15. März 2022

Wie die Vorgaben der seit März 2021 geltenden VDI 2035 Blatt 1 auf einfachste Weise erfüllt werden können

Eine Reihe von Normen und Richtlinien regulieren bereits seit mehreren Jahren die Basis für die richtige Heizwasserqualität. Kaum eine Heizanlage darf mehr mit unbehandeltem Rohwasser (Trinkwasser) gefüllt werden, soweit ist man sich in der Branche zumindest einig. Verantwortlich für die Umsetzung soll der Heizungsinstallateur sein. Wer nicht kontrolliert und dokumentiert – der verliert. Doch welche Werte zu kontrollieren sind, wann und durch wen diese Kontrolle zu erfolgen hat, soll in folgendem Bericht erklärt werden.

Moderne Komponenten reagieren heute wesentlich empfindlicher auf unbehandeltes, mit Mineralien – insbesondere Kalk – und korrosiven Salzen wie Chlorid- und Sulfationen belastetes Heizwasser. Damit steht der Fachmann heute vor einer ganz neuen Herausforderung: Er muss die Füllwasserqualität im Auge behalten. Weniger bekannt ist dem Fachmann, welche Werte aus welchem Grund zu prüfen sind und wie er diese Kontrollen selbst durchführen kann.

Drei „S“-Faktoren im Heizwasser

Es ist von grundlegender Bedeutung zu wissen, dass sich das Füllwasser einer Heizanlage verändert und dass es die Qualitätsansprüche aus Normen und Richtlinien erst nach einigen Betriebsmonaten erfüllen muss. Alte Heizungsanlagen bestanden hauptsächlich aus schwarzem, geschweißtem Stahlrohr und aus Guss- oder Stahlheizkörpern. Selbst Übergänge und Sattelnähte wurden geschweißt. Das waren noch nahezu korrosionstechnisch geschlossene (sauerstoffdichte) Anlagen mit günstigen Bedingungen: hohe Vorlauftemperaturen, kaum Sauerstoffeintrag, Stahlflächen. Dieses Füllwasser konditionierte sich von selbst in kürzester Zeit in den salz- und sauerstoffarmen Bereich (Eigenalkalisierung).

Das Füllwasser enthält drei Gruppen von problematischen Inhaltsstoffen, welche sich positiv verändern müssen, um einen störungsfreien Betrieb der Anlage dauerhaft zu gewährleisten. Es sind dies

• Sauerstoff (O₂),
• Salze (elektrische Leitfähigkeit) und
• Säure (pH-Wert).

Als einfache Merkregel kann man von den drei „S“-Faktoren sprechen.

pH-Wert

Das Kohlendioxid (CO₂) stellt die Hauptursache für die Höhe des pH-Wertes dar. Es ist im Trinkwasser an die Härte gebunden und gelangt über das Füllwasser in die Heizanlage. Wie auch Sauerstoff (O₂) ist es im Füllwasser nur in begrenzter Menge vorhanden und baut sich rasch und einmalig durch Korrosion an Stahlflächen und hohen Temperatur ab – sofern die Anlage korrosionstechnisch geschlossen ist und einen korrekten Überdruck aufweist (Druckhaltung). Eine erste, sofortige Aufheizung unterstützt die Ausgasung der Restkohlensäure (H₂CO₃) und minimiert dadurch die Anfangskorrosion.

In moderne Anlagen hingegen dringt meist permanent Sauerstoff, etwa durch Pressverbindungen und durch den höheren Kunststoffanteil an den verbauten Werkstoffen, ein. Hilfreich kann hier ein Schutzanodensystem wirken, indem es Sauerstoff und Kohlensäure permanent bindet und so der pH-Wert in den alkalischen Bereich reguliert wird.

Salzgehalt

Anders hingegen verhält es sich mit den gelösten Salzen (Mineralien) im Füllwasser. Der Hauptbestandteil ist Kalk (Karbonathärte). Auch dieser würde binnen weniger Tage durch den thermischen Austrieb von Kohlensäure ausfallen und so zu ungewolltem Verkalken des Wärmeübertragers führen. Der Salzgehalt würde sich dadurch zwar reduzieren – und in der Vergangenheit war dies auch der Normalfall –, doch heute beschädigen die Kalkablagerungen die modernen und filigranen Bauteile nachhaltig. Der Kalk muss also schon aus dem Füllwasser entfernt werden, bevor er in die Heizanlage gelangt. Beim Füllwasser ist somit das ausschlaggebende Kriterium für die Kontrolle der Salzgehalt (elektrische Leitfähigkeit), was automatisch auch die Härtebildner miteinschließt.

Beim Umlaufwasser spielen neben den Salzen auch die beiden Faktoren Säure und Sauerstoff eine entscheidende Rolle. Durch die in der VDI 2035 Blatt 1 erwähnte Eigenalkalisierung des Systemwassers und die thermisch bedingte Ausgasung erreichen diese in der Regel ihre Zielwerte innerhalb wenigen Wochen von selbst – aber die Entwicklung muss mit einer Wasseranalyse überprüft und belegt werden.

Gemessen wird der Salzgehalt über die elektrische Leitfähigkeit in Mikrosiemens pro cm [μS/cm]. Die VDI 2035 Blatt 1 spricht von einer salzarmen Betriebsweise bei Werten zwischen 10 und 100 μS/cm. Salzhaltiges Heizwasser liegt bei einer Leitfähigkeit zwischen 100 und 1500 μS/cm vor. Eine klare Empfehlung der neuen VDI 2035 Blatt 1 konzentriert sich auf den salzarmen Betrieb (Vollentsalzung). Damit ist der Vorteil verbunden, dass i. d. R. die Gefahr von Sauerstoffkorrosion deutlich reduziert ist.

Der Sauerstoffgehalt sollte auf 0,1 mg/l begrenzt sein. Indessen lässt sich der Sauerstoffgehalt nicht so einfach messen. Auch ist dieser nur für die gemessene Stelle aussagekräftig und nicht repräsentativ für das gesamte System. Geschultes Fachpersonal ist hierfür zwingend nötig.

Kontrollmessung bei Inbetriebnahme

Bei der Inbetriebnahme geht es in der Hauptsache darum festzustellen, ob der Salzgehalt (der die Härte miteinschließt) den Vorgaben von Komponentenherstellern bzw. der VDI-Richtlinie 2035 Blatt 1 entspricht. Alle anderen Parameter werden sich während der ersten Betriebszeit noch verändern und sind deshalb nicht repräsentativ für die spätere zu erwartende Umlaufwasserqualität. Daher der Hinweis: Eine Messung des pH-Wertes ist frühestens nach 10 Wochen „Betriebszeit“ sinnvoll, spätestens jedoch bei der ersten Wartung der Heizanlage, da dieser durch Ausgasen von Restkohlensäure weiter ansteigen wird.

Da die Heizwasserqualität zunächst in der Verantwortung des Installateurs liegt, muss er den Beweis erbringen können, dass bei Inbetriebnahme die Wasserqualität (Salzgehalt oder Zielhärte) je nach Fahrweise den geforderten Vorgaben entsprochen hat. Ansonsten hat er im Schadensfall mit einer Ablehnung jeglicher Gewährleistung der Komponentenhersteller zu rechnen. Die Verantwortung geht nach Übergabe der Anlage an den Betreiber über. Ein Anlagenbuch sollte von Beginn an geführt werden.

Periodische Nachkontrolle

Laut VDI 2035 Blatt 1 ist eine Nachkontrolle der Heizwasserqualität periodisch bzw. jährlich durchzuführen. Hierbei steht im Vordergrund zu prüfen, ob die Umlaufwasserqualität erreicht wurde und konstant auch so verbleibt. Auch wenn sich unter günstigen Bedingungen die Istwerte in der Regel von selbst bei den Sollwerten einpendeln, so ist die Nachkontrolle mehr als nur empfehlenswert.

Verschiedene Faktoren wirken ungünstig auf das Umlaufwasser. Es sind beispielsweise die Sauerstoffdiffusion oder das mikrobiologische Wachstum, die Einbringung von Restglykolmengen durch Füllschläuche oder Solarfüll- und -spülstationen. Es kann in der Folge zu Korrosionsschäden und anderen Betriebsstörungen kommen. Will der Installateur seiner Verantwortung für das Heizwasser nachkommen, sollte er seine Kundschaft nachweislich über die Empfehlung zur periodischen Wasserkontrolle informieren. Verzichtet der Betreiber darauf, ist der Installateur entlastet. Unterlässt er aber jegliche Information und Nachkontrolle, kann er für den Schaden zur Verantwortung gezogen werden. Ein schriftlicher Vermerk ist ratsam und beugt späteren Diskussionen vor.

Zu prüfen und im Anlagenbuch zu dokumentieren sind bei salzarmer Fahrweise folgendes:

• die elektrische Leitfähigkeit (μS/cm),
• der pH-Wert und
• das optische Aussehen der Heizwasserprobe.

Salzgehalt

Die elektrische Leitfähigkeit kann mit einem Handleitfähigkeitsmessgerät sehr einfach und sicher gemessen werden (Empfehlungsbereich zwischen 60 und 100 μs/cm).

pH-Wert

Dieser lässt sich ebenso mit einem Handmessgerät bestimmen und sollte bei Anlagenkomponenten aus Aluminium zwischen 8,2 und 9 liegen. Enthält die Anlage keine Aluminiumbauteile, darf das Wasser einen pH-Wert zwischen 8,2 und 10 einnehmen. Laut VDI 2035 Blatt 1 kann ein pH-Wert von 7,5 toleriert werden, solang die offene Heizwasserprobe nach 5 Minuten noch immer klar und frei von Sedimentbildung (Flockenbildung) bleibt.

Sichtkontrolle

Ist das Heizwasser nur schwach trüb oder sogar glasklar, kann davon ausgegangen werden, dass kein aktiver Korrosionsprozess abläuft. Sollte es aber stark trüb oder sogar rotbräunlich sein, müssen die Werte Salzgehalt und pH-Wert genau unter die Lupe genommen werden. Meist ist dies ein Indiz für einen hohen, permanenten Sauerstoffeintrag bei gleichzeitig hoher elektrischer Leitfähigkeit.

Hinweis: Bei salzarmem Betrieb unter 100 μs/cm dürfen leichte Abweichungen des pH-Wertes in Kauf genommen werden.

Stör-/Gewährleistungsfall

Kommt es zu einem Schaden an einem Bauteil, bei dem als Ursache die Wasserqualität in Betracht gezogen wird, stellt sich zuerst die Frage, ob Analysezertifikate oder Dokumentationen (Anlagenbuch) für Füll- und Umlaufwasser vorliegen. Diese dienen nicht nur der Klärung von Gewährleistungsansprüchen, sondern tragen auch zur Ursachenfindung bei.

Damit das Gewährleistungsversprechen der Hersteller greift, muss also das Füll- und Ergänzungswasser sowie das Umlaufwasser gewisse Qualitätsmerkmale aufweisen. Diese Verantwortung liegt laut VDI 2035 Blatt 1 beim Installateur (bzw. bei dem mit dem jährlichen Service beauftragten Unternehmen). Er kann noch so gewissenhaft arbeiten und die Vorschriften einhalten – im Schadenfall benötigt er den Nachweis für die ursprünglich korrekte Befüllung der Heizungsanlage. In diesem Sinne ist eine saubere Dokumentation der Heizwasseranalyse über das Anlagenbuch ein eigentlicher Schutzbrief für den Installateur. Zudem bietet eine jährliche Kontrolle im Zuge der Heizungswartung auch ein gutes Kundenbindungsinstrument.

Fazit

Die Vollentsalzung erfüllt die Vorgaben der meisten Kesselhersteller und beinhaltet zudem die Enthärtung. Hierbei werden alle gelösten Feststoffe wie Kalk, Chloride, Nitrate, Sulfate entfernt. Auf Wasserzusätze und Stabilisatoren kann dabei verzichtet werden, da laut VDI 2035 Blatt 1 die Eigenalkalisierung des Systemwassers in der Regel von selbst stattfindet. Stabilisatoren erhöhen wieder den Salzgehalt, möglicherweise sogar über den Grenzwert einer salzarmen Betriebsweise (= 100 μS/cm) hinaus.

Autor: Tino Sarro, Geschäftsführer Elysator Engineering GmbH, Abstatt

Bilder: Elysator

www.elysator.de