Jaką wodę stosować w instalacjach grzewczych – studia przypadków

„Wytyczne PORT PC cz. 4 i 5 (VDI 2035 cz. 1 i 2) Wytyczne projektowania, wykonania i odbioru instalacji z pompami ciepła dotyczące zapobiegania szkodom w systemach grzewczych, w których nośnikiem ciepła jest woda.”

Nowe wytyczne PORT PC cz. 4 i 5, które zostały wydane jesienią 2015 roku, opierają się w całości na niemieckich wytycznych VDI 2035 cz. 1 i 2. Wytyczne VDI 2035 są powszechnie uznawane jako jedne z najlepiej dopracowanych wytycznych branżowych w zakresie wody jako nośnika ciepła. Również wg oceny autora artykułu są to najlepiej i jak najbardziej praktycznie przygotowane standardy dotyczące jakości wody grzewczej i kotłowej z ogólnie dostępnych opracowań. Dotyczy to zarówno instalacji grzewczych centralnego ogrzewania wodnego, jak i instalacji ciepłej wody użytkowej.

Aby zobrazować znaczenie wytycznych, warto przybliżyć kilka przykładów zastosowań w systemach centralnego ogrzewania, które wymagają szczególnej uwagi.

  • Niejednoznaczne zapisy w instrukcjach instalacji urządzeń

W instrukcjach instalacji i materiałach projektowych większości europejskich producentów do urządzeń i elementów instalacji grzewczych występuje odwołanie się do wytycznych VDI 2035 cz. 1 i cz. 2. Dotyczy to m. in. producentów europejskich pomp obiegowych, przeponowych naczyń wzbiorczych, armatury i zaworów termostatycznych. Spełnienie tych wymagań jest często podstawowym warunkiem do uzyskania świadczeń gwarancyjnych i pozwala skutecznie chronić interesy klientów końcowych. Należy jednak stwierdzić, że oprócz częstych odwołań do wytycznych VDI 2035 cz. 1 i 2 brakuje bardziej szczegółowych  informacji na ich temat. A co najważniejsze do tej pory brakowało samych wytycznych w języku polskim.

Wykonanie pomiarów twardości ogólnej wody, przewodności elektrycznej oraz wartości pH to stosunkowo proste i mało czasochłonne czynności. Ogólnie dostępne są testery (np. hurtowniach, firmach specjalistycznych, a nawet w sklepach akwarystycznych) i co ważne nie są one kosztowne.
Aby uniknąć szkód spowodowanych osadzaniem się kamienia kotłowego w przypadku pojemności do 20 l/kW mocy pojedynczego urządzenia grzewczego, należy przyjąć następujące wartości z tabeli 1 dotyczące wody napełniającej i uzupełniającej:

W zdecydowanej większości kotłów wiszących pojemność wodna jest poniżej 0,3 l/kW, co oznacza konieczność zapewnienia wody o twardości ogólnej powyżej 16,8 on.

Oprócz kontroli twardości ogólnej wody grzewczej istotne są również takie parametry, jak: przewodność elektryczna, wygląd, wartość pH, które należy skontrolować w przypadku wszystkich instalacji grzewczych (tabela 2).

W przypadku uzyskania nieprawidłowych wartości instalator powinien zaproponować klientowi odpowiednie rozwiązanie. Jeśli nastąpiła odmowa zaproponowanych rozwiązań, należy ten fakt zaprotokołować i poprosić o podpisanie się klienta pod oświadczeniem, że został powiadomiony o negatywnych skutkach złej jakości wody grzejnej i proponowanych rozwiązaniach.
We wszystkich instalacjach, w których przygotowuje się wodę do napełniania i uzupełniania lub wodę grzewczą, należy przynajmniej jeden raz w roku zmierzyć przewodność elektryczną i wartość pH wg wskazań producenta, a wyniki pomiarów odnotować w książce instalacji (wytyczne proponują konkretne wzór książki instalacji).

  • Wymienniki aluminiowo-krzemowe w gazowych kotłach kondensacyjnych

Obowiązujący od 26 września 2015 r. zakaz produkcji kotłów atmosferycznych i z zamkniętą komorą spalania spowoduje szybki rozwój rynku kotłów kondensacyjnych. Ważną rolę w rynku, szczególnie w segmencie tańszych urządzeń będą odgrywać kotły z wymiennikiem aluminiowo-krzemowym.
W przypadku zastosowania wymienników aluminiowych lub elementów instalacji z aluminium następuje mocne zawężenie zakresu pH wody do przedziału 8,2-8,5, a w przypadku wybranych stopów aluminium zakres pH wynosi 8,2-9,0. W przypadku producentów wymienników aluminiowo-krzemowych w instrukcjach instalacji i w innej dokumentacji ruchowej często podawana jest własna wartość dopuszczanego przedziału pH.

W przypadku stosowania aluminium, przy wartości pH > 8.5 może dochodzić w warunkach całkowitego braku tlenu i w warunkach ciągłego narastania ilości wodoru do powstania  glinianów [Al(OH)4].
Gliniany będąc rozpuszczalne w wodzie, nie tworzą wtedy warstwy ochronnej na wymienniku ciepła. Wskutek podwyższonej wartości pH korozja aluminium przebiega wtedy w bardzo przyśpieszony sposób. W przeciwieństwie do czystego aluminium, w wybranych stopach aluminium można dopuścić wartości pH wody powyżej 8.5, stosownie do przepisów producenta (np. w przypadku stopu AlSi10Mg, wartość pH ≤ 9,0).

  • Układy kaskadowe urządzeń grzewczych

Podawany w tabeli nr 1 wskaźnik pojemności na moc kotła dotyczył pojedynczych urządzeń grzewczych (np. gazowych kotłów wodnych) i pojemności do 20 litrów na moc kotła. W przypadku większych pojemności instalacji oraz kaskady urządzeń grzewczych obowiązuje tabela 3.

Dla przykładu przy pojemności jednostkowej instalacji np. 15 l/kW i łącznej mocy kotłów 240 kW (pojemność 3600 litrów zładu wodnego) oraz przy zastosowaniu 2 kotłów w kaskadzie oznacza to, że pojemność instalacji na moc pojedynczego kotła w kaskadzie wynosi 30 l/kW. W tej sytuacji wymagana maks. twardość ogólna wody powinna wynosi < 0,11on (kolor zielony w tabeli 3)! Oznacza to konieczność zastosowania wody zdemineralizowanej zarówno jako wody obiegowej, jak i uzupełniającej.

  • Zbyt duża pojemność zładu wodnego (bufory wody grzewczej)

Niemieckie wytyczne dotyczące jakości wody grzewczej VDI 2035 cz. 1 określają stosunkowo ostre wymogi dotyczące twardości ogólnej, również dla kotłów o mocy < 50 kW.
W przypadku pojemności instalacji powyżej 20 litrów na kW (ale mniej niż 50 l/kW) mocy, wartość graniczna twardości ogólnej wynosi 11,2on.
W przypadku zastosowania stosunkowo dużego buforu wody grzewczej i łącznej jednostkowej pojemności o wartości przekraczającej 50 l/kW wymagane jest zastosowanie wody zdemineralizowanej (jako wody obiegowej i uzupełniającej).

  • Duża wymiana pojemności zładu w instalacji centralnego ogrzewania w trakcie użytkowania

Jeżeli w trakcie eksploatacji występuje konieczność dużego uzupełniania wody grzewczej (więcej niż 3-krotna pojemność zładu wodnego w trakcie użytkowania instalacji lub więcej niż ubytek 10% rocznie) należy zapewnić, aby uzdatniona woda była wodą zdemineralizowaną (<0,11 on). W tym zakresie od kilku lat występuje spór odnośnie twardości wody uzupełniającej. Niemieckie organizacje branżowe instalatorów uważały, że twardość wody uzupełniającej może wynosić tylko 3on. Niemiecka Organizacja Inżynierów VDI, wspierana przez producentów urządzeń i sprzętu grzewczego stoi jednak niezmiennie na swoim stanowisku.

Podane przykłady, nie wyczerpują nawet w niewielkim stopniu przykłady zagadnień, które poruszają wytyczne PORTPC cz. 4 i 5. (VDI 2035 cz. 1 i 2).
Biorąc pod uwagę rekomendacje udzielone przez Komitet Techniczny nr 316 PKN, stowarzyszenie SPIUG, wielu producentów urządzeń i systemów grzewczych warto potraktować wytyczne PORT PC cz. 4 i 5 jako obowiązkową pozycję w bibliotece projektanta czy instalatora instalacji grzewczych i ciepłej wody użytkowej. Wg opinii Komitetu Technicznego PKN wytyczne opublikowane przez Polską Organizację Rozwoju Technologii Pomp Ciepła (PORT PC) skutecznie wypełniają lukę w normalizacji.

 

Bezpłatna prenumerata