Zo voldoet je verwarmingswater aan de VDI 2035

De energie-efficiënte verwarmingssystemen van vandaag de dag vereisen een goede systeemwaterkwaliteit. Immers zijn kleine en compacte warmtewisselaars gevoeliger voor hardheid en zijn efficiënte pompen en kleppen gevoeliger voor vuil. Aluminium legeringen vereisen een juiste pH-waarde en modern installatiemateriaal vraagt om een andere kijk op corrosiebescherming (indien mogelijk zonder chemicaliën).

De VDI 2035 is een richtlijn voor het ontwerpen, installeren, vullen en onderhouden van verwarmingssystemen (<100°C) in gebouwen, met uitzondering van systemen waarin gebruik wordt gemaakt van anti-vriesmiddelen (zoals glycol). De aanbevelingen in de VDI 2035 zijn niet alleen gerelateerd aan de waterkwaliteit, maar richten zich ook op het voorkomen van twee hoofdbronnen voor schade: kalkafzetting en corrosie aan de waterzijde.

Kalkafzetting reduceert de warmteoverdracht, wat resulteert in lagere warmteprestaties, hogere energiekosten en, in extreme gevallen, zelfs in schade door oververhitting en spanningsscheuren in wisselaars. Kalkafzetting vindt voornamelijk plaats in het deel van het verwarmingssysteem met de hoogste temperaturen: de warmtewisselaar in de ketel. Om de hardheid van het water te verminderen en kalkafzetting te voorkomen, moet het vul- en suppletiewater verzacht of gedemineraliseerd worden.

De hardheid van het water heeft voornamelijk invloed op het risico op afzetting. Verder is corrosie een zeer belangrijke factor en de belangrijkste reden voor storingen en schade in verwarmingssystemen. Belangrijke parameters die invloed hebben op corrosie in verwarmingswater, zijn geleiding, pH-waarde, zuurstofgehalte, gasbellen en gaskussens en microbiologie.

De elektrische geleiding zelf is geen indicator voor het corrosierisico van verwarmingswater. Een lage geleiding kan de kans op metaalcorrosie echter wel verkleinen. Op het eerste gezicht is het verwarrend dat de VDI 2035 twee verschillende bedrijfsmodi aanbeveelt: weinig zout en zout. Zo lang het zeker is dat er tijdens het gebruik geen zuurstof in het systeem komt, is een hogere geleiding van het water echter acceptabel. Ook het gebruik van chemicaliën in een verwarmingssysteem vergroot de geleiding, maar hoeft niet per se de kans op corrosie te vergroten.

– Zuurstofinvoer: in moderne verwarmingssystemen kan zuurstofdiffusie zelden volledig worden voorkomen, bijvoorbeeld vanwege plastic warmteleidingen onder de vloer of het extensief gebruik van eenvoudig te installeren persfittingen met veel pakkingen.

– Gemengde installaties: de meeste installaties bestaan uit een mix van verschillende metalen, zoals ferrometalen, roestvrijstaal, koper, messing, aluminium, enz.

– Een lagere geleiding van het verwarmings- water verkleint de kans op bimetaalcorrosie.

– pH-waarde en aluminiumlegeringen: als het verwarmingswater zacht is, kan de pH-waarde tijdens bedrijf makkelijk hoger zijn dan 9,0, wat kan leiden tot meer corrosie met aluminiumlegeringen. De VDI 2035 adviseert daarom voor installaties met aluminium om het water niet zacht te maken, maar te demineraliseren.

Zelfs de kleinste (magnetiet)deeltjes kunnen de oorzaak zijn van storingen in hoogefficiënte pompen en kleppen. Verder kunnen vuildeeltjes erosie in de gehele installatie veroorzaken. Ook verminderen afzettingsdeeltjes in warmtewisselaars en radiators de warmteoverdracht, wat leidt tot een hoger energieverbruik.

De pH-waarde geeft de zuurgraad van een waterige oplossing aan. Het corrosierisico bij een bepaalde pH-waarde is afhankelijk van het gebruikte metaal: voor ferrometalen is een alkalinewaarde boven de 8,0 ideaal om de kans op corrosie te verkleinen, terwijl een lagere pH onder de 9,0 de voorkeur heeft voor aluminiumlegeringen. Het aanbevolen pH-bereik is dus een compromis. Het is belangrijk om te weten dat de aanbevelingen voor de pH-waarde gelden voor het verwarmingswater en niet voor het vul- of suppletiewater. Zelfs als de pH-waarde onder de richtwaarden ligt na ingebruikname van het verwarmingssysteem, kan de pH-waarde tijdens het gebruik in de eerste weken stijgen (zelfalkalisatie).  

De pH-meting moet 10 weken na het begin van het verwarmings­bedrijf of het laatste onderhoud worden uitgevoerd. Als de pH-waarde iets lager is dan 8 maar het watermonster is vrij van deeltjes, dan hoeft er geen actie ondernomen te worden. Een pH-waarde onder de 7,5 is een signaal voor verhoogd corrosiegedrag. De VDI adviseert in dit geval om corrigerende maatregelen te nemen.

Hoewel zuurstof de belangrijkste bron is voor corrosie, bevat de nieuwe VDI 2035 geen richtwaarden voor zuurstof: Om de juiste zuurstofwaarde te meten, heeft u namelijk speciale en bijzonder dure in-line meetapparatuur nodig. Bovendien is de gemeten zuurstofwaarde alleen representatief voor de plek waar de meting plaatsvindt en niet voor het hele systeem, omdat zuurstof bijzonder snel kan reageren met metalen oppervlakken. De VDI 2035 richt zich daarom op aanbevelingen om de continue invoer van zuurstof in het systeem te verminderen of te voorkomen (zie tabel).

Gassen kunnen op verschillende manieren in een verwarmingssysteem terechtkomen: 

– Gassen zijn opgelost in het vul- en bijvulwater. 

– Lokaal onder druk, vanwege onvoldoende drukverhoging. 

– Vorming via chemische en/of microbiologische reacties. 

Het belangrijkste probleem met gas- of luchtbellen is dat ze zich gedragen als een isolator die de warmteoverdracht vermindert, bijvoorbeeld in radiators, of tot oververhitting in de ketel leidt. Daarnaast kunnen ze op hogere stroomsnelheden ook geluiden in het totale systeem of zelfs cavitatie en erosie veroorzaken. Meer informatie over ontluchting en ontgassen van verwarmingssystemen wordt behandeld in de VDI 4708-2.

Vanwege het hogere rendement van verwarmingssystemen en het gebruik van groene verwarmings-technologieën is de temperatuur in verwarmingssystemen de afgelopen jaren aanzienlijk gedaald. Vooral bij het gebruik van een warmtepomp zijn stroomtemperaturen van 40°C en lager gangbaar. Deze lage temperaturen kunnen microbiologische groei in het systeem stimuleren, wat resulteert in de vorming van biofilms. Biofilms kunnen een negatieve invloed hebben op de warmteoverdracht, met een hoger energieverbruik tot gevolg. Bovendien kunnen zij leiden tot lokale corrosie, de zogenaamde microbiologische corrosie (MIC). U voorkomt microbiologische groei voornamelijk wanneer u het ‘voedsel’ van micro-organismen beperkt. Denk hierbij aan kunststof leidingen of sommige soorten corrosieremmers. Als de microbiologische groei al aanwezig is, adviseert Spirotech om biofilms te verwijderen door middel van desinfectering (biocide) in combinatie met een mechanische reiniging (lucht-waterspoelen).

De VDI 2035 geeft duidelijk aan dat drukbehoud een aanzienlijke invloed kan hebben op het corrosiegedrag in het verwarmingssysteem. Het op de juiste manier ontwerpen van het drukbehoud in een installatie waarborgt een overdruk in het gehele systeem en voorkomt ongecontroleerde zuurstofinname. Daarnaast voorkomt een correct ontworpen drukbehoudsysteem dat er regelmatig water wordt verloren via de veiligheidsklep. Hierdoor is het niet meer nodig om vers water met veel zuurstof bij te vullen. Meer informatie over drukbehoud wordt beschreven in de VDI 4708-1.

Volgens de VDI 2035 moet het gebruik van chemicaliën beperkt zijn tot gevallen waarin alle andere maatregelen niet succesvol waren. Het gebruik van chemicaliën vereist namelijk expertise, kennis en toereikende controle-instrumenten. Gebruik van te veel of te weinig chemicaliën kan namelijk meer goed dan kwaad doen. Er moet nagedacht worden over interacties met het gebruikte materiaal in de installatie en er moet rekening worden gehouden met wederzijdse afhankelijkheden van verschillende chemicaliën. Ook moeten regelmatige controles en vervolgactiviteiten gewaarborgd zijn. Bekende chemische behandelingen zijn hardheidsstabilisators, corrosieremmers, zuurstofspoelpompen, elektrochemische zuurstofbinding, alkalisatie en anti-vriesmiddelen.

Spirotech biedt een uitgebreid aanbod producten en services om aan de VDI 2035 te voldoen:

– SpiroCare: als toonaangevende expert in systeemwaterkwaliteit bieden Spirotech en ProLab een eenvoudig te gebruiken service voor waterbemonstering en analyse.

– SpiroPlus spoelmiddelen en additieven zijn bedoeld om het systeemwater en de installatie zelf in topconditie te brengen en te houden.

– SpiroExpand zorgt voor het automatisch bewaken en controleren van de druk.

– De SpiroPure vul- en navulsystemen gebruiken een speciale hars die niet alleen de resterende hardheid en opgeloste zouten uit het verwarmingswater verwijdert, maar ook de pH-waarde van het water stabiliseert.

– SpiroTop automatische snelontluchters verwijderen snel en effectief vrije lucht en zorgen voor een betrouwbare beluchting wanneer een installatie wordt afgetapt.

– SpiroTrap MB3/MBL/Magnet voorziet in een snelle en efficiënte (magnetische) vuilafscheiding en verwijdering, wat essentieel is voor kostenbeheersing en energiebesparing.

– SpiroVent microbellenluchtafscheiders verwijderen de microbellen en circulerende lucht die achterblijven door automatische ventilatieopeningen of na ontluchtingskleppen.

– De SpiroVent Superior is een volautomatische vacuümontgasser voor verwarmings-, koel- en procesinstallaties.

Over Spirotech

Spirotech maakt verwarmings- en koelsystemen efficiënter. Het familiebedrijf heeft meer dan 60 jaar ervaring in het ontwikkelen van oplossingen voor het verwijderen en voorkomen van ophopingen van lucht en vuil in verwarmings- en koelsystemen. De producten besparen energie, verhogen het comfort, voorkomen slijtage en maximaliseren de bedrijfsduur.