Sauerstoff und Korrosion in Wärmenetzen und Kältenetzen
Ursachen und Vermeidung von Sauerstoff- (Luft-) Zutritt
Ein außergewöhnlicher Zutritt von Luft in Wärmenetzen macht sich primär durch verstärktes Auftreten von Gaspolstern bemerkbar, weil die ca. 21 % Sauerstoff der Luft durch Korrosion an „schwarzem“ Stahl verbraucht werden und die 79 % Inertgase (Stickstoff) an den höchsten Punkten der Heizanlage ausgasen.
Bei automatischer Systementlüftung geht diese wichtige Information oft verloren!
Trotz richtiger Bau- und Betriebsweise von Wärmenetzen ist der Zutritt geringer Mengen von Luft nicht zu vermeiden und in aller Regel auch tolerierbar.
Man spricht dann von einer geschlossenen, technisch gasdichten Anlage oder in der VDI 2035, Blatt 2 von einem „korrosionstechnisch geschlossenen System" (geschlossenes System, in dem keine Schaden verursachende Korrosion abläuft).
Sachgemäß gebaute und betriebene Heizanlagen weisen im Wasser Sauerstoffgehalte < 0,05 mg/l auf!
Werte um /und > 0,1 mg/l O2 sind Indizien für Mängel mit korrosionschemischen Folgen, weil man berücksichtigen muss, dass diese Werte aus einem Sauerstoffeintrag und einem gewissen Sauerstoffverbrauch durch Korrosion von „schwarzem“ Stahl resultieren.
In Wärmenetzen mit oben liegendem, offenem Ausdehnungsgefäßen (offene Anlagen) ist der Zutritt von Luft besonders ausgeprägt, wenn Heizungswasser durch das Ausdehnungsgefäß zirkuliert. Die Anbindung mittels Stichleitungen vermindert den Luftzutritt. (siehe VDI 2035, 2, Abschn. 7.2.)
In Anlagen mit Membran-Ausdehnungs-Gefäß (sicherheitstechnisch geschlossene Anlagen) ist der Luftzutritt in der Regel minimal.
Es kann aber relativ viel Luft eindringen, wenn u. a. (siehe auch VDI 2035, Blatt 2, Abschn. 7.4, 9.2, 9.3 und Anhang A)
Ein Inertgaspolster aus Stickstoff vermeidet das Problem. Mängel der beiden ersten Spiegelstriche führen auch zu erhöhter Wassernachspeisung mit der Gefahr von übermäßiger Belagbildung durch „Kesselstein“, siehe VDI 2035, Blatt 1.
Als Abhilfemaßnahmen bei verstärktem Luftzutritt sollen zuerst immer technische Lösungen gesucht und realisiert werden! Dies gilt auch bei erhöhtem Sauerstoffeintrag durch „nicht sauerstoffdichte“ Flächenheizungen, bei der die Systemtrennung als erste Wahl anzusehen ist. (siehe VDI 2035, Blatt 2, Abschn. 7.1 und 7.5.)
Chemische Mittel zur Sauerstoffbindung und Korrosionsinhibitoren sollten nur zum Einsatz gelangen, wenn technische Lösungen nicht oder nur sehr schlecht durchzuführen sind. Sie erfordern eine regelmäßige Kontrolle der Wirksamkeit und ggf. Nachdosierung, siehe VDI 2035, Blatt 2, Abschn. 8.3 - 8.4.
In größeren Abständen kann ein Ersatz der Wasserfüllung erforderlich werden. Elektrochemische Verfahren führen oft zu ungünstiger Schlammbildung. Physikalisch wirkende Anlagen entgasen nicht nur, sondern belüften oft auch das Heizwasser. Sie sind nur in der Anfangszeit von schlecht entlüftbaren Heizanlagen sinnvoll, nicht aber im Dauerbetrieb, siehe 4, Absatz 1. 5 Ursachen und Vermeidung von pH-Wert Veränderungen.
Trinkwasser von öffentlichen Versorgern hat eine verborgene Alkalität in Form von Verbindungen der Kohlensäure mit Erdalkalien („Karbonathärte“) oder Alkalien (Natriumbikarbonat). Die Verbindungen der Kohlensäure zersetzen sich beim Erhitzen unter Bildung alkalischer Stoffe (Karbonate), weshalb sich im Heizungswasser nach kurzer Betriebszeit in der Regel ein „schwach alkalischer“ pH-Wert über 8,3 von selbst einstellt.
Bei Verwendung von enthärtetem Wasser (Weichwasser) als Füll- und Ergänzungswasser kann der pH-Wert über 9,5 ansteigen, siehe Abs.3.5.
Den pH-Wert senkende, saure Stoffe resultieren aus Chemikalienzugaben (z. B. Ascorbinsäure) oder unzureichend ausgespültem Frostschutzmittel (gesamtes System mehrmals gründlich spülen!).
Falls sich nach kurzer Betriebszeit im Heizungswasser ein „schwach alkalischer“ pH-Wert von > 8,3 nicht selbst einstellt, ist dieser durch Zugabe von chemischen ph-Wert Anhebern zu korrigieren.
Vor weiteren Korrekturen erst 2-4 Wochen Betrieb abwarten!
Ein außergewöhnlicher Zutritt von Luft in Wärmenetzen macht sich primär durch verstärktes Auftreten von Gaspolstern bemerkbar, weil die ca. 21 % Sauerstoff der Luft durch Korrosion an „schwarzem“ Stahl verbraucht werden und die 79 % Inertgase (Stickstoff) an den höchsten Punkten der Heizanlage ausgasen.
Bei automatischer Systementlüftung geht diese wichtige Information oft verloren!
Trotz richtiger Bau- und Betriebsweise von Wärmenetzen ist der Zutritt geringer Mengen von Luft nicht zu vermeiden und in aller Regel auch tolerierbar.
Man spricht dann von einer geschlossenen, technisch gasdichten Anlage oder in der VDI 2035, Blatt 2 von einem „korrosionstechnisch geschlossenen System" (geschlossenes System, in dem keine Schaden verursachende Korrosion abläuft).
Sachgemäß gebaute und betriebene Heizanlagen weisen im Wasser Sauerstoffgehalte < 0,05 mg/l auf!
Werte um /und > 0,1 mg/l O2 sind Indizien für Mängel mit korrosionschemischen Folgen, weil man berücksichtigen muss, dass diese Werte aus einem Sauerstoffeintrag und einem gewissen Sauerstoffverbrauch durch Korrosion von „schwarzem“ Stahl resultieren.
In Wärmenetzen mit oben liegendem, offenem Ausdehnungsgefäßen (offene Anlagen) ist der Zutritt von Luft besonders ausgeprägt, wenn Heizungswasser durch das Ausdehnungsgefäß zirkuliert. Die Anbindung mittels Stichleitungen vermindert den Luftzutritt. (siehe VDI 2035, 2, Abschn. 7.2.)
In Anlagen mit Membran-Ausdehnungs-Gefäß (sicherheitstechnisch geschlossene Anlagen) ist der Luftzutritt in der Regel minimal.
Es kann aber relativ viel Luft eindringen, wenn u. a. (siehe auch VDI 2035, Blatt 2, Abschn. 7.4, 9.2, 9.3 und Anhang A)
- das Ausdehnungsgefäß (AD-Gefäß) falsch ausgelegt ist (nicht das Ausdehnungswasser-Volumen aufnehmen kann),
- der Druck im AD-Gefäß nicht auf den statischen Druck der WW-Heizanlage abgestimmt ist,
- das Wärmenetz zu wenig Wasser enthält und der Druck zu niedrig ist (Wartungsproblem),
- zu starke Umwälzpumpen installiert sind und der Wasserfluss an nicht vakuumdichten Ventilen „abgearbeitet“ wird,
- „nicht-sauerstoffdichte“ (s. DIN 4726), Kunststoffrohre für Flächenheizungen oder Rohre / Schläuche zur Heizkörper-Anbindung in nennenswerter Menge eingebaut sind (gilt auch für offene Anlagen).
- Membran-AD-Gefäße mit Pressluftpolster führen dem Wärmenetz auch definierte Luftmengen zu, da die Membranen nicht gasdicht sind.
Ein Inertgaspolster aus Stickstoff vermeidet das Problem. Mängel der beiden ersten Spiegelstriche führen auch zu erhöhter Wassernachspeisung mit der Gefahr von übermäßiger Belagbildung durch „Kesselstein“, siehe VDI 2035, Blatt 1.
Als Abhilfemaßnahmen bei verstärktem Luftzutritt sollen zuerst immer technische Lösungen gesucht und realisiert werden! Dies gilt auch bei erhöhtem Sauerstoffeintrag durch „nicht sauerstoffdichte“ Flächenheizungen, bei der die Systemtrennung als erste Wahl anzusehen ist. (siehe VDI 2035, Blatt 2, Abschn. 7.1 und 7.5.)
Chemische Mittel zur Sauerstoffbindung und Korrosionsinhibitoren sollten nur zum Einsatz gelangen, wenn technische Lösungen nicht oder nur sehr schlecht durchzuführen sind. Sie erfordern eine regelmäßige Kontrolle der Wirksamkeit und ggf. Nachdosierung, siehe VDI 2035, Blatt 2, Abschn. 8.3 - 8.4.
In größeren Abständen kann ein Ersatz der Wasserfüllung erforderlich werden. Elektrochemische Verfahren führen oft zu ungünstiger Schlammbildung. Physikalisch wirkende Anlagen entgasen nicht nur, sondern belüften oft auch das Heizwasser. Sie sind nur in der Anfangszeit von schlecht entlüftbaren Heizanlagen sinnvoll, nicht aber im Dauerbetrieb, siehe 4, Absatz 1. 5 Ursachen und Vermeidung von pH-Wert Veränderungen.
Trinkwasser von öffentlichen Versorgern hat eine verborgene Alkalität in Form von Verbindungen der Kohlensäure mit Erdalkalien („Karbonathärte“) oder Alkalien (Natriumbikarbonat). Die Verbindungen der Kohlensäure zersetzen sich beim Erhitzen unter Bildung alkalischer Stoffe (Karbonate), weshalb sich im Heizungswasser nach kurzer Betriebszeit in der Regel ein „schwach alkalischer“ pH-Wert über 8,3 von selbst einstellt.
Bei Verwendung von enthärtetem Wasser (Weichwasser) als Füll- und Ergänzungswasser kann der pH-Wert über 9,5 ansteigen, siehe Abs.3.5.
Den pH-Wert senkende, saure Stoffe resultieren aus Chemikalienzugaben (z. B. Ascorbinsäure) oder unzureichend ausgespültem Frostschutzmittel (gesamtes System mehrmals gründlich spülen!).
Falls sich nach kurzer Betriebszeit im Heizungswasser ein „schwach alkalischer“ pH-Wert von > 8,3 nicht selbst einstellt, ist dieser durch Zugabe von chemischen ph-Wert Anhebern zu korrigieren.
Vor weiteren Korrekturen erst 2-4 Wochen Betrieb abwarten!
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Hinweis:
Wir beliefern ausschließlich Gewerbetreibende und keine Endverbraucher
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