4. November 2022

Richtlinie VDI 2035 fasst nach 16 Jahren beide Teile zusammen und gibt wertvolle Hinweise für die Planung

Die Entwicklung im Bereich der Heiztechnik zu immer effizienteren und teilweise komplexeren Heizsysteme stellt auch höhere Anforderungen an das Heizungswasser. Die Richtlinie VDI 2035 enthält technische Vorgaben, um Schäden in Warmwasser-Heizungsanlagen zu vermeiden. Sie orientiert sich am technischen Standard.

In den bislang zwei Teilen der VDI 2035, deren erster Teil seit dem Jahr 2005 gültig ist, werden Steinbildung sowie wasserseitige und abgasseitige Korrosion betrachtet. Seit März 2021 ist die überarbeitete Fassung der VDI 2035 in Kraft. Die neue Richtlinie fasst die beiden bisherigen Blätter 1 und 2 in einem gemeinsamen Blatt 1 zusammen – zuvor wurden die Themen „Steinbildung“ und „wasserseitige Korrosion“ in getrennten Blättern behandelt. Weil es jedoch in einer Heizungsanlage nur ein Heizungswasser gibt, lag es nahe, die beiden Blätter zu bündeln. Die neue VDI 2035 gilt unverändert für Warmwasser-Heizungsanlagen nach DIN EN 12828 bis 100°C Vorlauftemperatur und für Anlagen des Wärmecontractings, beispielsweise in Nahwärmesystemen.

Bei aufbereitetem Heizwasser gab und gibt es keine Begrenzung des Anlagenvolumens, lediglich hinsichtlich der Ergänzungswassermenge findet man hier Vorgaben. Somit lassen sich auch Nahwärmesysteme unter Berücksichtigung der VDI 2035 planen und betreiben. Der doch erhebliche Mehraufwand in der Betriebsüberwachung einer Anlage gemäß VdTÜV-Merkblatt /AGFW-Arbeitsblatt FW 510 „Anforderungen an das Kreislaufwasser von Industrie- und Fernwärmeheizanlagen sowie Hinweise für deren Betrieb“ ist auch in solchen Anlagengrößen bei sachgerechter Planung, Installation und Betrieb nicht erforderlich.

Steinbildung und Härtegrade
Hinsichtlich der Anforderung, Steinbildung zu vermeiden, gibt es in der neuen VDI 2035 keine wesentlichen Änderungen oder Verschärfungen. In der tabellarischen Skalierung der spezifischen Wassermengen wurde diese von maximal 50 l/kW auf 40 l/kW reduziert. Größere Bedeutung hat dagegen die Begrenzung der maximalen Gesamthärte auf 0,3°dH. Diese lag bisher in Anlagen über 600 kW bei 0,11°dH. Der frühere Grenzwert war unter praktischen Gesichtspunkten der Härtemessung vor Ort nicht sicher nachzuweisen.

Bei der Bezeichnung deutscher Härtegrad (°dH) handelt es sich um die Konzentration der im Wasser gelösten Ionen der Erdalkalimetalle, in erster Linie Magnesium und Calcium. Während sich im Leitungswasser alle Bestandteile in einem Gleichgewicht befinden, verändert sich dieses durch höheren Druck oder höhere Temperatur. Weil sich – insbesondere beim Erhitzen – aus den gelösten Ionen auch unlösliche Verbindungen wie der gefürchtete Kesselstein bilden, spielt die Wasserhärte eine wichtige Rolle. Aus Calciumhydrogencarbonat Ca(HCO₃)₂ entstehen bei Erwärmung Kalk, Kohlendioxid und Wasser:

Ca(HCO₃)₂ › CaCO₂ + CO₂ + H₂O

Die Ausfällungen lagern sich fast immer im Wärmeübertrager des Heizkessels ab, der heißesten Zone der Anlage. So bildet sich im Laufe der Zeit eine zunehmend dickere Schicht, die einen optimalen Wärmeübergang behindert.

Zwar ist in Anlagen mit geringem Wasserinhalt in der Regel nicht mit Funktionsstörungen durch Kalk zu rechnen. Bei größeren Anlagen ist jedoch deutlich mehr Wasser und damit mehr Kalk in Umlauf. So kann man bei einem Wärmeerzeuger mit 100 kW Leistung in Kombination mit Heizkörpern in der Regel ein Wasservolumen von etwa 10 Liter pro Kilowatt Kesselleistung voraussetzen. Wird zusätzlich ein Pufferspeicher für ein BHKW oder für einen Holzheizkessel installiert, kann das Wasservolumen des Systems mit 100 kW Leistung sogar mehrere Kubikmeter betragen.

Handlungsempfehlung zur wasserseitigen Korrosion
Beim Thema Korrosion definiert die aktuelle VDI 2035 das Vorgehen bei zu niedrigen pH-Werten neu. Im bisherigen Blatt 2 „Wasserseitige Korrosion“ wurde bei einer Unterschreitung des Mindest-pHWertes von 8,2 letztlich eine Wasserbehandlung beschrieben, um den pH-Wert anzuheben. Hier gibt die Richtlinie nun eine klare Handlungsempfehlung: Lässt sich keine sichtbare Trübung einer Wasserprobe nach wenigen Minuten feststellen, so erweitert sich der untere pH-Wert auf 7,5. In einem klaren Heizungswasser (ohne Trübung) findet keine Eisenkorrosion statt, auf die der Indikator „pH-Wert ‹ 8,2“ theoretisch hinweist. Mit diesem Passus formuliert die Richtlinie eine praxisgerechte Vorgehensweise – auch unter dem Gesichtspunkt, dass nach VDI 2035 das Heizungswasser in Warmwasser-Heizungsanlagen möglichst nicht durch chemische Zusätze behandelt werden sollte.

Wasserzähler erfasst die Nachspeisemengen
Ein weiterer Schwerpunkt der überarbeiteten VDI 2035 ist das Thema Dokumentation. Klare Handlungsempfehlungen sollen Planern, den beauftragten Heizungsfachbetrieben und nicht zuletzt den Wartungsunternehmen die Bedeutung und die Verantwortung bei ihren jeweiligen Aufgaben verdeutlichen. Ein wichtiger Punkt: Unabhängig von der Anlagengröße ist bei der Planung immer ein Wasserzähler vorzusehen, über den die Nachspeisemengen zu erfassen sind.

Weiterhin widmet sich ein eigenes Kapitel der Änderung an Bestandsanlagen und der Ursachenfindung bei eventuellen Betriebsstörungen. Die neue VDI 2035 möchte Planern und Fachfirmen nicht nur eine detaillierte und praxisnahe Anleitung geben. Vielmehr geht es auch darum, die Ursache eines Problems zu analysieren und nicht mit Hilfe von chemischen Stoffen – etwa der Wasserbehandlung mit Zusatzmitteln – nur die Symptome zu bekämpfen.

Wesentliche Planungsaspekte
Eine fachgerechte Planung und Inbetriebnahme sind die wesentlichen Voraussetzungen, um Schäden in Warmwasser-Heizungsanlagen möglichst zu vermeiden. Speziell darauf verweist die VDI 2035 in den allgemeinen Grundsätzen. Die wichtigsten Punkte einer fachgerechten Planung sind im Folgenden dargestellt.

Druckhaltung nicht aus den Augen verlieren
Die Anlage muss korrosionstechnisch geschlossen betrieben werden. Aus diesem Grund sind Planung beziehungsweise Dimensionierung der Druckhaltung entscheidend, wenn es darum geht, Sauerstoffzutritt weitestgehend zu vermeiden. Basis für die Planung sind das Anlagenvolumen, die statische Höhe, die maximalen Betriebstemperaturen und der erforderliche Betriebsdruck der Anlage. Ebenfalls wichtig: In dem zu erstellenden Anlagenbuch müssen notwendige Aussagen zur Druckhaltung für die Wartung enthalten sein – beispielsweise der Vordruck in Membranausdehnungsgefäßen.

Ein weiteres wesentliches Stichwort in der VDI 2035 ist „korrosionstechnisch dicht“. Was bedeutet das? Kurz gesagt, es gibt keine absolut dichte Heizungsanlage, was auch nicht notwendig ist. Ein wenig Luft und damit Sauerstoff dringt in jede Anlage ein. Aber dieser Anteil muss so gering bleiben, dass der dadurch ausgelöste Korrosionsangriff die Anlage nicht beeinträchtigt oder gar beschädigt. Ist dies gegeben, dann ist die Anforderung nach einer korrosionstechnisch geschlossenen Anlage erfüllt.

Hersteller in der Pflicht
VDI 2035 beschreibt Anforderungen, damit Schäden an Warmwasser-Heizungsanlagen durch Steinbildung und wasserseitige Korrosion vermieden werden. Nach den allgemeinen Grundsätzen der VDI müssen Planer dabei die Herstellerangaben beachten, denn letztlich sind diese bindend hinsichtlich der Gewährleistung. Gute und verständliche Angaben in den technischen Unterlagen zu machen, ist damit auch eine Verpflichtung für die Hersteller von Wärmerzeugern. Während sich einige Anbieter mit einem Hinweis auf die VDI 2035 begnügen, bilden andere die Richtwerte-Tabelle und die Nutzungsvoraussetzungen für diese Tabelle ab. Buderus macht es Planern einfach: In übersichtlichen Diagrammen lässt sich anhand der Wasserhärte die Gesamtwassermenge ermitteln und danach mit dem Anlagenvolumen abgleichen. Ist eine Wasseraufbereitung erforderlich, wird die jeweils freigegebene Maßnahme mit aufgeführt. Spezielle Kennwerte wie der spezifische Wasserinhalt eines Wärmeerzeugers sind nicht erforderlich. So lässt sich bei der Planung die Frage einfach und schnell beantworten, ob eine Wasseraufbereitung nötig ist.

Die Frage der Wasseraufbereitung
Wird die Frage nach einer Wasseraufbereitung mit „ja“ beantwortet, erfolgen Planung, Auswahl und Dimensionierung anhand der Füllwasserbeschaffenheit, des Anlagenvolumens und der für die Anlage ausgewählten Werkstoffe. Die VDI 2035 unterscheidet bei aufbereitetem Heizwasser zwischen der salzarmen (Leitfähigkeit ‹ 100μS/cm) und der salzhaltigen Fahrweise (>100 bis 1500 μS/cm). Für eine salzhaltige Fahrweise wird das Füllwasser enthärtet, indem man die steinbelagbildenden Calcium- und Magnesium-Ionen durch Natrium austauscht. Die salzarme Fahrweise entzieht dem Füllwasser alle Kationen und Anionen – also die steinbildenden und gegebenenfalls korrosionsunterstützenden Inhaltsstoffe.

Im vergangenen Jahrzehnt hat sich die Wasseraufbereitung stark verändert. War davor die Enthärtung das Mittel der Wahl, ist es jetzt die Entsalzung des Füllwassers. Daraus resultiert die salzarme Fahrweise in der Heizungsanlage. Nicht zuletzt hat die Freigabe der salzarmen Fahrweise für alle Buderus Wärmeerzeuger im Jahr 2008 diesen Branchentrend forciert.

Der Vorteil der salzarmen Fahrweise gegenüber der Enthärtung und der unaufbereiteten Fahrweise liegt auf der Hand. Die Leitfähigkeit sinkt deutlich, und damit reduziert sich die Korrosionswahrscheinlichkeit. Diesem Punkt trägt auch die VDI 2035 im Kapitel „Mischinstallation“ Rechnung.

Für Planer hat vollentsalztes Füllwasser den Vorteil, dass sich diese Art der Wasseraufbereitung für alle in der Heizungsbranche üblichen Werkstoffe eignet. Für Aluminium in Heizsystemen ist es die empfohlene Methode und von Buderus freigegebene Maßnahme. Bei der Befüllung mit entsalztem Wasser kann der Installateur ganz einfach die Leitfähigkeit überwachen und so die gewünschte Aufbereitung nachweisen – wasserchemische Kenntnisse sind nicht erforderlich.

Buderus als Systemexperte hat ein umfangreiches Sortiment an Zubehör, um Heizungsanlagen zu befüllen und Ergänzungswasser bereitzustellen. Für größere Anlagen können Fachhandwerker Entsalzungspatronen auch beim Hersteller ausleihen.

Praktisch: das Bypassentsalzungsmodul
Mit Zubehör wie dem „VES“-Bypassentsalzungsmodul von Buderus lässt sich das Heizungswasser vor einem Kesseltausch oder auch während des Betriebes zuverlässig entsalzen und so ein effizienter Anlagenbetrieb sicherstellen. Das Modul ist als mobile Variante und zur Festinstallation erhältlich. Es eignet sich für Systeme mit einem Heizungswasservolumen von bis zu 10 m³ und einer Rücklauftemperatur von maximal 60°C.

Das Bypassentsalzungsmodul bewältigt einen Volumenstrom von rund 600 l/h und wird an den Rücklauf angeschlossen, bevor das Heizungswasser zurück in den Wärmeerzeuger gelangt. Die Entsalzung ist auf einen effizienten Betrieb ausgelegt: Das Heizungswasser fließt durch einen Filter und eine Entsalzungspatrone mit VES-Harz, eine integrierte Pumpe sorgt für den nötigen Volumenstrom. Ist die gewünschte geringe Leitfähigkeit im Rücklauf erreicht, wird das Wasser automatisch an der Patrone vorbei geleitet – der Heizungsfachmann muss somit nicht konstant den Ablauf im Auge behalten.

Absperrventile bei der Rohrnetzplanung berücksichtigen
Bei größeren Anlagen sollten Planer das System durch Absperrventile in Abschnitte einteilen. So muss man bei Reparaturen oder einer Anlagenerweiterung nicht das gesamte Heizungswasser ablassen. Denn aufbereitetes oder auch nicht aufbereitetes Heizungswasser, das einen jahrelangen störungsfreien Betrieb der Anlage gewährleistet hat, ist ein kostbares Gut.

Eine weitere wichtige Anforderung an Planer ist in der VDI 2035 auch noch enthalten: Sie müssen alle relevanten Planungsdaten wie Wassermengen, Werkstoffe, Art der Wasseraufbereitung, Umfang der Wartungsarbeiten sowie Angaben zur Druckhaltung in einem Anlagenbuch zusammenzufassen. Dieses dient zur Dokumentation der Erstinbetriebnahme und des laufenden Betriebes des Heizsystems.

Fazit
Um Anlagenschäden wie Steinbildung oder Korrosion zu verhindern, sollten Hersteller, Planer und Heizungsfachfirmen dem Thema Wasseraufbereitung genügend Aufmerksamkeit schenken. Gerade die Planung der Wasseraufbereitung legt den Grundstein für einen störungsfreien und effizienten Betrieb über die gesamte Lebensdauer der Heizungsanlage. Die Richtlinie VDI 2035 und die Herstellerangaben geben hier konkrete Handlungsanweisungen. Im vergangenen Jahr wurden die Teile 1 und 2 der VDI 2035 zusammengefasst – die neue VDI 2035 gilt unverändert für Warmwasser-Heizungsanlagen nach DIN EN 12828 bis 100°C Vorlauftemperatur und für Anlagen des Wärmecontractings, beispielsweise in Nahwärmesystemen. Technische Möglichkeiten wie die Entsalzung reduzieren das Korrosionsrisiko und tragen dadurch zu einem störungsfreien Betrieb der Anlage bei.

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Hans-Joachim Ripplinger, Bosch Thermotechnik, Productarea Commercial Boiler, Entwicklung Mittel- und Großkessel für Buderus

www.buderus.de