Kalkschutz:
Ein Solarthema



Verkalkt der Solarwärmetauscher, geht der Wirkungsgrad in die Knie. Abhilfe schaffen Kalkschutzgeräte, die der Handwerker beim Bau der Solaranlage gleich mit anbieten sollte.

Während der Kollektortyp auf jeden Fall und das Speicherkonzept vielleicht noch im Fokus des Kunden liegen, bleiben Ubertragungsverluste im Warmwassersolarspeicher meistens völlig unberücksichtigt. Doch bereits dünne Beläge (auch Biofilme) auf den Wärmetauscherelementen sorgen für deutliche Verluste beim Wärmeübergang. In Bild 2 ist der prozentuale Rückgang des Wärmeübertragungs-Koeffizienten durch unterschiedliche Ablagerungen gezeigt. Beim Erwärmen von Trinkwasser bestehen die Inkrustationen auf den Heizelementen hauptsächlich aus Kalk (CaC03). Bei stark sulfathaltigen Wässern, wie zum Beispiel im Würzburger Raum, finden sich auch Gipsanteile (CaSOJ.

Bereits bei einer nur 1 mm starken Kalkablagerung geht die Effizienz der Wärmeübertragung bereits um zehn Prozent zurück. Bei dickeren Belägen mit geringen Gipsanteilen werden schnell Ubertragungsverluste von 40 Prozent und mehr erreicht. Gar nicht selten kommt es vor, dass das Wärmetauscherelement nach längerer Betriebszeit tief im Kalkschlamm steckt und so nebenbei ein regelrechter Brutreaktor für Bakterien entsteht

Kalk kostet viel Energie

Für die Praxis bedeutet das eine wesentlich höhere Pumpenlaufzeit bis zum Erreichen der Zieltemperatur, da weniger Wärme pro Zeiteinheit übertragen wird. Noch störender ist aber, dass bei kurzer Sonnenscheindauer oder in den Monaten Mai und September das Wasser sich kaum noch über 50°C erwärmt. Der Heizkessel springt deshalb für die Nacherwärmung des Brauchwassers immer häufiger an.


Ursachen der Belagbildung

Wird kalkhaltiges Wasser erwärmt, so nimmt mit steigender Temperatur die Konzentration an Kohlensäure ab. Das so genannte KalkKohlensäure-Gleichgewicht verschiebt sich von der Seite des löslichen Kalks (Calciumhydrogencarbonat) auf die Seite des schwerlöslichen Kalks (Calciumcarbonat). Die Wassertemperatur, oder präziser die Oberflächentemperatur, gilt als Hauptfaktor für die Menge der gebildeten Beläge. Wasserzusammensetzung und Material spielen eine vergleichsweise geringe Rolle. Abbildung 3 zeigt die Zunahme der aufgewachsenen Menge an Calciumcarbonat mit steigender Temperatur. Man erkennt deutlich, wie ab 50°C die Belegung der Oberfläche drastisch zunimmt. Das Calciumcarbonat verwächst dabei in Form von Aragonit zu einer dichten Kruste. Bei 80 oe. wie in einem Solarspeicher nicht unüblich, bildet sich im Vergleich zur Temperaturbegrenzung auf 50°C im gleichen Zeitraum die sechsfache Menge an aufgewachsenem Calciumcarbonat. Der Boiler verkalkt also beim Betrieb mit einer Solaranlage mit der mehrfachen Geschwindigkeit.

Fazit

Soll in einem Gebiet mit mittel hartem Wasser (Härte über 10 Cd) ein Solarspeicher dauerhaft und effizient betrieben werden, so kommt der Kunde an einer Wasserbehandlungsanlage zur Kalksteinverminderung eigentlich nicht vorbei, Mit dauermagnetischen PWG kann stromlos und wartungsfrei die Standzeit des Solarspeichers merklich erhöht werden. Chemiefreie Behandlungsgeräte mit erfolgreicher W512-Prüfung ermöglichen sogar einen langjährig effizienten Betrieb der Solaranlage in einem Hartwassergebiet -ohne wirksamkeitsmindernde Belagbildung auf den Heizelementen, wenn das Gerät nicht im oberen Durchsatzbereich betrieben wird.
Mit der richtigen Wasserbehandlung kann der Installateur die Freude des Kunden an der solaren Brauchwassererwärmung dauerhaft erhalten .




(Quelle:www.haustechnik-birnbacher.de/html/solar.html)