Fűtési rendszerek keringési betegségeinek megelőzése és gyógyítása

2014/1-2. lapszám | Arany Norbert |  12 180 |

Figylem! Ez a cikk 11 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A fűtővíz, mint az épületekben keringő hőszállító közeg és az emberi vérkeringés között meglepően sok hasonlóságot figyelhetünk meg. Mindkét rendszerre igaz: ha nem kezeljük a betegséget kiváltó okokat, akkor a pusztán gyógyszeres tüneti kezelés életveszélyes lehet. A cikkben bemutatjuk a fűtési rendszerben előforduló „betegségek” okainak kezelését, figyelembe véve a Németországban elismert műszaki előírásokat (VDI 2035) és az egyértelmű természetes folyamatokat.

Kezdjük is mindjárt a már említett analógiával. A vérnek a testünkben feladatai vannak, amely feladatok a fűtővíz keringésével kapcsolatban is felmerülnek:

• oxigént szállít,
• szén-dioxidot szállít,
• tápanyagokat, hormonokat, anyagcsere-termékeket és -hulladékokat szállít,
• fontos szerepet játszik a hőháztartásunkban – a keringéssel szabályozza a hőleadást bőrünkön keresztül.

A vér zárt rendszerben kering a testünkben – így mindig ugyanaz a vér áramlik át a keringési rendszerünkön. Ebből látható tehát, hogy az ember keringési rendszere egy vérellátó és vérelszállító rendszer, aminek a szív a központi szivattyúja és elosztóállomása. Ha probléma lép fel – sajnos elég gyakran –, kizárólag gyógyszeres kezeléshez folyamodunk, ahelyett, hogy a probléma okát tartósan és biztonságosan megszüntetnénk. Hasonlóságokat figyelhetünk meg a fűtési rendszerek esetében is. A vízkő és iszaplerakódások problémákhoz vezetnek. A vízkőlerakódásból és a korrózióból – amelyek a régebbi rendszereknél viszonylag kis problémát jelentenek – adódó problémák az új puffertárolós fűtési rendszereknél fokozottabban jelentkeznek (mivel a nagyobb víztérfogat több vízben oldott sót, azaz vízkövet tartalmaz). Az új, korszerű, magas hatékonyságú kondenzációs kazánok cseréjénél ezen problémák megelőzése érdekében még körültekintőbben kell eljárnunk, mivel sokkal érzékenyebbek, mint egy régi öntöttvas kazán. Nem ritka, hogy ennek köszönhetően az új kazán élettartama elfogadhatatlanul rövid időre csökken.

1. megjegyzés:

Az oxigén és a szén-dioxid a vérben szintén jelen vannak. A helyes pH-érték és a sótartalom létfontosságú. A vérünk pH-értéke 7,37 és 7,45 közötti. Minden anyagcsere-folyamat függ a pH-értéktől, és csak ebben az intervallumban optimális a lefutása (például a hemoglobin oxigénszállítása). A vérben a pH-érték szabályozásához a szén-dioxid (CO2) és a kötött bikarbonát (HCO3-) használható. Ez a karbonát-pufferelő rendszer a legfontosabb puffer, és a CO2-leadás (légzés) által gyorsan képes reagálni. Az ember hiperventillációjakor (a szükségesnél fokozottabb tüdőmozgás, szaporább és mélyebb légzés) a vér oxigéntartalma megemelkedik, és ez szén-dioxid-tartalomcsökkenést eredményez. Ilyenkor egy gyors elsősegélynyújtással a műanyag- vagy papírzacskóba történő ki- és belégzéssel visszaállítható a szén-dioxid-egyensúly, ami a pH-értéket is beszabályozza.

Alacsony sótartalmú fűtővíz esetén a pH-érték szintén egy természetes reakciónak köszönhetően beáll a megfelelő értékre. Azt, hogy milyen fontos a pH-érték a felhasznált fémek stabilitására nézve, az 1. ábra mutatja.

Amikor egy fűtési rendszert feltöltünk, a feltöltő víz érintkezésbe kerül a fűtőkörben lévő levegővel, és kiszorítja azt. Ez abban az esetben működik csak, ha a légtelenítő szerelvények nyitva vannak. Ez azt jelenti, hogy egy 1000 liter térfogatú rendszerben az elején 1 m³ levegő van, ami kb. 780 000 ml nitrogént, 210 000 ml oxigént, 9620 ml nemesgázt és 380 ml szén-dioxidot jelent. A gázok sűrűségét figyelembe véve ez kb. 967 000 mg nitrogénnek, kb. 298 000 mg oxigénnek és kb. 748 mg szén-dioxidnak felel meg.

A víz betöltésével egyidejűleg a levegő kiszorul a rendszerből. A megfelelő feltöltés levegőmentességet eredményez a legmagasabb üzemi hőmérsékleten. Ennek oka, hogy hőmérséklettől függően a gázok, illetve anyagok oldhatósága eltérő. Így 1 liter 10 °C-os telített vízben 11,1 mg oxigén, 17,5 mg nitrogén és 0,6 mg szén-dioxid található, míg 1 liter 70 °C-os telített vízben már csak 3,8 mg oxigén, 7,0 mg nitrogén és 0,3 mg szén-dioxid van jelen. Röviden ez azt jelenti, hogy amennyiben a fűtési rendszert a feltöltést követően a maximális üzemi hőmérsékletre felfűtjük, akkor ezzel a rendszert gáztalaníthatjuk; gázok csak kis mennyiségben maradnak a rendszerben. Ez nagyon fontos, ahogy azt a következőkben az oxigén, a nitrogén és a szén-dioxid jellemzéseiből látni is fogjuk.

2. megjegyzés:

Az NaHCO3 (mint ahogy az összes többi hidrogén-karbonát) 50 °C feletti hőmérsékleten bomlik, ezt a folyamatot a háziasszonyok is jól ismerik, hiszen az élesztő por formájában kerül forgalomba 1891 óta.

A szén-dioxid gáz természetes átalakulását hidrogén-karbonáttá és karbonáttá, illetve ezek pH-értékre gyakorolt hatását az úgynevezett Hagg-diagram mutatja. A fűtési rendszert telepítőknek arra kell ebből odafigyelniük: hogyha egy kemény vizet lágyítanak (Ca2+ és Mg2+ ionokat Na+ ionokra cserélnek), akkor a hidrogén-karbonátok bomlásával egyidejűleg a rejtett lúgosság megjelenik (a pH érték 2-4 hét múlva megemelkedik), emiatt magas pH-értékű lesz a fűtővíz. Így 3,3°nk karbonát-keménységből (100 mg/l NaHCO3) 63 mg/l szóda (Na2CO3) keletkezik. A szóda a pH-értéket 9 fölé emeli, ami már az alumíniumra korróziós veszélyt jelent!

Alacsony sótartalmú vizet kell előállítani fordított ozmózis membrános sótalanító berendezéssel vagy kevertágyas ioncserélő sótalanító patronnal, az így feltöltött fűtési rendszerben 2-4 hét után a fűtővíz pH-értéke a megfelelően alacsony értékre áll be. A szén-dioxidnak és reakciótermékeinek természetes, magától végbemenő folyamatai gondoskodnak erről. A VDI 2035 2. részében lévő előírásokat természetes módon be lehet tartani, ha alacsony sótartalmú vízzel töltjük fel a rendszert, és a beüzemelésre vonatkozó maximális üzemi hőmérsékleten a teljes légtelenítést elvégezzük. Magától értetődik, hogy ehhez szakszerű nyomástartásra is szükség van.

Lehetséges probléma: új kazán telepítése meglévő fűtési rendszerbe

Az újonnan beüzemelésre kerülő kazánok 80%-a egy már meglévő, régi fűtési körbe kerül beépítésre. A régi rendszerre való rákötés azonban az alábbi veszélyeket hozhatja magával:

• Az iszapot és korróziós termékeket ilyenkor belemoshatjuk az új kazánba.
• Azonosíthatatlan korróziós inhibitor van a meglévő rendszerben; a kis mennyiségű inhibitor jelentősen növeli a korrózió lehetőségét.
• A több inhibitor összekeverése nem összeegyeztethető az alumíniummal (a magas pH-érték miatt).

Megoldás: Alapos tisztítást kell elvégezni a régi rendszereken, ezzel megvédhető az új modern kazán és alkatrészei. A megfelelő szűrésen (60 µm, 5 µm és magnetit-leválasztó) kívül használhatunk fűtéstisztító berendezést, amivel bejuttatható és keringtethető a rendszerben a tisztító- diszpergálószer.

Inhibitorok

Az inhibitorok olyan adalékanyagok, amelyeket a fűtővízhez adagolunk kis mennyiségben, hogy azok meggátolják a korrózió kialakulását. Hatásmechanizmusuk alapján vannak lúgosító vegyszerek és passziváló adalékok. Analógia: elméletileg nevezhetjük őket „gyógyszernek” is. Lúgosító inhibitorok: megemelik a pH-értéket. A védőhatásuk kifejtéséhez szükség van kis mennyiségű oxigénre. Tipikusan lehetnek nártium-hidroxid-, ortofoszfát- és benzoát-tartalmúak.

Passziváló adalékok: oxidálószerként viselkednek, és lehetővé teszik, hogy aktív állapotú anyag passzív állapotba kerülhessen. Tipikusan a hatóanyaguk lehet kromát, nitrit és molibdát. A passzivátorok veszélyes inhibitornak minősülnek, ahhoz azonban, hogy ne lépjen fel jelentős korrózió, egy minimális koncentrációban jelen kell lenniük. Ha nincs megfelelő mennyiségű inhibitor, hogy a rendszer fémfelületeit megvédje, az lyukkorróziót fog okozni.

Ahhoz tehát, hogy az inhibitorok hatékonyak lehessenek, rendszerint szükség van tiszta fémfelületekre, amennyire csak lehetséges. Hiszen egy autótulajdonosnak sem jutna eszébe a megsérült fényezésre új lakkréteget felvinni. Mindenki tudja: hogy a fémet teljesen meg kell tisztítani (lehetőleg teljesen lecsiszolni) azért, hogy az új lakkréteg alatt a korrózió ne alakulhasson ki.

Az előírásszerű tisztítás és átmosás a gyakorlatban szinte soha nem kerül maradéktalanul elvégzésre. A nem megfelelő koncentrációjú inhibitor a repedésekben, illetve az iszaplerakódások vagy a rozsdaüledékek alatt pontkorrózióhoz vezethetnek. Ezenkívül nem szabad még azt sem elfelejteni, hogy az inhibitorral védett fémfelületeken nincs lehetőség az oxigén leadására (csökkentésére), így a fűtési körben magas oxigéntartalom alakulhat ki. Ez kritikus lehet abból a szempontból, hogy így elég sok oxigén áll rendelkezésre egy esetleges lokális korrózió kialakulásához. Ahogyan vannak gyógyszerek, amelyek függőséget okozhatnak, ehhez hasonlók a fűtési körben használt inhibitorok – az aluladagolásuk problémát okozhat.

„Gyógyszereket” a fűtési rendszerbe

A gyógyszerek is lehetnek mérgezők, például a májat károsíthatják. Ezért a használatuk, szedésük előtt meg kell kérdezni szakembert (gyógyszerészt), és csak az utasításainak betartásával alkalmazni azokat. Ugyanez érvényes a fűtési rendszer „gyógyszereire” is. A német előírások rendelkeznek többek között arról is, hogy vízkezeléssel kapcsolatos intézkedések, illetve a vízkezelésen való változtatások kizárólag hozzáértő vízkezelési szakember bevonásával végezhetők el. Mielőtt bármilyen adalékanyagot juttatnánk a rendszerbe, a szakember felméri, hogy milyen korábban beletöltött vegyszerek vannak már a rendszerben, és szükség van-e további adalékanyagokra. Ezeket a megállapításokat célszerű a fűtésüzemeltetési naplóban rögzíteni, továbbá ajánlott minden vegyszer beadagolást is egyértelműen feljegyezni.

A német előírásokban az is szerepel, hogy a vegyszerek túl- vagy aluladagolását el kell kerülni, mert ezek a korrózió kockázatát szintén megnövelik. Akkor is fennáll az aluladagolás veszélye, amikor csak ritkán juttatunk be a rendszerbe adalékanyagot, vagy amikor a későbbi rátöltésekkor kezeletlen pótvizet töltünk a rendszerbe. Ezeket az egyedi követelményeket különös figyelemmel be kell tartani, amikor egy új kazánt a meglévő rendszerbe építünk be. A szerelőnek meg kell vizsgálnia, hogy korábban került-e vegyszer a meglévő régi rendszerbe. Ha igen, akkor a rendszert megfelelően ki kell mosni. Nem ajánlatos több azonos funkciójú adalékanyag használata, így elkerülhetők az előre nem látható kémiai reakciók, illetve az egyes komponensek alul- vagy túladagolása. Összességében a vegyszerek használata, ahogy a gyógyszerek alkalmazása is, kizárólag szakember felügyelete és ajánlása mellett alkalmazható biztonsággal.

A töltővíz vezetőképességének ellenőrzése önmagában nem elegendő. Vannak ugyanis olyan kazángyártók, akik például 10 µS/cm alatti vezetőképességet írnak elő, azonban 10%-os kezeletlen pótvíz-rátöltést még tolerálnak. A vízminőségi előírások általában a fűtővíz-minőségre vonatkoznak, így a fűtővíz minőségét kell vizsgálnunk, és nem a töltővízét. Egy 40-50 µS/cm vezetőképességű víz pH-értékét nehéz mérni. A vegyészek az ilyen mérésekhez egy semleges sóoldatot használnak (kálciumklorid oldatot) speciális méréstechnikával. A stabil pH-érték csak a feltöltést követő néhány hét múlva áll be. Emiatt a fűtési rendszer időszakos ellenőrzésekor – ahogyan az orvosi rendelőbe is elmegyünk évente legalább egyszer a vérképünket megnézetni – szükséges a vízminőségre vonatkozó analízis elvégeztetése, és ha szükséges, a korrekciókat megtétele.

---