertem Wasser die Leitfähigkeit auf das 1000-Fache hoch).
Der Wert im Heizungswasser muss möglichst gering sein. Hier sollte der Wert weniger als 1/3 des Leitwertes des Füllwassers als gut befunden werden. Eine hohe elektrische Leitfähigkeit des Heizungswassers beschleunigt bzw. fördert Korrosionsvorgänge. Nach der VDI-Richtlinie 2035 kann eine Leitfähigkeit von >100 µS/cm nur toleriert werden, wenn eine sehr geringe Sauerstoffkonzentration (<0,02 mg/l) vorliegt. Chemische Inhibitoren, pH-Wert-Stabilisatoren und andere Dosiermittel erhöhen die Leitfähigkeit. Ein Leitwert von >1.000 µS/cm gilt nach heutiger Auffassung aber auch unter Einsatz von Inhibitoren als systemgefährdend.

Im Heizungswasser darf kein Eisengehalt nachgewiesen werden. Gelöstes Eisen ist der direkte Indikator für aktuelle Korrosionserscheinungen im Heizungssystem.
Der Härtegrad des Heizungswassers sollte den Vorgaben der VDI 2035 entsprechen. Hiernach steht die empfehlenswerte Gesamthärte in Zusammenhang mit der Gesamtheizleistung und dem spezifischen Anlagenvolumen. Neben der Bestimmung der Gesamthärte ist auch die Ermittlung der Karbonathärte wichtig. Hierüber kann bestimmt werden, ob das Wasser im Gleichgewicht ist oder dieses durch zu hohen Neutralsalzgehalt oder Inhibitoren gestört ist. Anlagen mit größerem Wasserinhalt, aber auch kleine Anlagen, sollten mit vollentsalztem bzw. demineralisiertes Wasser (VE-Wasser - Härte ~0° dH, Leitfähigkeit <10 µS/cm) befüllt werden, um eine geringe Härte und eine geringe Leitfähigkeit zu erreichen und ein entsprechender Vollschutz schützt die Anlage dauerhaft.

Die Heizungswasseranalyse wird durchgeführt um
- abzuklären, ob eine einer Systemreinigung notwendig ist und zur Nachkontrolle der Systemreinigung
- festzustellen, welche Korrosionsschutzmaßnahmen notwendig bzw. machbar sind und zur Nachkontrolle von Korrosionsschutzmaßnahmen
Bei der Heizungswasseranalyse wird das Wasser aus dem System und das Nachspeise- bzw. Füllwasser auf folgende Parameter untersucht:

Rückstände (Bodensatz, Trübung)
Farbe
Geruch

pH-Wert
Leitfähigkeit
Karbonathärte
Gesamthärte
Chloride
Zink
Kupfer
Eisen

Molybdän
Mangan
Aluminium
Phosphat
Sulfat
Nitrat
evtl. Messung des gelösten Sauerstoffs


Entzinkung
Die Entzinkung ist eine Korrosionsart, die vor allem bei Kupfer-Zink-Legierungen (z.B. Messing) mit mehr als 20 % Zink auftritt.

Kupfer wird bei diesem Korrosionsvorgang meistens als schwammige Masse aus dem Messing abgeschieden. Das Zink bleibt entweder in Lösung oder lagert sich in Form von basischen Salzen über der Korrosionsstelle ab. Die Entzinkung kann örtlich begrenzt und in die Tiefe gehend oder flächig ausgebreitet auftreten.

Die Entstehung dieser Korrosion setzt dickere Deckschichten aus Korrosionsprodukten, Kalkablagerungen oder sonstige Ablagerungen von Fremdteilen auf der Metalloberfläche voraus. Wasser mit erhöhtem Chloridgehalt begünstigt bei höheren Temperaturen und bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten das Auftreten von Entzinkung.

Häufig tritt Entzinkung auch im Zusammenhang mit starker Biofilmbildung (Biofouling) auf. Der Biofilm kann dann aus der Beizsäurelösung extrahiert und chemisch identifiziert werden.

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Entzinnung
Die Entzinnung ist eine seltene Korrosionsart, die bei gegossenen Kupfer-Zinn-Legierungen (Zinnbronzen) vorkommen kann. Dabei geht das enthaltene Zinn in Lösung. Dieser Vorgang wurde in heißen chloridhaltigen Flüssigkeiten und Dampf beobachtet. Aber auch in Anlagen mit Biofouling können diese Legierungen korrodieren.
Diese Legierung wird auch für Bauteile von Umwälzpumpen verwendet.
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Spül- und Reinigungsbericht vor Ort
Spülen und Reinigen eines 4 Jahre alten Kühldeckenkreises in einem Bürogebäude mit richtig dosiertem Cleaner (trinkbare Fruchtsäure). Die Anlage (Mischinstallation - Stahl/Kupfer) ist stark mit Bakterien belastet, was man an der Aufschäumung in der Spülwanne erkennen kann. Dieser Kreis ist laut Wasseranalyse nur leicht belastet, wird aber vorbeugend mit gereinigt, weil dieser Kreis in einen Jahren genau den gleichen Zustand (Ausfall vieler Kühldeckenelemente) der anderen Kreise bekommen kann.
Vor dem Reinigungsvorgang wurden alle Voreinstellungen der Kühldeckenelemente voll geöffnet und dokumentiert. Bei den Spülvorgängen ist es besonders wichtig, dass alle Deckenelemente geöffnet sind. Bei diesen Arbeiten ist der Haustechniker vor Ort eine wichtige Hilfe. Mit einer Wärmebildkamera kann überprüft werden, ob alle Element von der erwärmten Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden.
Vor der Neubefüllung mit behandeltem Wasser muss das Reinigungsmittel wieder vollständig entfernt werden. Dabei sind besonders die Totleitungen (z. B. Entleerungs-, Ausdehnungs- und Entlüftungsleitungen, Manometer-U-Rohre) Danach werden die Einstellwerte der einzelnen Elemente wieder hergestellt und anschließend noch einmal genauer abgeglichen. Auch hier hilft die Wärmebildkamera.
B. Bosy - 15. Oktober 2010

Magnetitschlamm
Bei der Rostbildung reagiert Eisenoxidhydroxid - 2 FeO(OH) > Fe2O3·H2O
Das Produkt hat die typische rotbraune Farbe.
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Wenn zu wenig Sauerstoff für die vollständige Oxidation von Fe(OH)2 vorhanden ist, dann bilden sich Zwischenstufen - 6 Fe(OH)2 + O2 > 2 Fe3O4·H2O + 4 H2O
Das grüne Magnetit-Hydrat - 2 Fe3O4·H2O > 2 Fe3O4 + 2 H2O
Der schwarze Magnetitschlamm - 3 Fe + 2 O2 > Fe3O4
Quelle: Chemie im Kontext Sek II - Cornelsen Verlag
Ein niedriger pH-Wert (sauer oder neutral), eine hohe Leitfahigkeit und der Sauerstoffgehalt des Wassers führt in Systemen mit Stahlbauteilen zur Magnetitbildung.  Es wird auch die These vertreten, dass sich Magnetit auch durch Bakterien bilden kann.
Ein falsches Füll- und Ergänzungswasser führt zu einer Magnetitbildung in Stahlrohrsystemen und/oder in Pufferspeicheranlagen. Da es aber auch keine absolut dichte Heizungs- und Kühlsysteme gibt, besteht immer eine mehr oder weniger große Magnetitbildung.
Eine Sauerstoffdiffusion (Rohre, Kunststoffteile) bzw. ein Sauerstoffeintrag findet ständig über undichte Ventile (Stopfbuchsen, O-Ringe), geschrumpfte Dichtungen, Saugkrafte (verschobener Nullpunkt, falsche Anordnung der Pumpe und Entlüftungseinrichtungen) und fehlerhafte Druckhaltung (zu niedriger Druck, defekte oder zu kleine Ausdehnungsgefäße) statt. Die Geschwindigkeit einer Magnetitbildung steigt mit zunehmendem Sauerstoffgehalt des Wassers.
Ein alkalischer pH-Wert und eine niedrige Leitfahigkeit des Wassers kann die Korrosionsreaktion herabsetzen. Dies setzt aber eine richtige der Systemflüssigkeit voraus.
Wie kommt es zur Magnetitbildung?
Magnetit löst sich vom Eisen und bildet eine Schutzschicht und dadurch wird das Eisen geschützt. Es bildet sich die "bekannte" schwarze Brühe in Stahlrohrsystemen. Wenn Magnetit schützt, wieso schadet es dann der Heizung?
Welche Folgeschäden von Magnetitbildung gibt es?
• Der Magnetitschlamm setzt sich auf den Rädern der Wärmezähler fest und blockiert oder setzt die Laufräder der Wärmezähler fest. Die Wärmemengenzählung ist daher ungenau oder funktioniert gar nicht.
• Die Schmutzfänger, die in der Heizung oder vor Wärmezähler eingebaut sind, werden durch den Magnetitschlamm dicht und der Volumenstrom wird kleiner. Der Schmutzfänger muss daher oft geputzt werden und erhöht die Betriebs- und Servicekosten.
• Die zugeführte Energie kann im Heizkörper nicht optimal abgegeben werden, da der Magnetitschlamm eine Schicht bildet, die die Wärmeabgabe vermindert.
• Der Magnetitschlamm behindert im Wärmeerzeuger z.B. Wärmetauscher, Kessel die Wärmeübergabe und die zugeführte kann nicht genutzt werden.
• Die Heizkosten steigen an, da die zugeführte Energie nicht optimal in Wärme umgesetzt werden kann. Der Heizkessel kann die zugeführte Energie nicht verwerten und diese geht durch den Kamin verloren.
• In Fußbodenheizungen setzt sich der Magnetitschlamm so fest, bildet einen Schicht an den Rohrwandungen, die dazu führt, dass die Wärmeübergabe verringert wird und die Systemtemperatur erhöht werden muss. Eine extre Erscheinung ist, dass wenig oder kein Heizungswasser durchgeht.
• Bei Wand- und Fußbodenheizungen mit Kapillarrohrsystemen ist das Problem mit Magnetitschlamm meistens noch größer, da der Rohrdurchmesser klein ist und dadurch ein „Heizungsinfakt“ schneller vorkommen kann. Solche Anlagen müssen dann oft mit einer Systemtrennung betrieben werden, wenn das Wasser nicht richtig behandelt wurde.
• Funktionsstörung bei Thermostatventile, da der Magnetitschlamm die Ventildichtung belegt und der Ventilsitz festklebt. Messing und Kpfer wirken wie Magnete.
Damit der Magnetitschlamm keine größeren Schäden anrichtigen kann, muss die Bildung verhindert werden. Dies ist durch die richtig Materialwahl oder durch eine richtig bekandelte Anlage zu erreichen. Entschlammungsbehälter mit Magnete erreichen bei richtiger Wartung nur die Beseitigung gröberer Magnetitteilchen, aber die Ursache wird dadurch nicht beseitigt.
An der Verfärbung der Rohre sieht man die ersten Magnetitablagerungen einer neuen Anlage
.... und noch ein paar Beispiele

Schon auf dem Messestand eines Pumpenherstellers sieht man deutlich die erste Verunreinigung, obwohl nur die Pumpen aus nicht korrosionsgeschütztem Material sind (Naja, hier hätte man ja wenigstens das Wasser behandeln können, damit es klar bleibt).

Dass in vielen Heizungssystemen immer wieder Magnetitschlamm entsteht und zu einem Ausfall von Pumpen, also auch von Hocheffizienz-Pumpen, führt, was bei den geringen Spaltmaßen nicht verwunderlich ist, wird von den Hersteller nicht beachtet. Ja, sogar teileise abgestritten.

Alte Umwälzpumpen waren hier nicht so anfällig und laufen auch nach 30 Jahren noch störungsfrei.

 

 
Mit der "Verbesserung" des hydraulischen Wirkungsgrades hat man sich erhebliche Probleme eingehandelt. Hier wirkt sich Magnetit besonders aus, weil der Rotor ein guter Magnet ist..

Diese Bilder zeigen eine Pumpe aus einer Anlage in einer Schule, die nach ca. 3 Monaten ausgefallen ist. Man sieht deutlich die Magnetitablagerungen und über das ausgespülte Wasser muss man wohl gar nicht erst reden.

Dass an der Pumpe auch schon die ersten Kavitationsschäden zu sehen sind, zeigt außerdem auf eine falsche Planung.


Damit der Magnetitschlamm keine größeren Schäden anrichtigen kann, muss die Bildung verhindert werden. Dies ist durch die richtig Materialwahl oder durch eine richtig behandelte Anlage (Spülung-Reinigung-Inhibierung) zu erreichen. Entschlammungsbehälter mit Magnete erreichen bei richtiger Wartung nur die Beseitigung gröberer Magnetitteilchen, aber die Ursache wird dadurch nicht beseitigt.


höhere Anforderungen an Heizungsfüllwasser mit dieser fast nicht brauchbaren
die ÖNorm 5195-1 und 5195-2 soll um einiges praktikabler sein gegenüber der VDI-Richtlinien
Eisen und Mangan im Trinkwasser - nicht als Füllwasser geeignet
Systemtrenner nach DIN EN 1717 auch für Heizungsfülleinrichtungen
Anlagenbuch für Warmwasser-Heizungsanlagen - Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH
 
Fachfirmen und Einrichtungen für Wasseraufbereitung
 
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