Vee mõju küttesüsteemile

Kütteseadmete paigaldamisel täidetakse süsteem tihti kraaniveega, mis ei vasta seadmete tootjate poolt ettenähtud nõuetele. Mõnel juhul toob see kaasa seadmete garantii kohese kehtetuks muutumise (nt mõnede soojuspumpade või katelde puhul), sest niisugune vesi avaldab süsteemi komponentidele hävitavat mõju.

Kasutatav soojuskandja peab vastama küttesüsteemides kasutatava vee tunnustatud kvaliteedistandarditele, näiteks Saksa Inseneride Assotsiatsiooni standardile VDI 2035. See standard määratleb tehnilised näitajad, mille täitmine aitab ennetada katlakivi teket ja korrosioonikahjusid küttesüsteemides, nimelt:

• elektrijuhtivus < 100 µS
• pH tase 8,2 kuni 10 *(alumiiniumi puhul 9,0)
• vee karedus 0,3 °dH
• hapnikusisaldus < 0,1 mg/l

Mida need mõisted tähendavad?

Vee elektrijuhtivus.
Elektrijuhtivus näitab erinevate soolade ja mineraalide (täpsemalt katioonide ja anioonide) sisaldust vees. Peamised vees sisalduvad katioonid on kaltsium (Ca²⁺), magneesium (Mg²⁺), naatrium (Na⁺) ja kaalium (K⁺). Peamised anioonid on kloriid (Cl⁻), sulfaat (SO₄²⁻), karbonaat (CO₃²⁻) ning vesinikkarbonaat (HCO₃⁻).

Suur lahustunud ainete kontsentratsioon tähendab vee kõrget elektrijuhtivust. Mida kõrgem on vee elektrijuhtivus, seda rohkem on vees vabu laetud elektrone, mis põhjustavad metallide oksüdeerumist ja elektrokeemilist (galvaanilist) korrosiooni. Elektrokeemiline korrosioon tekib siis, kui küttesüsteemides kasutatakse erinevaid metalle, mille soojuskandja kokku viib.

Aktiivsem metall (anood) loovutab elektrone passiivsele metallile (katoodile), mille tulemusena tekib nn rooste. Roostet esineb kahel kujul – magnetilise raud(II, III)oksiidi (Fe₃O₄), musta värvi lögana, mida nimetatakse magnetiidiks, ning mittemagnetilise pruuni värvi raud(III)oksiidina (Fe₂O₃). Rooste takistab soojaedastust, kiirendab ringluspumpade pöörlevate osade kulumist, viib rivist välja sulgearmatuuri ja põhjustab täppkorrosiooni teket. Vastavalt ajakirja Plumbing & Mechanical aruandele on suurem osa töötavate kütte- ja jahutussüsteemide riketest põhjustatud nimelt sellest.

Miks pehmendatud vesi ei sobi küttesüsteemis kasutamiseks?
Vee pehmenemine toimub ioonivahetuse protsessi kaudu, mille käigus vaiku läbivad kaltsiumi- ja magneesiumiioonid asendatakse naatriumioonidega.
Reaktsiooni valem: 2NaR + Ca(HCO₃)₂ ↔ CaR₂ + 2NaHCO₃, kus:
2NaR on kaks naatriumimolekuli, mis liiguvad vaigust vette.
CaR₂on üks diioonse kaltsiumi molekul, mis siirdub veest vaiku.

Protsessi tulemusena lisandub vette iga kaltsiumi ja magneesiumi ioonide eemaldatud grammi kohta kaks grammi naatriumiioone. Sellega kaasneb vee aluselisuse kerge tõus, samuti elektrijuhtivuse suurenemine (mõnikord kuni 20%).

Vee karedus.
Vee karedust põhjustavad vees lahustunud kaltsiumi (Ca) ja magneesiumi (Mg) soolad. Kareda vee kuumutamine üle 35°C toob kaasa katlakivi tekke küttesüsteemi sisepindadel. Katlakivi on karbonaatidest (põhiliselt kaltsiumkarbonaadist CaCO₃ ja magneesiumkarbonaadist MgCO₃) koosnev kõva ja raskesti eemaldatav sade, mis vähendab torude siseläbimõõtu ning takistab vee voolu. Kui see soojusvahetile ladestub, väheneb soojusülekanne küttevette. Briti Veeassotsiatsiooni uuringute andmetel toob 1,6 mm paksune katlakivikiht kaasa soojusülekande halvenemise ligi 12% võrra. Selle tagajärjel peab süsteem töötama kõrgemal temperatuuril, et saavutada soovitud tulemusi, mis suurendab energiakulu.

Vee karedust mõõdetakse:
• milligramm-ekvivalentides 1 liitri vee kohta, 1 mg-ekv vastab 20,04 mg Ca või 12,16 mg Mg sisaldusele 1 liitris vees, või
• kraadides °dH (1º = 17,5 mg CaCO₃/l vees). Alla 4° vesi on väga pehme, 4-8° pehme, 8-12° keskmise karedusega, 12-20° mõõdukalt kare.

Mida tähendab vee pH?
Vee pH näitab, kas vesi on happeline (pH alla 7) või aluseline (pH üle 7). Madal või kõrge pH tase on ohtlik, sest põhjustab samuti kahjulikke keemilisi reaktsioone.

Happeline vesi söövitab metalle, kuna sisaldab palju vesinikuioone (H⁺). Need vesinikuioonid reageerivad metallidega, kutsudes esile korrosiooniprotsesse ning metalli lahustumist vees.

Aluseline vesi on rikas hüdroksiidiioonide (OH⁻) ja sageli ka lahustunud mineraalide, näiteks kaltsiumi (Ca) ja magneesiumi (Mg) ioonide poolest. Need ioonid reageerivad omavahel ja moodustavad raskesti lahustuvaid ühendeid, mida nimetatakse katlakiviks. Selle üheks näiteks on kaltsiumkarbonaat (CaCO₃), mis sadestub torude ja seadmete sisepindadele, takistades voolu ning soojusülekannet.

Mis on hapnikukorrosioon?
Hapnikukorrosioon on metallide oksüdeerumine hapniku toimel.
Reaktsiooni valem: Fe +O2 → FeO + Fe₂O₃ + Fe₃O₄, kus:
FeO on raud(II)oksiid, musta värvi ühend.
Fe2O3 – raud(III)oksiid, pruuni värvi ühend.
Fe3O4 – raud(II, III)oksiid, musta värvi ühend.
Korrosiooni tekke kiirust mõjutab hapnikusisaldus küttevees.

Mida teha, kui tundub, et küttesüsteem ei tööta korralikult?

Esmalt on vaja tuvastada põhjus, mis on võrreldav sellega, kuidas arst paneb diagnoosi patsiendi analüüside põhjal.

Nõutav on veeanalüüsi läbiviimine ülaltoodud näitajate alusel, kasutades vastavaid mõõtevahendeid. Veeproovi võtmisel tuleb järgida kehtestatud proovivõtunõudeid. Veeanalüüsi andmeleht peab sisaldama andmeid ettevõtte ja proovivõtja kohta, proovi kirjeldust ning võtmise ajal saadud näitajaid.

Saksa veetöötlustoodete valmistaja UWS (kuulub Aalberts HFC grupile) pakub veeanalüüsi komplekti PROFI, mis vastab täielikult VDI 2035 eeskirjadele. Lisaks vajalikele mõõtevahenditele sisaldab see üksikasjalikku juhendit ning veeanalüüsi andmelehte.

Analüüsi tulemustest sõltuvalt võib vajalikuks osutuda:

• Küttesüsteemi läbipesu, mis toimub spetsiaalsete läbipesuseadmete abil. Selle tulemusena eemaldakse süsteemi torustikust setted, mustus ja rooste. UWSi tootevalik hõlmab rangetele kvaliteedinõuetele vastavaid seadmeid küttetorustiku läbipesuks (Filtra Advanced) ja vee töötlemiseks (Profiline № 2). Neid kaasaskantavaid masinaid saab kasutada nii eramajades kui ka kõrghoonetes (töörõhk 6 baari).

• Kasutuskõlbmatute komponentide väljavahetamine, kui remont ei ole enam otstarbekas. Mõnikord võib remondikulu ulatuda 25-50%-ni kogu süsteemi maksumusest.

• Magnetfiltri ja õhueraldaja paigaldamine magnetiidi, mustuse ja hapniku kõrvaldamiseks ringlevast kütteveest. Siin aitavad hästi tuntud Flamco Xstream sarja mustuseseparaatorid ja Flexvent õhueraldajad, mis on end aastate jooksul suurepäraselt tõestanud nii ehitajate, katelde ja soojuspumpade tootjate kui ka lõpptarbijate seas.

• Täitmine demineraliseeritud veega, mille käigus eemaldatakse veest kõik soolad ja mineraalid. Selleks kasutatakse filterseadmeid nagu demineraliseerimisfilter UWS Heaty Home, mis on täidetud vaigugraanulitega (katioonide ja anioonide segu). Vaik asendab vees lahustunud soola- ja mineraaliioonid vesinikuioonide (H⁺) ning hüdroksiidioonidega (OH⁻). Tulemuseks on VDI 2035 nõuetele vastav vesi (elektrijuhtivus <100 µS; pH 8,2 kuni 10*; karedus <0,3 °dH). Täitefilter Heaty Home sobib kasutamiseks ka statsionaarse filtrina süsteemi täiendavaks täitmiseks demineraliseeritud veega (sõltuvalt filtri mahust 112- 450 l).

• Seadmete seadistamine uute parameetrite järgi.

Nende lihtsate nõuete täitmine parandab kogu süsteemi energiatõhusust, vähendab kulusid ja pikendab tööiga. Küttesüsteemi investeerides ärge unustage küttevee kvaliteeti, siis saavad kõik püstitatud eesmärgid teoks.