Die richtige Wahl gegen Kalk

Anlagen zur Behandlung von Trinkwasser kommen zum Einsatz, wenn durch die Wasserbeschaffenheit oder durch die verwendeten Rohrwerkstoffe Steinbildung oder Korrosion zu erwarten ist. Das wichtigste Krite­rium ist die jeweilige Wasserzusammensetzung im Zusammenhang mit dem verwendeten Rohrwerkstoff. Auch geht der Auswahl der geeigneten Methode zur Wasserbehandlung die Frage voraus, welche Anlagenteile zu schützen sind oder wofür das Wasser verwendet wird. Sollen zum Beispiel nur die Trinkwassererwärmungsanlage und die warmgehenden Trinkwasserleitungen vor Kalkablagerungen geschützt werden, kann bei geringerer Wasserhärte die Dosierung von Polyphosphaten zur Härtestabilisierung ausreichend sein. Abhängig von der Wasserbeschaffenheit kann zum Schutz von Geräten und Apparaten, die mit Trinkwasser kalt versorgt werden, der Einsatz einer Enthärtungsanlage empfehlenswert sein.

Ansonsten gilt das Minimierungsgebot gemäß Trinkwasserverordnung (TrinkwV) § 6 (3) sowie die Vorgabe der DIN 1988-200 12.1, wonach außer dem vorgeschriebenen mechanischen Filter keine weitere Behandlung des Trinkwassers erfolgen soll. Die wichtigsten Aufgaben für den Einsatz von Verfahren zur Trinkwasserbehandlung sind der Schutz vor Kalk und Korrosion. Die gängigsten Verfahren sind Enthärtung, Dosierung und Alternativer Kalkschutz.

Enthärtung nach dem Ionenaustauschverfahren

Gemäß der Definition in DIN EN 806-2 Abschnitt B.6 werden Enthärtungsanlagen nach dem Prinzip des Ionenaustauschs zur Reduzierung oder vollkommenen Entfernung der Wasserhärte eingesetzt, wenn das Wasser Steinbildung erwarten lässt. Das Ionenaustauschverfahren ist naturidentisch und seit Jahrzehnten bewährt. Bei diesem Verfahren werden Calcium- und Magnesiumionen gegen unbedenkliche Natriumionen getauscht. Das Rohwasser durchströmt eine mit Ionenaustauscherharz gefüllte Austauscherpatrone. Bei der Enthärtung werden alle Härtebildner entfernt, sodass aus dem Austauscher weiches Wasser austritt, das mit Natrium angereichert ist. Wasser mit 0°dH ist jedoch nicht zur Verwendung als Trinkwasser geeignet. Zu jeder Enthärtungsanlage gehört deshalb eine nachgeschaltete Verschneideeinrichtung. Über diese Armatur wird dem behandelten Wasser wieder ein Teil Rohwasser zugemischt. Die aktuelle Fassung der Trinkwasserverordnung schreibt hierfür keine Grenzwerte vor. Der Hersteller Grünbeck empfiehlt, die Resthärte in einem Bereich von 3 bis 6 °dH einzustellen.

Die Bestimmung der Anlagengröße richtet sich nach dem Nenndurchfluss, wobei nach DIN 1988-200 12.6.2 der Spitzendurchfluss kurzzeitig über dem Nenndurchfluss liegen kann. Derselbe Abschnitt dieser Norm gibt für die Auslegung einer Enthärtungsanlage eine maximale Austauschkapazität vor, die sich auf einen Tagesverbrauch von 80 l pro Person und die Enthärtung für das zu erwärmende Trinkwasser sowie Wasch- und Geschirrspülmaschinen bezieht. Der Grund für diese Begrenzung ist, dass längere Stillstandszeiten zur Verkeimung des Austauscherharzes führen können und deshalb das Volumen der Austauschereinheit möglichst gering sein soll.

Hygienische Anforderungen und Verbrauch

Ionenaustauscheranlagen werden mit Salz (Natriumchlorid) regeneriert, das in einem Salzbehälter lagert. Der Regenerationsvorgang dient in erster Linie dazu, dass an der Oberfläche des Austauscherharzes Calcium- und Magnesiumionen gegen Natriumionen getauscht werden. Gleichzeitig wird mit der Regeneration auch die Austauscherpatrone mit der Salzlösung gespült. Eine automatische Entkeimungseinrichtung sorgt bei Grünbeck-Enthärtungsanlagen dafür, dass während des Regenerationsvorgangs das Austauscherharz desinfiziert wird. Dazu wird mit einem elektrolytischen Vorgang bei der Zerlegung des Salzes in Natrium- und Chloridionen Chlor erzeugt.

Enthärtungsanlagen, die über ein DVGW-Zertifikat verfügen bzw. gemäß DIN EN 14743 und DIN 19636-100 ausgelegt sind, arbeiten mit einer Sparbesalzung. Dadurch wird beim Regenerationsvorgang nur so viel Strom, Wasser und Salz benötigt, wie für die Regeneration sowie für eine hygienische Spülung der Austauscherpatrone erforderlich ist. Bei Einzelanlagen ist auch die Dauer des Regenerationsvorgangs von Bedeutung, um die Betriebsunterbrechung so kurz wie möglich zu halten.

Anwendungsbereiche für Enthärtungsanlagen

Enthärtungsanlagen gibt es als Einzel- und Doppelanlagen. Bei Einzelanlagen wird beim Regenerationsvorgang die Trinkwasserversorgung zwar nicht unterbrochen, es steht währenddessen jedoch nur unbehandeltes (nicht enthärtetes) Wasser zur Verfügung. Doppelanlagen arbeiten mit zwei Austauscherflaschen im Pendelbetrieb und gewährleisten so eine durchgehende Versorgung mit enthärtetem Wasser.

Für große Objekte oder für industrielle Anwendungen ist bei der Auswahl einer Enthärtungsanlage auch der Druckverlust zu berücksichtigen. Steht zum Beispiel für ein mehrgeschossiges Gewerbeobjekt (z. B. Hotel) ein im Verhältnis schwacher Versorgungsdruck aus der öffentlichen Trinkwasserversorgung zur Verfügung, ist zu überprüfen, ob durch den Einsatz von Geräten zur Trinkwasser­behandlung (Druckverlust von Apparaten Δp_Ap) noch der geforderte Mindestfließdruck (p_min,FL) an den Entnahmestellen gewährleistet werden kann.

Gegen das Druckverlust-Problem konnte Grünbeck mit der Entwicklung der Dreifach-Enthärtungsanlage Delta-p eine Lösung finden, um die nachteiligen Druckverluste zu minimieren. Ein patentiertes Steuerventil bewirkt, dass bei minimalem Druckverlust eine unterbrechungsfreie Wasserversorgung gewährleistet ist. Die Auswahl der passenden Anlagengröße richtet sich einfach nach der vorhandenen Rohrleitungsdimension, wodurch eine aufwendige Dimensionierung erspart bleibt. Die Einstellung der gewünschten Resthärte übernimmt eine elektronisch geregelte Verschneideeinrichtung.

Alternativer Kalkschutz

Unter dem Begriff alternativer Kalkschutz ist das Verfahren der physikalischen Wasseraufbereitung zu verstehen. Im Vergleich zum chemischen Verfahren – der „klassischen“ Enthärtung – werden hierbei weder Stoffe ausgetauscht noch zugesetzt. Der physikalischen Wasseraufbereitung haftete lange Zeit zu Unrecht der Makel an, weitgehend unwirksam zu sein; zu dieser vorherrschenden Meinung hatten vor allem Produkte beigetragen, die auf Basis von Permanentmagneten arbeiteten und teilweise direkt im Endverbrauchermarkt angeboten wurden. Physikalischer Kalkschutz arbeitet nach dem Prinzip, durch eine minimale elektrische Spannung Kalkkristalle zu bilden.

Das Kalkschutzgerät Geno-K4 nutzt dazu den Effekt der Unterspannungsabscheidung. Im Gerät sind zwei Elektroden angeordnet, an denen sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung Kalkkristalle bilden. Die zur Kalkkristallbildung eingesetzte elektrische Kleinspannung liegt weit unter der Elektrolysespannung, sodass der Hersteller Grünbeck von einem „sanften elektrochemischen Verfahren“ spricht. Die Elektroden werden im Wechsel umgepolt, wodurch sich die Kalkkristalle wieder ablösen und als mikroskopisch kleine Impfkristalle mit dem Wasser über die Entnahmestellen ausgespült werden.

Anwendungsbereiche für alternativen Kalkschutz

Nach DIN 1988-200 12.7.2 ist der Einsatz von Kalkschutzgeräten zum Schutz von Bauteilen wie Wärmetauscherrohren, Ventilen, Rohrinnenwandungen und anderen wasserberührten Flächen vor Kalkablagerungen vorgesehen. Das DVGW-zertifizierte Kalkschutzgerät Geno-K4 wird zur Verringerung von Kalkablagerungen eingesetzt. Die Einsatzbereiche sind Ein- und Zweifamilienhäuser; für Wohnhäuser mit drei bis fünf Wohneinheiten ist eine aus zwei parallel verrohrten Standgeräten bestehende Doppelanlage verfügbar.

Härtestabilisierung durch Zugabe von Dosierwerkstoffen

Für den Kalkschutz wird das Verfahren der Dosierung eingesetzt, wenn die Wasserparameter zulassen, durch Härtestabilisierung den Kalk in Lösung zu halten. Die Steinbildung wird durch den Dosierwirkstoff Polyphosphat vermindert. Die Härtestabilisierung erfolgt nicht durch eine chemische Umsetzung, sondern durch die Ablagerung des Dosierwirkstoffs an der Oberfläche der Härtebildner. Die Polyphosphate lagern sich an den Kalkkristallen aus Calciumcarbonat ab und stören somit den Kristallaufbau. Die Kalkkristalle können dadurch mikroskopisch klein gehalten werden, bleiben im Wasser in Lösung und werden mit dem Trinkwasser ausgeschwemmt.

Die Bemessung des Dosiergerätes richtet sich nach dem Spitzendurchfluss sowie nach dem zu erwartenden monatlichen Wasserverbrauch. Bei Rohrwerkstoffen wie Kupferrohren und verzinkten Stahlrohren kann zusätzlich eine Dosierung zum Schutz vor Korrosion erforderlich sein. Mit einem Kombinationsprodukt aus Poly- und Orthophosphaten kann sowohl die Härtestabilisierung erzielt als auch Korrosion vermieden werden. Für die exakte mengenproportionale Zudosierung sorgt bei den von Grünbeck angebotenen Exados-Dosieranlagen ein integrierter Kontaktwasserzähler.

Wartung von Anlagen zur Behandlung von Trinkwasser

Für die durchzuführenden Wartungsarbeiten an Wasserbehandlungsgeräten ist die DIN EN 806 Teil 5 maßgebend. Diese sind im Anhang C „Inspektions- und Wartungsarbeiten zur Behandlung von Trinkwasser“ beschrieben. Für Enthärtungsanlagen verweist die Norm wiederum auf die DIN EN 14743:2005, die dafür in regelmäßigen Zeitabständen die Durchführung von Wasseranalysen vorgibt. Für Dosieranlagen gilt die Vorgabe, dass die Dosiermittelbehälter nach der Anweisung des jeweiligen Herstellers auszutauschen sind.

Darüber hinaus weist der Anhang C der DIN EN 806-5 allgemein darauf hin, dass bei Wartungsarbeiten an trinkwasserberührten Bauteilen und Flächen hygienische Aspekte zu beachten sind.

Fazit

Bei der Auswahl der geeigneten Maßnahmen zur Trinkwasserbehandlung müssen die Wasserbeschaffenheit, die verwendeten Rohrwerkstoffe und die vorgesehenen Betriebsbedingungen berücksichtigt werden. Darüber hinaus ist zu empfehlen, die Wünsche und Anforderungen des Kunden in die Auswahl mit einzubeziehen. Mögliche Fragen sind zum Beispiel: Sollen Kalkablagerungen in der Trinkwassererwärmungsanlage verhindert werden oder ist aus Komfortgründen weiches Wasser gewünscht? Sind in Gewerbeobjekten einzelne Bauteile und Geräte vor Kalk zu schützen oder soll der Schutz der gesamten Anlage gewährleistet werden? Anhand der Vorgaben und Antworten kann die Auswahl getroffen werden, ob Enthärtung, Alternativer Kalkschutz oder Dosierung die geeignete Maßnahme ist und ob die Trinkwasserbehandlung für Teile der Anlage oder für das gesamte System vorgesehen werden soll.

Lesen Sie hierzu auch das nachstehende Interview mit dem Leiter des Grünbeck-Forums Christian Zehetgruber.

Wolfgang Heinl schreibt als Fachjournalist für die SHK-Branche, 88239 Wangen, Telefon (0 75 22) 90 94 31, wolfgang.heinl@shk-pr.de

Immer am Ball bleiben ▪ Wasseraufbereitung ist ein komplexes Thema und die Technologien und Geräte, die in Gebäuden eingesetzt werden, sind erklärungsintensiv und erfordern Spezialwissen. Regelmäßige Schulungen helfen, Wissenslücken zu füllen. Christian Zehetgruber erläutert im Interview, worauf es hierbei ankommt und beantwortet Fragen zum Grünbeck-Fortbildungsprogramm.

SBZ: Herr Zehetgruber, die Konjunktur brummt und das SHK-Fachhandwerk ist derzeit mit der Bearbeitung der Kundenaufträge ausgelastet. Haben Ihre Handwerkskunden überhaupt noch Zeit, an ganztägigen Fortbildungen teilzunehmen und dafür auch noch weite Anfahrtswege in Kauf zu nehmen?

Zehetgruber: Tatsächlich hat derzeit ein großer Teil der SHK-Fachbetriebe einen Auftragsbestand, der historisch bisher einmalig sein dürfte. Zeit ist deshalb äußerst kostbar. Gerade aus diesem Grund ist es uns wichtig, dass die Wege für unsere Teilnehmer kurz sind. Grünbeck bietet die Fortbildungen deshalb nicht nur im Stammhaus in Höchstädt/Donau an; darüber hinaus stehen an 24 weiteren Standorten in Deutschland Fortbildungsangebote zur Verfügung. Und schließlich kann auch unser Außendienst direkt beim Kunden das Fachpersonal über Themen wie geltende Regelwerke oder Anwendungstechnik schulen.

SBZ: Wenn, wie Sie selbst erwähnen, das SHK-Handwerk derzeit alle Hände voll zu tun hat – können Sie überhaupt eine ausreichende Zahl an Teilnehmern für Ihre Fortbildungsangebote gewinnen?

Zehetgruber: Die Themen rund um die Wasseraufbereitungstechnik sind ja auch für Anlagenbetreiber, Immobilienverwaltungen, ebenso für die Gebäudetechnik-Verantwortlichen in Krankenhäusern oder Schulen und Altenheimen mindestens genauso von Bedeutung. Mit Blick auf die Konsequenzen aus der letzten Novellierung der Trinkwasserverordnung haben vor allem die Inhaber und Betreiber von gewerblich vermieteten Immobilien nach wie vor erheblichen Informationsbedarf. In diesen Gruppen sind vor allem auch die Entscheider vertreten, die letztlich das SHK-Handwerk mit entsprechenden Maßnahmen beauftragen.

SBZ: Nach dem Motto „Wissen macht stark“ bietet Grünbeck Fortbildungen im Bereich der Wasseraufbereitungstechnik an. Wo sehen Sie bei SHK-Fachhandwerkern, bei TGA-Fachplanern und bei den zuvor erwähnten Anlagenbetreibern vorwiegend den Bedarf an Fortbildungen?

Zehetgruber: Unsere Kernbotschaft lautet „Wasser verstehen“ – das setzt für Grünbeck eine ganzheitliche Sichtweise voraus und daraus ergibt sich der Ansatz, dieses vielschichtige Thema in einzelne Themenfelder zu gruppieren. Und dieser Ansatz liegt zunächst außerhalb der Wasseraufbereitungstechnik – angefangen von den neuen europäischen Normen über die praxisrelevanten Vorgaben der Trinkwasserverordnung. Darauf aufbauend spannen wir den Bogen hin zur Planung und Ausführung von Wasseraufbereitungsanlagen. Außerdem möchten wir mit den Fortbildungen im Grünbeck-Forum die SHK-Unternehmer darin unterstützen, dass ihre Monteure vor Ort beim Kunden noch zielgerichteter beraten und verkaufen können.

SBZ: Wie tief führen die Inhalte der Grünbeck-Fortbildungen bei technischen Themen und bei Themen wie Trinkwasserverordnung oder Heizungswasseraufbereitung?

Zehetgruber: Hierbei ist vor allem die Heizungswasseraufbereitung nach wie vor ein brandheißes Thema, auch vor dem Hintergrund der neuen EnEV 2014. Und dies nicht nur bei Neuinstallationen, denn gerade bei der Heizungsmodernisierung sollte unbedingt das Heizungswasser aufbereitet oder zumindest gecheckt werden. Dem Thema Heizungswasseraufbereitung wird dicht gefolgt von Fortbildungen zur Trinkwasserhy­giene nach VDI/DVGW 6023 oder zur ZVSHK-Fachkraft für Hygiene, die von den SHK-Landesverbänden in Kooperation mit Grünbeck angeboten werden. Darüber hinaus behandeln Fortbildungen auch die geltenden Regelwerke wie DIN EN 806, DIN EN 1717, die verschiedenen Teile der DIN 1988 sowie die DVGW-Arbeitsblätter W 551, W 553 und W 557. Das sind alles Themen, die von den jeweiligen Verantwortlichen eine Menge an aktuellem Wissen abverlangen, vor allem auch für die Umsetzung in der Praxis.

SBZ: Sie erwähnten zuvor den Aspekt des Verkaufens. Sollen Installateure bei Ihnen zu Verkaufsprofis geschult werden, um Hausbesitzern Enthärtungsanlagen zu verkaufen und damit den Absatz von Grünbeck-Produkten anzukurbeln? Und gehen diese Fortbildungen nicht doch im Endeffekt in Richtung Produktschulung?

Zehetgruber: Beim Thema Wasseraufbereitung geht es bei Weitem nicht nur um Dinge wie Filter und Enthärtungsanlagen. Aber erlauben Sie mir an dieser Stelle den Hinweis, dass diese Produkte für das SHK-Handwerk auch gute Umsatzbringer sind. Den damit erzielbaren Umsätzen geht das Verkaufen voraus, was bei Qualitätsprodukten gerade beim Thema Wasseraufbereitung eine sehr emotionale Angelegenheit ist. Der Kunde wünscht sich Wohn- und Lebensqualität. Innerhalb seiner eigenen vier Wände will der Kunde vor allem seine Freizeit genießen. Weiches Wasser und eine Badeinrichtung, die frei von Kalkablagerungen bleibt, sind hier deutliche Komfortfaktoren.

SBZ: Nochmal zurück zum allgemeinen Thema Wasseraufbereitungstechnik: Die Theorie über das Wasser und seine ­Eigenschaften ist ja letztlich doch ein recht trockenes Thema. Vermitteln Sie das Wissen, um „Wasser zu verstehen“, rein über Vortragsfolien oder ist für die Teilnehmer auch Praxis geboten?

Zehetgruber: Das Konzept des Grünbeck-Forums ist Praxisnähe. An den Versuchsständen im Forum gehen wir auf die verschiedenen Möglichkeiten der Aufbereitung ein. Die Teilnehmer erleben bei uns Technik zum Anfassen, sie montieren hier auch unter Praxisbedingungen Geräte und nehmen diese in Betrieb – und da kann es durchaus auch mal richtig nass werden! Und was die Vermittlung des theoretischen Wissens betrifft, verstehen wir uns als Dienstleister, der die Inhalte aufbereitet, auf das Wesentliche eindampft und vor allem leicht verständlich vermittelt. Wir sind uns bewusst, dass Normen, Richtlinien und Verordnungen eine sehr trockene Materie sind – und gerade deshalb freuen wir uns, wenn Kunden unsere Veranstaltungen besuchen und auch weiterempfehlen, weil eine Fortbildung im Grünbeck-Forum anschaulich und praxisnah ist.

SBZ: Vielen Dank für die interessanten Erläuterungen.