EcoFacts V11-105

EcoFacts
V11-105
Waterbehandeling in koud watersystemen en laag-temperatuur
verwarmingssystemen - kunststof leidingsystemen
Bij de toepassing van warmtepompsystemen worden, afhankelijk van de temperatuur van het voorhanden
0
0
bronwater, over het algemeen watertemperaturen van ca 10 tot 25 C toegepast. Vanwege de lage temperaturen
wordt het water vaak getransporteerd door kunststof leidingwerk. In de technische ruimte staan de circulatiepompen
van RVS en gietstaal opgesteld en de warmtewisselaar(s), meestal RVS platenwisselaars, die de warmte/koude
uitwisselen met bronwater. Verdeelstukken zijn meestal van staal met koperen/messing appendages. Het kunststof
distributienet voert het water naar de aangesloten woningen waarin individuele warmtepompinstallaties zijn
geplaatst. De waterinvoer vanuit het distributienet naar de warmtepompen wordt veelal geregeld met een solenoïd
klep via een klein zeeffilter en daarna wordt het via een vacuüm gesoldeerde warmtewisselaar naar de retour
gevoerd. Het betreft kostbare infrastructuur, welke meestal wordt afgeschreven over 30 of 50 jaar.
Grootte van de installatie
Er wordt onderscheid gemaakt tussen kleine systemen met
een geringe waterinhoud tot ca. 5000 liter en grotere
systemen. Bij systemen met een grote waterinhoud zijn de
totaalvolumes van bijv. kalk en vrije zuurstof veel groter en
kunnen daardoor lokaal flinke schade veroorzaken.
Een huisinstallatie met een inhoud van ca. 100 ltr dat wordt
0
afgevuld met drinkwater van 10 dH bevat ca. 15 gram
afzettende kalk en 1 g vrije zuurstof. Bij een systeem van
100.000 ltr. wordt al gevuld met 15 kg afzettende kalk en 1 kg
zuurstof!
Richtlijnen KEMA waterkwaliteit
ijzerafdracht bij verschillende pH's/temperatuur
Voor dit soort gesloten circulerende systemen wordt, volgens
de richtlijnen voor stadsverwarmingssystemen van de KEMA,
gedemineraliseerd water als vul- en suppletiewater toegepast.
Het water wordt geconditioneerd op een pH-waarde van 9,0
tot 10. Deze richtlijn geeft tevens aan dat het systeemwater
moet worden ontgast.
De ideale pH voor een stalen, koperen, messing CV0
0
systeem (warm water 40 - 120 C) ligt tussen de 9,5 en
10,0.
In dat pH-gebied is staal, r.v.s en ook koper in staat een
goede passieve laag op te bouwen, hetgeen tot gevolg heeft
dat de corrosiesnelheid van beide materialen zo laag
mogelijk wordt. Bij iedere pH-eenheid verlaging neemt de
corrosiesnelheid op staal, afhankelijk van de resterende
waterkwaliteit, toe met een factor 10 tot 50. Bij koud0
0
watersystemen (5 – 40 C) wordt met hetzelfde doel een
pH-waarde van pH 9,0 tot pH 9,5 gehandhaafd.
koperafdracht vs pH
Avf Water – van Konijnenburgweg 84 – 4612 PL Bergen op Zoom - Tel +31 164 212835 Fax +31 164 212831
www.avfwater.nl - [email protected]
EcoFacts
V11-105
Bij opwarming zal een weinig van de vrije zuurstof uit het
water ontwijken en bij afkoeling weer wat opnemen. Omdat er
relatief kleine oppervlakken aan staal, koper en messing in het
systeem aanwezig zijn is de corrosiesnelheid op deze
materialen in dit soort systemen zeer hoog. De vrije zuurstof
in het totale volume aan water reageert niet met het kunststof
(kunststof ‘roest’ niet!), maar wel met de stalen, koperen en
messing onderdelen, die zich als een soort anode gaan
gedragen. Dit geldt overigens niet voor RVS onderdelen.
Over PE of HPDE leidingwerk
0
0
Water neemt bij 20 C ca. 10 mg/ltr. zuurstof op. Bij 105 C is
water volledig ontgast.
Kunststof leidingwerk is zuurstof diffuus (zuurstofdoorlatend).
In die zin zijn koud water distributienetten uitgevoerd met
kunststof leidingwerk dus niet helemaal ‘gesloten’.
Opgemerkt dient te worden dat tegenwoordig bij gebruik van
kunststof leidingen met een PEX (crosslinked Polyethyleen)
tussenlaag (Barrier) de diffusie wordt teruggebracht tot < 1 mg
O2/l water/dag bij 40 ºC volgens DIN 4726.
Kunststof is bovendien een “poreus” materiaal en heeft een
“ruw” oppervlak, in die zin, dat bacteriën zich daar gemakkelijk
kunnen hechten. In kunststof zitten o.a. weekmakers die
langzaam en in zeer geringe hoeveelheden uit het materiaal
ontwijken. Deze weekmakers bestaan o.a.
koolstofverbindingen die voor sommige bacteriën een
uitstekende voedingsstof zijn.
Vullen met gedemineraliseerd water?
Een van de belangrijkste oorzaken van storingen en
inwendige schade op wat langere termijn aan warm- en koud
water distributienetten is vervuiling.
Het ontstaan van vervuiling in gesloten circulerende waterige
systemen heeft verschillende oorzaken. De meest
voorkomende zijn o.a.:
Dit geld voor de gebruikte leidingen. Maar het systeem
bestaat uit meer dan leidingen: B.v. ontluchters zijn vaak een
grote bron voor zuurstofopname in het systeemwater. Ook
allerlei appendages en koppelingen kunnen bijdragen aan
zuurstofopname in het watersysteem
Door hardheid bevattend water, d.w.z. slibvorming door
uitval van opgeloste hardheidszouten, die ontstaan bij
lichte opwarming. Ook in koud water systemen die worden
gevuld met hard leidingwater ontstaat slib van calcium en
magnesium.
Door te lage pH-waarde, dat bevordert de aanmaak van
corrosieproducten (vooral magnetiet - Fe3O4 ) in het
systeem. Magnetiet is de eerste oxidevorm van ijzer en
staal. Het heeft vijf maal het volume van het oorspronkelijk
materiaal en veroorzaakt slibvorming en afzettingen. Het
magnetiet is een scherp kristal en maakt het circulerende
water abbrasief (slijpend) en veroorzaakt schade aan
waaiers, seals van pompen en zachte materialen, zoals
bijv. messing, koper en aluminium (erosie-corrosie). Ook
stalen bochten waar hoge stroomsnelheden zijn, slijten op
den duur uit. Magnetiet is sterk magnetisch en hecht zich in
de omgeving van magnetische velden, zoals
motorgedreven mengkleppen, bij motoren van
circulatiepompen en magneetkleppen.
Door een hoge elektrische geleidbaarheid van het water.
Opgeloste zouten (bijv. chloride, sulfaat, nitraat, calcium en
magnesium), verhogen de elektrische geleidbaarheid van
het water. Deze geleidbaarheid veroorzaakt vervolgens
corrosiepotentialen tussen water, als medium, in contact
Avf Water – van Konijnenburgweg 84 – 4612 PL Bergen op Zoom - Tel +31 164 212835 Fax +31 164 212831
www.avfwater.nl - [email protected]
EcoFacts
V11-105
met staal, koper, messing en RVS, waardoor het inwendige
corrosieproces wordt bevorderd en de corrosiesnelheid op
genoemde materialen wordt verhoogd.
Door nieuwbouwvervuiling bij recent in bedrijf genomen
systemen komt regelmatig de z.g. MIC (Microbiological
Induced Corrosion) voor. Deze wordt veroorzaakt tijdens
de aanleg door ingelopen zand, grond- en regenwater.
Grondwater is vaak nitraat- en sulfaathoudend en bevat
bacteriën
Door microbiologische activiteit. Deze ontstaat o.a. in- en
onder vervuiling, zoals slib van corrosieproducten en
neergeslagen hardheidszouten van in water opgeloste
zouten. (bijv. chloride, sulfaat, nitraat, calcium en
magnesium).Bacteriën zetten o.a. ijzer, sulfaat en nitraat
o.a. om naar resp. ijzersulfide en nitriet. Zwavelzuur en
salpeterzuur worden bij deze processen als bijproduct
aangemaakt. Veelal gaat dit gepaard met een zeer
volumineuze slibvorming of verslijming. Het systeemwater
verzuurd en de pH-waarde daalt onder de pH 6,5 en wordt
zeer agressief op metalen. Eiwitten worden omgezet naar
ammonia en ammoniak.
Bovenstaande in aanmerking genomen, zijn de voordelen van
gedemineraliseerd water als volgt:
Het bevat geen hardheid
Het bevat geen ongewenste zouten zoals nitraat en sulfaat
en chloride.
Het heeft geen elektrische geleidbaarheid
Het is bacteriënarm
Laag chemicaliënverbruik
conditionering van het circulerend koud water op een pH van
9,3 (tussen de pH 9,0 en pH 9,5), en deelstroomfiltratie
(fijnfiltratie met magneten en filterzakken om magnetiet en
overige vervuiling continu uit een circulerend systeem te
verwijderen), worden de meeste oorzaken van storingen en
schade op korte en lange termijn geëlimineerd.
Over bronwater.
Bronwater van meer dan 10 meter diep bevat geen vrije
zuurstof.
Bronwater bevat vrijwel altijd anaerobe bacteriën ( Bacteriën
die alleen kunnen bestaan in een zuurstofarm milieu)
Bronwater bevat vaak ongewenste opgeloste zouten, althans
ongewenst voor toepassing in installaties, zoals bijv.
tweewaardig ijzer, sulfaten, nitraten en hardheid
Reiniging
Toepassing van een deelstroomfilter, een gecombineerd
magneet-/zakkenfilter is noodzakelijk om deze
corrosieproducten en slib te verwijderen en het systeem
inwendig schoon te houden. Het filter wordt als unit geleverd
met circulatiepomp, drukverschilmeting en montagebeugel.
In combinatie met een pH-regelunit wordt het filter met
bypass op een skid geleverd.
dus
Het is schoon, puur H2O, optimale thermische
eigenschappen
Het kan geen slib en afzettingen vormen.
Het bevat geen voedingsstoffen voor bacteriën.
Het is isolerend i.p.v. geleidend en veroorzaakt mits goed
geconditioneerd, een lage corrosiesnelheid op staal, koper,
messing en RVS.
Waterbehandelingsproducten voor dosering op
gedemineraliseerd water in koud watersystemen
Nadeel
Door het in het demiwater gediffundeerde CO2 (opgelost
koolzuur) heeft het een lage pH-waarde (rond de pH 6,5) en is
aanvankelijk licht corrosief op staal, koper en messing. Deze
corrosiviteit wordt weggenomen door de pH-waarde te
verhogen met een weinig loog. Het opgeloste koolzuur wordt
daarmee uitgeneutraliseerd.
Met toepassing van gedemineraliseerd water als vul- en
suppletie water, in combinatie met nauwkeurige pH-
Voor gesloten circulerende koud watersystemen waarin de
combinatie van kunststof leidingwerk, stalen, roestvaststalen
en koperen-/messing appendages passen wij twee
verschillende producten toe:
Coolsoft PPA – voor pH-verhoging en buffering +
corrosiebescherming.
Omdat koud water systemen met grote oppervlakken aan
kunststof, vrijwel altijd zuurstofhoudend water bevatten
Avf Water – van Konijnenburgweg 84 – 4612 PL Bergen op Zoom - Tel +31 164 212835 Fax +31 164 212831
www.avfwater.nl - [email protected]
EcoFacts
V11-105
moeten stalen koperen/messing oppervlakken tegen
zuurstofcorrosie worden beschermd. Dit kan d.m.v.
ontgassing, chemische zuurstofbinding of chemische
oppervlaktebescherming.
Van deze drie mogelijkheden is chemische zuurstofbinding
geen optie omdat er voortdurend zuurstof intreedt en er dan
regelmatig zuurstof binder moet worden toegevoegd. Dit
verhoogt de geleidbaarheid van het circulerend water op den
duur enorm met alle gevolgen van dien. Dus als er geen inline ontgassing van het systeemwater wordt toegepast blijft
oppervlaktebescherming over.
Werking:
De werking van Coolsoft PPA is als volgt:
1.
Coolsoft PPA bevat kopercorrosie-inhibitoren en
beschermt koperhoudende legeringen tegen corrosie
doordat het een goede, aaneengesloten filmlaag op het
metaaloppervlak vormt.
2. Coolsoft PPA bevat orthofosfaat en organische fosfaten en
beschermt koolstofstaal, gietstaal etc., tegen corrosie.
3. Coolsoft PPA bevat een mengsel polymeren ter voorkoming
van afzettingen.
stadsverwarmings- en verwarmingssystemen in de glastuinbouw.
Werking:
Biosoft heeft een sterke (kationische) oppervlakte-actieve
werking en is in staat slib en aanzettingen, ontstaan door
bacteriële vervuiling (biofouling), open te breken en de
bacteriële activiteit te remmen. Door de oppervlakte-actieve
werking kan het bacteriën afzettingen, op slecht doorstroomde
plaatsen in een systeem, bereiken en verwijderen.
Resultaat
Door bovengenoemde werkwijze creëert men een situatie
waarbij geen vervuiling en afzettingen uit het water kunnen
ontstaan, inwendig een lage corrosiesnelheid blijft
gehandhaafd, zodat in het systeem weinig of geen
corrosieproducten worden gevormd. (geen zuurstof, lage
geleidbaarheid, juiste pH-waarde) en de corrosieproducten
en vervuiling uit het distributienet worden uitgefilterd .
Microbiologische activiteit wordt tot het minimum beperkt,
waardoor verstoppingen door volumineuze bioslibvorming,
sulfaatreductie en denitrificatie worden uitgesloten. Alleen op
deze manier is de duurzaamheid van uw kostbare
distributienet gewaarborgd
4. Coolsoft PPA bevat loog voor het verhogen en bufferen
(vasthouden) van de pH-waarde
Dosering/ benodigde concentratie op demiwater: ca 200cc per
1000 liter water
Biosoft – voor preventie en afdoding van microbiologische
activiteit
.
Gesloten circulerende koud water systemen met grote
oppervlakken aan kunststof zijn zeer gevoelig voor de
ontwikkeling van bacteriële activiteit. Vaak komt er al
ongewenste bacteriën bevattende vervuiling in het
distributienet tijdens de aanleg van het systeem, wat later,
eenmaal in bedrijf, tot vervelende consequenties leidt. Als
bacteriën koloniën kunnen gaan vormen blijven deze met
grote snelheid volumineuze biovervuiling aanmaken.
Met dit soort systemen is het aan te bevelen om direct bij het
vullen, preventief dus, een biocide toe te voegen.
Toepassing:
Biosoft is een uitstekend biodispersant ter reiniging van
systemen die vervuild zijn door corrosieproducten van
sulfaatreducerende bacteriën (SRB), denitrificerende en
slijmvormende bacteriën die voor kunnen komen in open
recirculerende
koelsystemen
en
gesloten
koel-,
Avf Water – van Konijnenburgweg 84 – 4612 PL Bergen op Zoom - Tel +31 164 212835 Fax +31 164 212831
www.avfwater.nl - [email protected]