Sauerstoffkorrosion in Heizungsanlagen: Neues Verfahren zur O₂-Entfernung

Säuren, Salze und Sauerstoff sind das Problemverursacher-Trio beim Thema Korrosion in Heizungsanlagen. Säuren und ­Salze lassen sich durch die von der VDI-Richtlinie 2025 empfohlene Teilstromentsalzung ­reduzieren. Schwieriger war bislang der Umgang mit dem Sauerstoff. Ein neues Verfahren ermöglicht es hier laut Hersteller, den gelösten Sauerstoff mithilfe einer Sauerstoffzehrpatrone zu mehr als 99 % aus dem Heizungswasser zu entfernen.

Teilstromentsalzung als Mittel der Wahl

Die VDI-Richtlinie 2035 rät, nach einem Kesseltausch oder Einbau einer neuen Heizung im Gebäudebestand den Heizkreislauf zunächst mit Trinkwasser zu spülen und anschließend zu prüfen, ob die Füllwasserqualität den Anforderungen der Richtlinie entspricht. Ist dies nicht der Fall, sollte es entsprechend aufbereitet werden.

Hierfür empfiehlt die novellierte VDI-Richtlinie als Mittel der Wahl das Teilstromverfahren. So lässt sich das Systemwasser etwa mit dem mobilen Gerät Permaline des Herstellers Perma-Trade im laufenden Betrieb entmineralisieren und, wo erforderlich, im pH-Wert anpassen. Künftig bietet das Leon­berger Unternehmen auch eine einfache Möglichkeit, um Sauerstoff als Korrosionstreiber Nr. 1 in geschlossenen Systemen zu ent­fernen.

Diese drei Parameter sind zu beachten

Wenn es um das Thema Heizungswasser geht, muss die Chemie stimmen. Um Schäden durch Korrosion vorzubeugen und um einen langen, störungsfreien und energieeffizienten Anlagenbetrieb garantieren zu können, gilt es, die folgenden drei Parameter zu beachten:

• pH-Wert
• elektrische Leitfähigkeit
• Sauerstoffkonzentration

Eine niedrige Korrosionsgeschwindigkeit der verbauten metallischen Werkstoffe lässt sich in erster Linie dann erreichen, wenn sich das Kreislaufwasser im für das Metall idealen pH-Bereich, dem Passivitätsbereich, befindet. Zugleich wird vor allem bei Aluminiumlegierungen eine salzarme Fahrweise empfohlen, in der die elektrische Leitfähigkeit kleiner als 100 µS/cm ist.

Bei neuen Heizungsanlagen kann man von korrosionstechnisch geschlossenen Anlagen ausgehen, bei denen kein nennenswerter Zutritt von Sauerstoff erfolgen kann. Im Gebäudebestand jedoch, vor allem, wenn sich ältere Fußbodenheizungen als nicht mehr sauerstoffdiffusionsdicht herausstellen, wird der Sauerstoff durchaus zum Primärfaktor.

Sauerstoffkorrosion stoppen

Wesentliche Teile von Warmwasserheizanlagen bestehen in der Regel aus niedrig oder unlegierten Eisenwerkstoffen, sogenanntem Schwarzstahl. Dessen Korrosionsbeständigkeit beruht allerdings weniger auf einer typischen Werkstoffeigenschaft, sondern vielmehr auf der Abwesenheit von Sauerstoff oder anderen Oxidationsmitteln im Heizungswasser.

Schwarzstahl hat die Tendenz, sich in wässriger Umgebung bei Anwesenheit von Sauerstoff im Heizsystem aufzulösen. Die am Metall zurückbleibende Ladung (e-) wird in unmittelbarer Nähe zur Austrittstelle einem Oxidationsmittel – in der Regel im Wasser gelöstem Sauerstoff – angeboten, wobei sich Hydroxidionen gemäß ½ O₂ + H₂O + 2e- → 2 OH^- bilden.

Die Korrosionsrate bleibt vernachlässigbar gering, wenn der im Füllwasser vorhandene natürliche Sauerstoffgehalt durch Korrosionsprozesse verbraucht ist und kein nennenswerter Sauerstoffzutritt mehr erfolgt. Wird nun jedoch eine Anlage modernisiert oder wesentliche Komponenten ausgetauscht und die Anlage in dem Zuge mit Trinkwasser gespült, kann wieder Sauerstoff ins System gelangen.

Sauerstoff einfach herausfiltern

Ein innovatives physikalisch-chemisches Filterverfahren, das den im Wasser gelösten Sauerstoff direkt beim Hindurchströmen weitestgehend eliminiert, hat Perma-Trade mit der Sauerstoffzehrpatrone Oxred PT-OR entwickelt. Diese enthält eine sauerstoffzehrende Substanz auf einem Trägermaterial, die auch nach der Oxidation darauf verbleibt und so die Wasserqualität nicht nennenswert verändert. Auf diese Weise lässt sich gelöster Sauerstoff aus dem Füll- oder Umlaufwasser ganz einfach „herausfiltern“.

Fachhandwerker, die bei ihren Kunden eine Heizungsanlage neu befüllen, können künftig in einem Arbeitsschritt auch gleich den Sauerstoff aus dem System filtern lassen. Die Sauerstoffzehrpatrone wird dann einfach mit der Entmineralisierungseinheit Permasoft in Reihe geschaltet. So lassen sich mit wenig Aufwand und vergleichsweise geringen Zusatzkosten gleich alle drei Korrosionstreiber auf einmal unschädlich machen – und Heizungsbetreiber sind auf der sicheren Seite, was die Heizungswasserqualität anbelangt.

Mehr als 99 % Sauerstoffreduktion möglich

Wird eine Heizanlage mit kaltem Wasser über die Sauerstoffzehrpatrone neu befüllt, können dem Füllwasser temperaturabhängig direkt 80% bis 90% des vorhandenen Sauerstoffs entzogen werden. In der Folge werden sich damit logischerweise natürlich auch deutlich weniger Korrosionsprodukte bilden, die z. B. die Topmeter von Fußbodenheizungsverteilern belegen könnten.

Bei der Anwendung im Kreislaufbetrieb in Verbindung mit Temperaturen über 40°C kann die Patrone laut Hersteller den Sauerstoffgehalt sogar um mehr als 99% reduzieren. Die genauen Durchflussmengen lassen sich mittels eines elektronischen Wasserzählers erfassen. Die Kapazität einer Sauerstoffzehrpatrone bei einer Befüllung mit Trinkwasser beträgt ca. 8000 l.

Damit haben Fachhandwerker also eine praktische Möglichkeit, gelösten Sauerstoff aus dem Heizungswasser zu entfernen, ohne dass dafür die sonst üblichen Nachteile einer Dosierung von Sauerstoffbindemittel wie Aufsalzung oder eine mikrobiell beeinflusste Korrosion hingenommen werden müssten. Bei dieser führen aggressive Stoffwechselprodukte von Mikroorganismen zu einem korrosiven Angriff des Metalls.

Dieser Beitrag ist zuerst erschienen in SBZ 05/2021.