Vermeidung von Schäden durch Steinbildung in Warmwasserheizungs- und Wassererwärmungssystemen

Warmwasserheizungsanlagen nach DIN EN 12828, Trinkwasserwärmungsanlagen nach DIN 4753

Mit der 5. Ausgabe tritt die VDI 2035 Blatt 1 die Aktuallisierung der seit Jahren bekannten Richtlinie an. Eine überarbeitung schien mit Schwerpunkt in der Festlegung neuer Empfehlungen für Füll- und Ergänzungswasser in Warmwasserheizungen nötig zu sein. Dies ist auch der Kern der nachfolgenden Informationen. Zusätzlich beinhaltet die Richtlinie auch Hinweise für Anlagen zur Trinkwasserewärmung, auf die hier aber nicht eingegangen wird. Hintergrund der geänderten Anforderungen für Füll- und Ergänzungswässer in Heizungsanlagen sind die immer kompakter werdenden Wärmeerzeuger, bei gleichzeitig steigender Wärmeleistung. Ebenso ist der Trend zu Mehrkesselanlagen bzw. zur Aufteilung der notwendigen Wärmeleistung auf mehrere Wärmeerzeuger bis hin zu modular verschalteten Einheiten unverkennbar. Konstruktiv bedingt ist damit die Erzeugerheizfläche entsprechend mehr belastet und um so wichtiger ist, dass die Wärmeabfuhr ungehindert möglich ist. Jegliche Reduzierung des Wärmestroms ist zu vermeiden und so liegt der Ansatz der VDI 2035 Blatt 1 nahe, gerade im Bereich Steinbildung aktiv zu werden, auf der Hand. Ergänzt wird sie durch das Blatt 2, wasserseitige Korrosion (09/1998), und Blatt 3 abgasseitige Korrosion (9/2000).

Maßgeblich für die Entscheidung, ob Maßnahmen zur Vermeidung von Kesselstein getroffen werden müssen, ist die Höhe der regionalen Wasserhärte. Darüberhinaus legt die Größe der Heizungsanlage bestimmte Grenzwerte fest, die einzuhalten sind. Gegebenenfalls sind diese Grenzwerte durch technische Maßnahmen zu realisieren. In Gegenden mit mittelhartem bzw. hartem Wasser ist daher immer ein Blick auf die Vorgaben der Richtlinie zu empfehlen. Die Richtlinie hat sich bemüht, praxisnahe Grundlagen zu schaffen, die einen einfach anzuwendenden Maßnahmenkatalog zur Folge hat. Neu ist, dass es für alle Leistungsbereiche von Wärmeerzeugern Grenzwerte für die maximal einzusetzende Wasserhärte gibt. Es werden also auch Anforderungen an kleinste Einheiten gestellt, sofern es sich um Umlaufwasserheizer (leistungsspez. Kesselwasserinhalt Vk<0,3 l/kW) oder um Systeme mit elektrischen Heizelementen (z.B. Wärmepumpen)handelt. Im Prinzip kann man heute davon ausgehen, dass alle wandhängenden Wärmerzeuger, ob Brennwertkessel oder Heizwertthermen, aber auch Wärmepumpen mit elektrischer Notbeheizung in diese Kategorie fallen. Die nachfolgende Tabelle zeigt in Anlehnung an die Richtlinientexte die Grenzwerte der Wasserhärte bezogen auf die Wärmeerzeugergesamtleistung:

Die Spalte drei der Tabelle gilt aber nur wenn der spezifische Wasserinhalt der Gesamtanlage < 20 l/kW bezogen auf die kleinste Wärmeerzeugerleistung (bei Mehrkesselanlagen) ist. Mit der Kenntnis, dass ein System mit Kompaktheizkörpern und einer Auslegungstemperatur von 70/50°C ca. 11 l/kW spez. Wasserinhalt hat, ist diese Grenze bei einer Zweikesselanlage und einer Leistungsaufteilung von 50/50% bereits überschritten. Denn bezogen auf einen Kessel ergäbe sich bereits ein spez. Anlageninhalt von 22 l/kW. In diesem Fall sind bereits die Anforderungen der nächst höheren Leistungsstufe der Tabelle maßgebend (Spalte 4). Einen weiteren massiven Einfluss auf den Kennwert des spez. Wasserinhalts hat der Einsatz von Heizwasserpufferspeichern. Hierbei kommt eine beträchtliche zu erwärmende Wassermenge ins Spiel, die es zu berücksichtigen gilt. Eine Enthärtung auf nahezu 0°dH ist prinzipiell gefordert (Spalte 5), wenn mit großen Ergänzungswassermengen für eine Anlage gerechnet werden muss (> 3 mal Va pro Lebenszyklus der Anlage) oder wenn der spezifische Wasserinhalt > 50 l/kW ist.

Um die Menge eines Wasserwechsels so gering wie möglich zu halten, z.B. bei Teilreparaturen, sind abschnittsweise Absperrungen einzusetzten. Bei Anlagen > 50 kW ist in der Füll- und Ergänzungswasserzuleitung ein Wasserzähler vorzusehen. Bei Umlaufwasserheizern und einer Wasserhärte von > 16,8°dH ist vorzugsweise zu enthärten.

Zum Schutz und Erhalt einer effektiven Wärmeerzeugung unterstützt die neue VDI 2035 Blatt 1, bedingt durch die jüngsten Erfahrungen die Anforderungen, vieler Wärmeerzeugerhersteller, Kalkausfällungen vor allem im Kessel zu minimieren. Dies geschieht sicher im Sinne aller Hersteller, Planer, Handwerker und Betreiber. Wichtig ist die Erkenntnis, dass es bis hin zu den kleinsten Einheiten festgelegte Parameter und Empfehlungen gibt, die es einzuhalten gilt, um nicht im Schadensfall gleich hier zu stolpern. Sofern man sich mit den regionalen Verhältnissen bezüglich der vorliegenden Wasserhärte vertraut gemacht hat, findet man schnell die erforderlichen einzuleitenden Maßnahmen heraus. Für den Geltungsbereich der VDI 2035 Blatt 1 ist sicher die Wasserenthärtung mittels Ionenenaustauscherharz die am einfachsten umzusetzende Variante.