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Messen und Dokumentieren von Heizwasseranalyse...

Alle Fotos: © ELYSATOR Engineering GmbH
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... für den jeweilig gültigen Normbereich: Die meisten Kessel,- und Komponentenhersteller verknüpfen mittlerweile ihre Gewährleistung an die passenden Parameter des Heizungswassers. Hierzu gibt es hauptsächlich 3 Normen und technische Richtlinien die diese Regeln und empfehlen.

von: Redaktion

Für Österreich ist es die ÖNORM H 5195-1, für Deutschland und weite Teile der EU die VDI 2035 Blatt1 und für die Schweiz die SWKI BT 102-01. Grundsätzlich empfehlen und fordern sie eine leicht alkalische und teilweise salzarme Wasserqualität des Umlaufwassers. Es gibt eine Reihe von Anbietern am Markt, welche mit spezialisierten Produkten dies ermöglichen, von Enthärtungsanlagen über Vollentsalzungsgeräte, wie Einwegpatronen oder Wasserkonditionierungsmittel mit sauerstoffzehrender, alkalisierender Wirkung. Soweit so gut.

Entscheidend, egal für welche Methode entschieden wird, ist die verbindliche und nachhaltige Dokumentation der Umlaufwasserqualität. Hierzu gibt es angefangen von Indikatorteststreifen, Härtemesstropfen über elektronische Handmessgeräte in verschiedenen Preisklassen zur Bestimmung der geforderten Wasserparameter. Bei der ersten Variante sei erwähnt, dass die Teststreifen im salzarmen Umlaufwasser nur bedingt verlässlich sind und eher als grobe Annäherung zu betrachten sind.

1. Die allgemeine Erklärung, warum genaues Messen so wichtig ist

Jede Wassergeführte Heizungs,- oder Kühlanlage benutzt als Wärmeträgermedium „Wasser H2O“. Normales Trinkwasser besitzt neben den Härtebildnern Kalzium und Magnesium auch korrosive Salze wie Chlorid, Sulfat und Nitrat. Diese schädlichen Inhaltsstoffe können zu Belagsbildung am Wärmetauscher und Korrosionsschäden in der Anlage führen. Aus diesem Grund wurde in der ÖNORM H 5195-1 und der VDI 2035 Blatt 1 die Beschaffenheit von Füll,- Umlauf,- und Ergänzungswasser definiert. Ein gezieltes Messen und Überwachen dieser Parameter sichert die Gewährleistung gegenüber Kessel,- und Komponentenherstellern.

Analyseköffer wie z.B. der PUROTAP AK 2035 wurden zur gezielten und professionellen Anwendung für die Vorgaben der VDI 2035 Blatt 1, ÖNORM H 5195-1, SWKI BT 102-1 entwickelt und verfügen neben dem Kombimessgerät PUROTAP EC-pH 2035 mit kostenloser Smartapp über ein Härtemessbesteck zur Bestimmung der Gesamthärte und den für die korrekte Pflege notwendigen Kalibrierflüssigkeiten pH 7 & pH 10, sowie der Aufbewahrungslösung KCL (Kaliumchlorid) für die sensible pH-Messonde.

Echtzeitmessungen wie pH-Wert, el. Leitfähigkeit; Gesamtsalzgehalt und Temperatur werden auf dem Handy übersichtlich und transparent angezeigt und können mit einem Klick auf den Button Speichern unter Angabe von Objektname mit kurzer Notiz gespeichert, verarbeitet und als Datei versendet werden.

Die Hintergrundfarbe des angezeigten Wertes zeigt selbst dem unerfahrenen Nutzer auf, ob das Heizungswasser den für die Länder gültigen und zuvor einstellbaren Normen, mit oder ohne Aluminiumwerkstoffe, entspricht. Blaue Farbe, alles ok, Werte entsprechen der Vorgabe der Norm. Orange, ein Warnhinweis poppt auf, mit dem Hinweis, dass sich die Werte noch im tolerierbaren Bereich befinden. Bei Rot besteht Handlungsbedarf und der Monteur erhält durch Klick auf den Hilfe-Button weitere Information, was zu tun ist.

Mit der Abspeicherung der Messwerte kann der Nutzer/Monteur die Messdaten für sich und seine Kunden mit Datum, Uhrzeit, Sekundengenau protokollieren und jährliche Folgemessungen zum gespeicherten Objekt vornehmen.

2. Messen von pH-Wert

a) Probenvorbereitung

Bei der Vorbereitung der Probe für die Messung müssen bestimmte Regeln beachtet werden. Es ist sehr wichtig, die Messung bei einer konstanten Temperatur durchzuführen. Dies ist deshalb wichtig, weil der pH-Wert der Probe temperaturabhängig ist und die pH-Elektrode ein temperaturabhängiges Messergebnis liefert. Aus diesem Grund sind hochwertige Messgeräte temperaturkompensiert.

Vor Beginn der pH-Messung die Probe immer umrühren um sicherzustellen, dass sie homogen ist. Dadurch soll gewährleistet werden, dass der gemessene Wert für die gesamte Probe repräsentativ ist und nicht nur für den Bereich, in dem sich die Elektrode befindet.

Die Probenahme im Gefäß muss mindestens so groß sein, dass die Messsonde vollständig in die Probe eingetaucht ist. Nur so ist ein Austausch zwischen Referenzlösung und Messlösung möglich.

Selbstverständlich sind die Grundregeln für sachgemäßes Arbeiten auch außerhalb eines Labors bei pH-Messungen einzuhalten. So dürfen für die Proben z.B. nur geeignete, saubere und entsprechend geeignete Gefäße werden.

b) pH-Elektrode

pH-Elektroden haben eine sehr wichtige Funktion bei der korrekten Bestimmung von pH-Werten, da diese für die eigentliche pH-Messung zuständig sind. Die Elektrodenpflege ist daher sehr wichtig, um eine maximale Lebensdauer der Elektroden sicherzustellen und um optimale Messergebnisse zu erhalten. Sorgfältige Wartung sichert schnelle Messungen, erhöht die Genauigkeit und verlängert die Lebensdauer einer Elektrode. Zu einer regelmäßigen Wartung der Elektrode gehört auch die Lagerung in der empfohlenen Lagerlösung (Storage Solution) zwischen den Messungen. Beste Elektrodenergebnisse werden erreicht, wenn das Diaphragma nicht austrocknet. Hierfür genügt es, nach jeder Verwendung des Messgerätes 1-2 Tropfen auf das in der Schutzkappe befindliche Schwämmchen zur Aufbewahrung zu geben.

c) Kalibrierung

pH-Elektroden müssen regelmäßig kalibriert werden, wenigstens einmal pro Woche oder vor Beginn einer Messung, wenn mehrere Tage keine Anwendung stattfand. Bei diesem Vorgang wird sichergestellt, dass die Referenzflüssigkeit im Glaskolben den passenden konstanten Referenzwert erhält. Hochwertige Messgeräte verfügen über eine 3-Punkt-Kalibrierung: pH 4 / pH 7 pH 10. Bei der Verwendung zum Messen von leicht alkalischen Werten um pH 8-9 genügt eine 2-Punkt Kalibrierung um diesen Bereich (pH 7 & pH 10).

Wichtiger Hinweis: Die Glaselektrode einer Messsonde darf niemals mit dem blossem Finger berührt oder mit schmutzigen oder hartfasrigen Tüchern abgewischt werden. Zur Reinigung nur vollentsalztes Wasser und ein weiches Tuch verwenden.

3. Messen der el. Leitfähigkeit

Bei Kombimessgeräten gilt es zu beachten, dieses zunächst gründlich vor der Benutzung, am Besten mit der zu beprobenden Flüssigkeit gut zu spülen, um die Messsonde von Restmengen der KCL-Lösung zu reinigen. Das Messergebnis der el. Leitfähigkeit würde sonst verfälscht werden. Bei der sog. Storage-Solution zur Aufbewahrung von pH-Messsonden handelt es sich um eine stark konzentrierte Salzlösung. Entsprechend hoch und damit falsch würde die el. Leitfähigkeit ausfallen.

Umrechnungsfaktor Wasserhärte bei Trinkwasser
Die elektrische Leitfähigkeit ist ein Maß für Gesamtgehalt an Mineralien im Wasser. Bei nicht behandeltem Trinkwasser besteht der Mineraliengehalt praktisch ausschließlich aus den Härtebildnern Kalzium und Magnesium. Aus diesem Grunde kann der Mineraliengehalt mit einem Faktor in Wasserhärte umgerechnet werden. Der Messwert in Mikrosiemens dividiert durch 20 ergibt die Wasserhärte in °fH. Der Messwert in Mikrosiemens dividiert durch 30 ergibt die Wasserhärte in °dH.

4. Messen der Gesamthärte mit einem Titrierset

  1. Titriergefäß mit dem zu untersuchenden Probewasser spülen und bis zur 5 ml Marke füllen.

  2. Unter vorsichtigem Umschwenken tropfenweise Reagenzlösung zugeben bis ein Farbumschlag von rot nach grün eintritt. Der Farbumschlag erfolgt relativ langsam. Die Anzahl der benötigten Tropfen entspricht der Gesamthärte in deutschen Härtegraden 1°dH / Tropfen.

  3. Bei Wasserproben mit geringer Härte ist das Titriergefäß bis zur 10 ml Marke zu füllen. (1 Tropfen entspricht dann 0,5 °dH)

Hinweis: Stets auf saubere Probenahmegefäße achten. Dabei empfiehlt es sich das Gefäß immer zuerst mit dem Probewasser mind. 2 x zu spülen.

5. Einschätzung einer Heizwasserprobe

Der optische Eindruck eine Heizwasserprobe dient neben der ersten optischen Überprüfung, ob sie stark verschmutzt oder sogar partikuläre Verunreinigungen hat, wie Magnetit als Folge einer abgelaufenen Sauerstoffkorrosion. Schlimm wäre es, wenn die Heizwasserprobe sofort rötlich Braun aus der Anlage gezapft würde. Dies würde auf einen aktiv ablaufenden Korrosionsprozess hindeuten, meist mit hohen el. Leitfähigkeiten und erhöhtem Sauerstoffzutritt.

Ein starker Magnet eignet sich bestens dafür, um zu überprüfen, ob es sich um Magnetit oder andere organische Substanzen handelt. Magnetit ist stark magnetisch und würde vom Magneten angezogen werden, als folge eine leicht ablaufenden Korrosion. Organische Verunreinigungen hingegen sind nicht magnetisch. Können aber ein Indiz für eine mikrobakterielle Korrosion sein. Dies würde wiederum ein sehr tiefer pH-Wert belegen von < pH 6 zur Folge haben.

Hinweis: Wenn dies der Fall ist, so empfehlen es sich eine professionelle Wasseranalyse mit Bestimmung des TOC-Gehaltes durchzuführen.

Handelt es sich um eine Neuanlage, welche erst ca. 2 Monate alt ist, so reagiert sich hier der über das Füllwasser eingebrachte Sauerstoff zunächst noch ab. Eine Stagnation sollte normalerweise zu erwarten sein.

Hinweis: der pH-Wert sollte sich in Richtung Alkalität entwickeln!

Wichtige Tipps für die praktische Anwendung:

  • Füllung in der Sommerzeit, das Umlaufwasser stagniert. Rasches Aufheizen treibt die Kohlensäure aus, was den Anstiegt des pH-Wertes begünstigt.
  • Druckhaltung überprüfen
  • Anlage auf undichte Stellen überprüfen, wie Schnellentlüfter, Verschraubungen, usw.
  • Mögliche diffusionsoffene Systemkomponenten im Einsatz (Kunststoffe, viele Pressverbindungen etc.) ermöglichen einen erhöhten Sauerstoffzutritt.
  • Möglicher Eintrag von Restglykole durch Füllschläuche oder Solarspülstationen (erzeugt tiefer pH-Wert)

Hinweis: Heizwasserproben mit Eisenwerkstoffe könnten auch mit einem tiefen pH-Wert von pH 7,5 betrieben werden, wenn die Heizwasserprobe im Probenahmegefäß auch nach ca. 5 min. noch frei von sedimentierenden Stoffen ist und keine signifikante Rotfärbung der Wasserprobe eintritt. Hier empfiehlt es sich den Heizwassercheck bei der nächsten turnusmäßigen Wartung erneut zu überprüfen, ob der pH-Wert sich in Richtung Alkalität verändert.

Mehr Informationen unter elysator.de.


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