Die Wasseraufbereitung gemäß VDI 2035 ist selbstverständlich, um Heizungsanlagen vor Schäden zu schützen. Obwohl für Trinkwasserinstallationen nach DIN 1988-200 ebenfalls Härtegrade als Maßnahmen zum Schutz vor Kalk klar definiert sind, besteht in der Praxis oft noch massiver Handlungsbedarf.

Im Gewerk Heizung sind sowohl die VDI 2035 als auch spezifische Vorgaben von Herstellern für das Füll- und Ergänzungswasser richtungsweisend. Kalkschutz hat dabei hohe Bedeutung.

Bei der Bereitstellung von warmem und kaltem Trinkwasser gehört allerdings ein sicherer Kalkschutz demgegenüber nicht zu den Grundvoraussetzungen in der Anlagentechnik. Erstaunlich, denn das Abscheidepotenzial von Kalk im Trinkwasser ist um ein Vielfaches höher, als dies im Heizungskreislauf der Fall ist.

Anspruchsvolle Wohnbauprojekte aus Regensburg zeigen, dass es auch anders geht: Hier hatten Auftraggeber, planendes Ingenieurbüro und ausführender Installationsbetrieb von Anfang an ein klar definiertes Ziel: die technische Realisierung eines heizungsseitigen Klarwasser-Betriebs bei zugleich wirksamem Schutz der Trinkwasserinstallation vor Kalksteinbildung für einen Gebäudekomplex Candis Viertel mit 236 Wohneinheiten.

Schutz des Primär- und Sekundärkreislaufs

In der Ausschreibung waren sowohl der Schutz der heizungsseitigen als auch der trinkwasserseitigen Wärmetauscherflächen vorgesehen. Die Entfernung von Störfracht (Hämatit, Magnetit) im Heizungsmedium und Schutz der Trinkwasserinstallation vor Schäden durch Kalk in der geforderten Dimensionierung waren zwei durchaus anspruchsvolle technische Herausforderungen. Deshalb vertreiben wir schon jetzt mehr als 20 Jahre Kalkschutzverfahren mit Weichwasseranlagen.

Um unseren Kunden hierbei sicheren Schutz vor Kalk zu bieten, verbauen wir ausschließlich Weichwasseranlagen auf Basis von Ionenaustauscher. Weiches Wasser mit Härtestufe 1, fühlbar und messbar, liefern zuverlässig unsere Anlagen. Sicherlich liegt es nahe auf sogenannte Kalkschutzanlagen die „chemiefrei und ohne Salz“ arbeiten auszuweichen. Allerdings weder im Trinkwassertechnischen Bereich, noch im Heizungswasser, kann dies garantiert werden.

Um unseren Kunden eine langfristige Effizienz von Anlagentechnik und Trinkwasserinstallationen gewährleisten zu können, sehen wir es als unsere Pflicht, eine Weichwasseranlage zu empfehlen. Im Gebäudekomplex Candis Viertel sind seinerzeit zwei Weichwasseranlagen mit jeweils einer Nennleistung von maximal 20m³/h Wasser installiert worden.

SHK-Know-how für den Wohnbau: Härte-bildende Substanzen

18 °dH (oder sogar weit mehr) sind keine Seltenheit. Physikalisch-chemische Zusammenhänge vollziehen sich nicht willkürlich, sondern offenbaren Wirkungen, die in den letzten Jahren immer berechenbarer geworden sind. Weitestgehend geklärt ist inzwischen, wie Trinkwasser samt seiner Härte bildenden Anteile je nach Zusammensetzung reagiert. Und das sowohl im warmen wie auch kalten Trinkwasser.

Um das Risiko für Kalkschäden zu beurteilen, wird häufig nur die Wasserhärte als Bewertungsmaßstab herangezogen. In einer Wasseranalyse ist diese als Gesamthärte bezeichnet. Wie viele Härte bildende Substanzen tatsächlich als Kalk, also Calciumkarbonat (CaCO³), ausfallen können, hängt jedoch von vielen weiteren Faktoren wie zum Beispiel dem pH-Wert, der Säurekapazität, dem Verhältnis von Magnesium zu Calcium und vor allen Dingen von der Temperatur des erhitzten Wassers ab.

Für das Versorgungsgebiet im Regensburger Südosten mit einem Härtegrad von 17,0° dH ein Kalkabscheidepotential von 16,0 g/m³ berechnet, wenn das Wasser lediglich 15 °C erreicht. Wird es auf 60 °C erhitzt, steigt das Kalkabscheidepotenzial auf 57,0 g/m³ und erreicht bei 80 °C sogar einen Wert von 81,2 g/m³ – eine Steigerung um den Faktor 5,07.

Für ein Einfamilienhaus mit drei Bewohnern und einem Jahresverbrauch von gut 100 m³ können wir nach der VDI 3807 Blatt 3 von einem Warmwasseranteil von etwa 32% ausgehen, der auf 60 °C erhitzt werden muss. Wenn wir das theoretische Kalkabscheidepotenzial von 57,0 g/m³ zugrunde legen, so können im Extremfall bis zu 1,8 kg Kalk abgeschieden werden. Hiervon verbleiben 20 bis 50 % als Kalkablagerung am Wärmetauscher zurück, und mindern dessen Effizienz erheblich. Der Rest steigert auch das Risiko für Inkrustierungen in den Rohrleitungen, Pumpen und Regelventilen der Kalt- und Warmwasserinstallationen.

Besonders deutlich werden diese Zusammenhänge, wenn das jeweilige theoretische Kalkabscheidepotenzial bildlich dargestellt und zueinander ins Verhältnis gesetzt wird. Die Menge an Kalk, die einem Heizungswasserkreislauf mit fast 150 l Füllwasser vorschriftsmäßig entzogen wird, entspricht bei einer Heizwassertemperatur von 80 °C nur etwa einem Teelöffel. Das Ausfallrisiko auf der Trinkwasserseite ist 148 mal so hoch. Deshalb ist nicht nachvollziehbar, warum die Notwendigkeit von Kalkschutzmaßnahmen immer noch nicht selbstverständlich ist, obwohl die DIN 1988-200 relativ klare Empfehlungen ausspricht.

Beeindruckt bereits der Anteil möglicher Kalkabscheidungen im Trinkwassersystem eines Einfamilienhauses, vergrößert sich der Kalkberg um ein Vielfaches in Mehrfamilienhäusern und großen Anlagen des Geschosswohnungsbaus – wenn kein Kalkschutz erfolgt.

Trinkwasserhygiene und Energieeffizienz: Wird Soll-Temperatur erreicht?

Ein weiterer Aspekt sollte in der Haus- und Gebäudetechnik trinkwasserseitig nicht außer Acht gelassen werden: Dass nämlich mancher Wärmeüberträger durch Kalkablagerungen unter seiner ursprünglichen Leistungsfähigkeit bleibt. Die Folge: Die zur Vorbeugung gegen Legionellen notwendige Soll-Temperatur des Trinkwassers von mindestens 60 °C wird nicht erreicht. Hinzu kommt, dass die Anlageneffizienz zurückgeht, wenn es an Kalkschutz mangelt. Es muss mehr Energie aufgewendet werden, um den Nachteilen durch Kalkablagerungen an den wasserberührten Flächen entgegenzuwirken.

Simulationen an Plattenwärmetauschern zeigen, dass bereits wenige Zehntel mm Kalkschicht den Wirkungsgrad eines Plattenwärmetauschers schnell um bis zu 30 % vermindern.  Dieser Wirkzusammenhang hat wiederum unmittelbar Einfluss auf den gebäudebezogenen CO²-Ausstoß. Interessant dabei ist, dass die Warmwasserbereitung durch gezielten Effizienzerhalt des Wärmetauschers ein noch wenig beachtetes Sparpotenzial bietet. In der Diskussion über Kosten-Einsparmaßnahmen im Gebäudesektor findet dieser Aspekt im Gegensatz zu einem vermeintlich vertretbaren Absenken der Wassertemperatur kaum Beachtung.

Die Empfehlungen des Umweltbundesamtes und des deutschen Vereins der qualifizierten Sachverständigen für Trinkwasserhygiene (DVQST e. V.) zum Erhalt der Trinkwasserhygiene sind eindeutig: Energiesparen darf nicht zu Lasten der Gesundheit erfolgen. Bei Wassertemperaturen zwischen 25 und 50 °C besteht ein erhöhtes Risiko auf Vermehrung von Legionellen und weiteren krankheitserregenden Bakterien in der Trinkwasserinstallation. Wird also in der Trinkwassererwärmungsanlage die Temperatur niedriger als die in den Regelwerken vorgeschriebenen 60 °C im Vorlauf und 55 °C im Rücklauf eingestellt, so kann sich aufgrund der zwangsläufigen Auskühlung auf dem Weg zur Entnahmestelle und im zirkulierenden System die Temperatur auf unter 50 °C abkühlen.

Kalkschutz sollte auch trinkwasserseitig aus verschiedenen Gründen in der Immobilienwirtschaft keinesfalls vernachlässigt werden. Wirksamer Kalkschutz ist ein wesentlicher Baustein, um Trinkwasserinstallationen mit Warmwasserbereitern und Wärmetauschern energetisch bestmöglich zu betreiben. Technische Kalkschutzmaßnahmen wirken sich unmittelbar positiv auf die Betriebskosten aus. Kalkschutz in der Trinkwasserinstallation verlängert die Lebensdauer der Anlage sowie Wartungs- und Austauschzyklen. Damit liefert Kalkschutz einen beachtenswerten Beitrag zu aktuellen Nachhaltigkeitsbemühungen.