W budynkach jednorodzinnych coraz częściej stosuje się zmiękczanie wody użytkowej, tj. ciepłej i zimnej wody za pomocą stacji zmiękczania wody. Dzięki niemu chroniona jest instalacja oraz cała armatura sanitarna, czyli baterie oraz elementy grzejne w pralkach i zmywarkach. Ponadto zmniejszeniu ulega ilość środków chemicznych niezbędnych do utrzymania w czystości toalet, kabin prysznicowych czy też zlewów. Niewątpliwą zaletą zmiękczacza wody sanitarnej jest również brak „kamienia” w czajnikach. W przypadku kotłów dwufunkcyjnych grzejących wodę przepływowo znacznie redukuje się zjawisko zarastania wymiennika płytowego kamieniem, a w kotłach jednofunkcyjnych z zasobnikiem – na wężownicy zasobnika c.w.u., co znacząco wydłuża żywotność urządzeń oraz zapewnia bezawaryjne działanie. Tak wiele zalet decyduje o coraz większym zainteresowaniu stacjami zmiękczania. Jednak zmiękczanie wody niesie ze sobą również pewne negatywne konsekwencje…
W wodzie, która przepływa przez stację zmiękczania (dla wersji najbardziej popularnej zmiękczacza, tj. z żywicą jonowymienną – z zastosowaniem tzw. „tabletek soli”) jony wapnia Ca2+ i Magnezu Mg2+ zostają zastąpione jonami sodu Na+. Dla instalacji wody pitnej nie ma to większego znaczenia.
Wyjątek stanowi instalacja wykonana z miedzi, przy zmiękczaniu wody prawie do „zera”. W takiej sytuacji powstaje odczyn kwaśny wody, co prowadzi do korozji rur miedzianych, a cząstki miedzi dostają się do wody pitnej. Jej nadmiar w organizmie może spowodować działanie toksyczne.
Wykorzystanie zmiękczonej wody do napełniania i uzupełniania instalacji centralnego ogrzewania powoduje m.in. zwiększenie przewodności elektrycznej wody. Przewodność elektryczna czynnika grzewczego w instalacji jest ważnym parametrem, który decyduje o trwałości elementów instalacji.
Różne typy instalacji a zmiękczanie, czyli zwiększenie przewodności elektrycznej wody
Instalacja „starego typu” oparta na rurach i grzejnikach stalowych oraz na kotle gazowym
W takiej instalacji zwiększona przewodność elektryczna spowoduje przyspieszenie zjawiska elektrokorozji wszystkich elementów instalacji przyczyniając się do częstych awarii zarówno kotłów, jak i elementów instalacyjnych. Dawniej nie stosowano stacji zmiękczania w związku z tym instalacja centralnego ogrzewania była napełniana wodą wodociągową, której przewodność elektryczna kształtuje się w zakresie od 300 do ok. 550 µS/cm (niejednokrotnie zdarza się, że przekracza 1000 µS/cm). Jednak po jej zmiękczeniu przewodność może wzrosnąć o kilkadziesiąt procent, a po kilku miesiącach pracy jej wartość może przekraczać 1500 µS/cm, co znacząco przyspiesza proces elektrokorozji. Jest to szczególnie widoczne na połączeniach wymiennika kotła, który może być wykonany z np. ze stopu aluminium, gdzie ścianka przy połączeniu staje się coraz cieńsza, aż wreszcie następują wżery miejscowe. Wymiennik wówczas nadaje się do wymiany, co jest bardzo kosztowne (minimum 1500 zł, a w niektórych modelach kotłów nawet kilka tysięcy złotych).
Instalacja mieszana
Instalacje oparte na układach mieszanych, tj. na parterze podłogówka, na piętrze grzejniki, zatem w instalacji występuje zarówno rura wykonana z materiałów sztucznych, jak i grzejniki. Nadmienię tutaj, że grzejniki nie są emaliowane od środka, w związku z czym czynnik grzewczy ma bezpośredni kontakt ze stalową ścianką grzejnika. W tym przypadku zmiękczenie wody spowoduje podniesienie parametru przewodności elektrycznej, która następnie przyczyni się do powstania elektrokorozji w instalacji i w grzejnikach. Ponadto jeśli w instalacji znajdują się różne typy materiałów armatury, np. kształtki stalowe, ocynkowane, miedziane, mosiężne i inne, to ich różnica potencjałów elektrycznych w środowisku podwyższonej przewodności elektrycznej wody spowoduje powstanie korozji. Na przykład dla temperatury czynnika grzewczego powyżej 55°C warstwa ocynku zacznie się odspajać od rury i tym samym szybciej nastąpi korozja elementów instalacji. Jedynym elementem, na który nie będzie miała wpływu podniesiona wartość przewodności elektrycznej jest rura ogrzewania podłogowego, która jest wykonana z tworzywa sztucznego. Przeprowadzone pomiary wskazują, że zastosowanie zmiękczania wody do instalacji c.o. podniosło jej przewodność elektryczną z ok. 482 do 676 µS/cm (fot. 2, 3) dla wody wejściowej o twardości na poziomie 15 °dH i zmiękczonej do 7 stopni niemieckich (7 °dH). Po kilku miesiącach pracy instalacji przewodność elektryczna wzrosła do ok. 1100 µS/cm (fot. 4), co spowodowało zwiększenie prawdopodobieństwa powstania usterek w instalacji.
2 Przewodność elektryczna wody wodociągowej 
3 Przewodność elektryczna po zmiękczeniu 
4 Przewodność elektryczna po kilku miesiącach pracy
Instalacja z pompą ciepła i podłogówką
Najnowszy rodzaj instalacji oparty jest często na pompach ciepła oraz na ogrzewaniu podłogowym. W tego typu instalacjach jest stosunkowo mało powierzchni styku między wodą instalacyjną a „surowymi” materiałami. Największa powierzchnia styku to powierzchnie rur. Jednak są one wykonane z tworzyw sztucznych, więc podwyższony parametr przewodności elektrycznej nie powoduje ich degradacji. Niemniej jednak zastosowanie zmiękczonej wody w instalacji spowoduje zwiększenie przewodności elektrycznej, a przez to elementy kotłowni i źródła ciepła zaczną korodować, a w związku z tym w instalacji powstaną zanieczyszczenia, które mogą przyczynić się do awarii, np. zablokowania wirnika pompy, zablokowania wkładki zaworu trójdrogowego (fot. 5) oraz innych elementów ruchomych instalacji, przecieków na uszczelnieniu wkładek zaworów regulacyjnych rozdzielaczy z siłownikami.
Instalacja napełniona z własnego ujęcia wody
Kolejny rodzaj to instalacja napełniona z własnego ujęcia wody (z wysokim stężeniem różnych zanieczyszczeń), a następnie poddana zmiękczaniu.
W tym przypadku woda wejściowa ma wysoką przewodność elektryczną sięgającą niejednokrotnie ponad 1200 µS/cm (fot. 6), a poddanie jej dodatkowemu procesowi zmiękczania po pewnym czasie spowoduje podniesienie jej wartości do nawet 1900 µS/cm, co w konsekwencji doprowadzi do procesów korozji całej instalacji (fot. 7).
6 Przewodność elektryczna wody z własnego ujęcia przed zmiękczeniem 
7 Wartość przewodności elektrycznej w „instalacji napełnionej wodą z własnego ujęcia” po kilku tygodniach pracy 
8 Wartość przewodności elektrycznej po procesie zmiękczania, a następnie demineralizacji
Woda do instalacji c.o. koniecznie o odpowiednich parametrach
Opisane przykłady wskazują na ważny aspekt posiadania odpowiedniej wody do napełnienia i uzupełniania wody w systemach grzewczych. Opisany został tu tylko jeden parametr: przewodność elektryczna. Jej wysoka wartość przyczynia się do częstych usterek wymienników, pojawienia się elektrokorozji na złączkach, zaworach i innych elementach instalacji (fot. 9).
Ponieważ w domach jednorodzinnych to użytkownicy ponoszą koszty napraw, dlatego też skutkuje to tym, że dla „małych” instalacji nie ma ustalonych norm. Istnieją na rynku wytyczne PORT PC cz.5, w których możemy znaleźć pewne wskazówki. Dla wody o niskiej zawartości soli przewodność elektryczna w temperaturze 25 °C powinna być mniejsza niż 100 µS/cm, a dla wody z zawartością soli powinna wynosić od 100 do 1500 µS/cm [2]. Przykładowo jeden z producentów kotłów gazowych o mocy od 45 kW podaje wartość graniczną przewodności elektrycznej na poziomie 200 µS/cm (patrz tabela poniżej).
Opisany w powyższym artykule parametr przewodności elektrycznej jest jednym z wielu mających wpływ na bezawaryjną pracę instalacji. Jest to parametr, którego pomiar nie nastręcza trudności, a urządzenie pomiarowe (konduktometr) jest tanie i proste w obsłudze.
Istnieją sposoby, aby skutecznie zabezpieczyć się przed zbyt wysokim parametrem przewodności elektrycznej.
1) Po procesie zmiękczania, na głównym wejściu wody, do celów napełnienia instalacji c.o. należy zastosować demineralizację (patrz schemat poniżej) – nawet częściową, zmniejszająca przewodność elektryczną, np. do wartości poniżej 100 µS/cm;
2) zastosowanie wyrobów o jednakowym potencjale elektrycznym;
3) zastosowanie odpowiednich inhibitorów korozji, które spowodują odseparowanie czynnika grzewczego od powierzchni np. stalowych;
4) zastosowanie odpowiednich filtrów (najlepiej separatorów magnetycznych) wychwytujących jak najmniejsze cząstki (np. oczko filtrujące 300 µm) i systematyczne czyszczenie podczas przeglądów.
Źródła:
[1] – www.zmiekczanie.com.pl
[2] – „Wytyczne projektowania, wykonania i odbioru instalacji z pompami ciepła dotyczące zapobiegania szkodom w systemach grzewczych, w których nośnikiem ciepła jest woda”, część 4 i 5.
[3] – dane techniczne kotła serii Power Max marki Beretta
[4] – materiały techniczne firmy BWT