Problemy podgrzewania wody użytkowej – jakie pH i LSI?

W grudniowym numerze InstalReportera zamieszczone zostały artykuły omawiające zagadnienia związane z parametrami wody głównie grzewczej. W firmie Hewalex mającej w swojej ofercie kolektory słoneczne i pompy ciepła, również zauważamy wpływ jakości wody na pracę i żywotność urządzeń oraz całych instalacji.
Z naszych obserwacji wynika jednak, że największe problemy występują w przypadku ogrzewania wody użytkowej, w tych układach bowiem występuje wyższa temperatura niż w instalacjach c.o. oraz woda jest także dość często „wymieniana”.

Bardzo dobrym parametrem określającym wodę jaką mamy w naszej instalacji jest współczynnik równowagowy wody LSI (Langelier Saturation Index).

Jest to najczęściej stosowany wskaźnik potencjału zakamieniania wody, a  dokładnie indeks równowagi. Opiera się on na termodynamicznej tendencji tworzenia kamienia węglanowego.

LSI ukazuje tendencję do tworzenia i wzrostu zakamieniania wraz ze zmianami pH wody.

• LSI <0: zauważa się właściwości korozyjne wody,
• LSI >0: może tworzyć się kamień (wytrącanie CaCO₃).

W warunkach gwarancji producenta najczęściej podawane są przedziały dozwolonego LSI pomiędzy -1 a 0,4. Wynika z tego, że nie zawsze zupełnie zdemiralizowana woda jest najlepsza w instalacji, ponieważ niewielka warstwa kamienia węglanowego wpływa ochronnie np. na zbiornik wody (to tak jakby stworzyć dodatkową warstwę emalii w zbiorniku).

Jak obliczyć LSI dla naszej wody?
LSI określa się wzorem LSI = pH – pHs,
gdzie:
pH – jest to zmierzona wartość pH wody,
pHs – jest to pH dla stanu nasycenia wody węglanem wapnia CaCO₃, zgodnie z wzorem

pHS = 9,3 + A + B – C – D,
A = 0,1 * (log10 [TDS] – 1);
B = -13,12 * log10 (ºC + 273) + 34,55;
C = log10 (Ca2+ jako CaCO₃) – 0,4;
D = log10 (alkaliczność jako CaCO₃)

Czy zawsze najmniejsza twardość wody jest dobra?

Na poniższej grafice widać, że nie jest to poprawne stwierdzenie. Pokazane są tu wyniki badań w istniejącej instalacji pompy ciepła w domu jednorodzinnym z zastosowanym zmiękczaczem bez regulacji.
Dla operujących stopniami niemieckimi: ilość mg/l Ca2+ jako CaCo3 dzielimy przez 17,8.

Wnioski:

–  jeśli pH niższe jest niż 7, zmiękczanie wody musi być dokonywane ostrożnie. Niskie pH przyspiesza zjawisko korozji dla miedzi i żelaza;
–  jeśli woda nie jest zbyt twarda (twardość poniżej 120 mg/L CaCO₃, tj. 6,74 st. niemieckich), zmiękczanie nie jest potrzebne;
–  należy unikać zmiękczania wody do bardzo niskich wartości (przyspieszona korozja miedzi i żelaza).

Odpowiedzi udzielił:
Szymon Piwowarczyk
Inżynier ds. pomp ciepła HEWALEX