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CO2-Diffusion in Erdwärmesonden

Autoren
OldBo
17.08.2014
Erdwärmesonden werden meistens aus PE-Rohren hergestellt. Aufgrund der guten Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit wird dieses Material zum Bau von Erdwärmesonden eingesetzt. Diese Rohrart hat ein für Gase durchlässiges Gefüge.
Erdwärmesonden werden meistens aus PE-Rohren hergestellt. Aufgrund der guten Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit wird dieses Material zum Bau von Erdwärmesonden eingesetzt. Diese Rohrart hat ein für Gase durchlässiges Gefüge. Die Wandung der PE-Rohre lässt besonders gut Kohlendioxid (CO2) durch. Die Diffusion von Kohlendioxid ist etwa doppelt so hoch wie die von Sauerstoff. So kann sich in der Wärmeträgerflüssigkeit bei hohen Drücken  eine große Menge Gas in der Sonde ansammeln.

Ein Luftabscheider an der Wärmepumpe kann die bei geringerem Druck ausgasende Kohlendioxidmenge nicht immer vollständig abscheiden. Der entstehende Schaum gelangt in den Verdampfer der Wärmepumpe und reduziert dort erheblich die Entzugsleistung, was nach kurzer Zeit zu einer Störabschaltung der Wärmepumpe führt.

Die Ausgasung kann gering gehalten werden, wenn der Druck an der höchsten Stelle der Anlage möglichst hoch gehalten wird. Dies ist bei der Auslegung des MAG's zu beachten.
CO2 in Wassersystemen
Kohlendioxid ist im vom Versorger gelieferten Wasser und kann durch Diffusion (Permeation) in den Heizungskreislauf kommen. Es löst sich im Wasser nicht wie z. B. Sauerstoff oder Stickstoff durch die Einflüsse von Druck und Temperatur (Henry-Gesetz).

Kohlendioxid
löst sich im Wasser und reagiert chemisch mit dem Wasser. Reaktionsprodukte sind
  • Hydrogencarbonate
  • Carbonate (Eigen-Alkalisierung)
  • Kohlensäure
Durch den Kohlendioxid wird in der Regel der richtige pH-Wert eingestellt.

Hydrogencarbonate zersetzen sich bei Temperaturen über 50 ° C.

Wenn ein hartes Wasser enthärtet (Austausch Ca / Mg-Ionen gegen Natrium-Ionen) wird, stellt sich durch den Zerfall der Hydrogencarbonate die versteckte Alkalität ein. Der pH-Wert im Heizungswasser steigt nach 2 bis 4 Wochen an.

So können sich z. B. aus 3,3 ° dH Carbonathärte (100 mg / l NaHCO33) bis zu 63 mg / l Soda (Na2CO3) bilden. Dadurch kann der pH-Wert auf Werte von teilweise über 9 ansteigen, was eine Gefahr für Aluminiumwerkstoffe (Wärmetauscher, Heizkörper) darstellen kann.

Wird ein salzarmes Wasser (VE-Wasser) über einen Mischbett-Ionenaustauscher bzw. über eine Umkehrosmose erzeugt, stellt der dann vorhandene Natriumhydrogen-Gehalt im Wasser nach einem Zeitraum von 2 bis 4 Wochen in der Regel den richtigen pH-Wert im Heizungswasser ein.
Die natürlichen Reaktionen des Kohlendioxids und seiner Reaktionsprodukte ermöglichen, dass die Vorgaben der VDI 2035 T2 eingehalten werden, wenn salzarmes Wasser (VE-Wasser) eingesetzt wird. Dies setzt eine Inbetriebnahme mit maximaler Betriebstemperatur (Vermeidung von Gasblasen und Gaspolstern) zur vollständigen Entlüftung, eine fachgerechte Druckhaltung und eine Minimierung der CO2-Diffusion voraus. Deshalb sollte der pH-Wert regelmäßig überprüft werden.
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Kay* schrieb: es hat sich jetzt herausgestellt, dass ich keinen eigenen Netzanschluss ans Stromnetz habe, sondern mein Verteilung über einen Anschluss im Vorderhaus läuft. Die Stadtwerke benennen 30kVA als gesamten...
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