Bis in die 60er Jahre hinein wurden Heizungsanlagen durchweg als offene Anlagen mit Schwerkraftzirkulation gebaut. Rohrleitungen aus
Stahl und große Querschnitte sowie oberhalb der höchstgelegenen Heizkörper angeordnete, offene
Ausdehnungsgefäße waren die äußeren Kennzeichen. Heizkörper und Kesselanlagen verfügten außerdem über große
Wasserinhalte.
Heutige Anlagen sind mit Flachheizkörpern, Fußbodenheizleitung, geschlossenen
Membrandruckausdehnungsgefäßen, Umwälzpumpen, Rohrleitungen aus verschiedenen Werkstoffen und
Heizkesseln geringen
Wasserinhaltes ausgerüstet. Die Regelfähigkeit soll durch den geringen
Wasserinhalt der Gesamtanlage verbessert werden. Bei offenen Anlagen wird die Ausdehnung des Heizwassers von einem offenen
Ausdehnungsgefäß aufgenommen, das eine offene Verbindung zur
Außenluft hat. Das Anlagenwasser kann ständig Sauerstoff aufnehmen. Die Sauerstoffmenge ist von der
Temperatur des
Heizungswassers abhängig. Durch die ständige
Verdunstung muss von Zeit zu Zeit der
Wasserverlust ausgeglichen werden. Aus den
Wasserinhaltsstoffen können Ablagerungen entstehen. Geschlossene Kreisläufe haben im allgemeinen keinen
Wasserverlust. Dennoch entstehen unkontrollierte Verluste durch
Verdunstung an Entlüftern und Stopfbuchsen. Der aufgenommene Sauerstoff führt, insbesondere in Verbindung mit den Anlagenteilen aus
Stahl, zu
Korrosionserscheinungen. Diese
Korrosion läuft allgemein flächenförmig, in besonderen Fällen auch punktförmig ab. Die
Korrosionsprodukte waren bei den offenen Anlagen stets am Boden des
Heizkessels und der Gliederradiatoren zu finden, also dort, wo die Strömungsgeschwindigkeit des umlaufenden
Wassers gering war. Anlagenstörungen durch Verschlammungen waren nicht bekannt. Merkwürdigerweise war auch nach der Umstellung offener Anlagen auf geschlossene, bzw. in unmittelbar errichteten neuen geschlossenen Anlagen Ablagerungen zu finden. Die Mengen waren jedoch vergleichsweise gering. Mitte der 70er Jahre setzten sich die
Fußbodenheizungsanlagen mehr und mehr durch.
Die Verwendung von Heizrohren aus Kunststoff hat die Entwicklung besonders begünstigt. Bei Beachtung der verlegetechnischen Besonderheiten und bei Einhaltung der entsprechenden Betriebstemperaturen haben sich Heizrohre aus entsprechenden Kunststoffen durchaus bewährt. Als Anfang der 80er Jahre die
Fußbodenheizung im Neubau bereits 30% Marktanteil erobert hatte, wurden Anlagenstörungen durch Schlammbildung bekannt.
- Ablagerungen in Wärmeerzeugern führten zu Siedegeräuschen, die spezifische Heizflächenbelastung wurde zu groß.
- Rohrleitungen wurden durch die Ablagerungen verstopft, der Wasserumlauf reduziert, die Heizleistung gemindert.
- Die Feinsiebe der Wärmemengenzähler waren nach entsprechender Zeit verstopft.
Wo kamen diese
Korrosionsprodukte her?
Wie konnte Sauerstoff in die geschlossenen Anlagen eindringen?
Es ist ein Naturgesetz, dass alle Kunststoffe mehr oder weniger gasdurchlässig, also auch sauerstoffdurchlässig sind. Dies ist auch ein Grund dafür, warum Lebensmittel in Kunststoffverpackungen nur begrenzt haltbar sind. Bei der
Fußbodenheizung muss der Sauerstoff der Umgebungsluft zunächst durch den
Bodenbelag und den
Estrich hindurch an den Rohrwerkstoff gelangen. Jeder Stoff hat eine unterschiedliche Sauerstoffdurchlässigkeit, sie wird durch die
Diffusionszahl ausgedrückt. Den Vorgang selbst bezeichnet man als Sauerstoffdiffusion. Im Fall der
Fußbodenheizung besitzt das Heizrohr stets eine geringere Durchlässigkeit als die übrigen Bauteile wie
Estrich, Wärmedämmung, etc. Die Menge an Sauerstoff, die diffundiert, ist abhängig vom verwendeten Kunststoffmaterial, dem Partialdruck des Sauerstoffes in der
Luft und der
Temperatur des
Heizungswassers, der Wanddicke und der Oberfläche des Heizrohres. Mit steigender Betriebstemperatur vergrößert sich im Rohrwerkstoff der Abstand und die Bewegung der Moleküle, wodurch die Sauerstoffdurchlässigkeit zunimmt. Andererseits nimmt die Löslichkeit für Sauerstoff im
Heizungswasser mit steigender
Temperatur ab. Die durch Fußbodenheizleitungsrohre aus Kunststoff eindringenden Sauerstoffmengen sind jedoch in der Regel so gering, dass die temperaturbedingte Sauerstofflöslichkeit unberücksichtigt bleiben kann. Hier überwiegt der Umstand, dass Sauerstoff ständig, wenn auch in geringer Menge, von außen her eindringt. Heutzutage stellt die
DIN 4726 bestimmte Anforderungen an Heizrohre aus Kunststoffen, so dass die Gefahr einer Verschlammung durch Sauerstoffdiffusionen bei den Rohrleitungen nicht mehr besteht.