Inleiding
“Het c.v.-water is toch dóód!”
Een veelgehoorde zin, waarmee wordt bedoeld dat gesloten systemen als c.v.-installaties na een relatief korte periode een zodanig evenwicht hebben bereikt tussen water en installatiemateriaal, dat waterzijdig geen noemenswaardige problemen zijn te verwachten. Gelukkig is dit ook in vele installaties het geval.
In de praktijk komen we echter ook het tegenovergestelde tegen: lawaaiklachten in ketels, niet meer functionerende thermostaatkranen, vastgelopen c.v.-pompen, verstopte vloerverwarmingslangen, enzovoort.
Waar komen deze klachten dan vandaan?
Het blijkt dat de oorzaak gezocht dient te worden in het gevolg van de kwaliteit van het c.v.-water en de aanwezigheid van niet gewenste vaste deeltjes hierin. Deze deeltjes, die in verschillende samenstellingen en hoeveelheden kunnen voorkomen, worden veelal kortweg “slib” genoemd.
Herkomst en gevolgen van slib
Herkomst van slib
Slib is een verzamelnaam voor alle ongewenst in het c.v.-water aanwezige vervuiling in vaste vorm:
- Allereerst heeft men te maken met slib dat tijdens de installatie in het systeem terecht is gekomen. Te denken valt hierbij aan bouwvuil, laskorrels, zand, enz.
- Door het op- en bijvullen van het systeem met (meestal) leidingwater ontstaan er chemische reacties van de in het water aanwezige zouten en gassen onderling en met het installatiemateriaal. Ook dit veroorzaakt slib.
- Afhankelijk van de toegepaste installatiematerialen en opbouw van het systeem, is toetreding van zuurstof (door bijvoorbeeld diffusie) een verdere slibveroorzaker.
Door op- en bijvulling van het c.v.-systeem ontstaan chemische reacties (zie tabel 1) met als eindproducten het zogenaamde ketelsteen en corrosieslib (roest):
- Ketelsteen
De hardheidszouten calcium en magnesium (welke de hardheid van het water bepalen) reageren bij temperatuursverhoging met het in het water aanwezige bicarbonaat tot calcium- en magnesiumcarbonaat, simpel gezegd: kalk. Kalk vormt zich meestal als vaste afzetting en slechts in beperkte mate als slib. - Corrosieslib
Zuurstof, aanwezig in het vulwater en toegetreden tijdens bedrijf, reageert met de in de installatie aanwezige metalen en vormt daarbij metaaloxide. Deze oxidatiereacties zullen ontstaan bij de minst edele metalen van de installatie. In de regel zal dan ook de reactie tot ijzeroxiden ontstaan.
IJzeroxiden bestaan in twee vormen:
- Fe2O3: rode roest, ontstaat bij een overmaat aan zuurstof, en
- Fe3O4: zwarte roest (magnetiet), ontstaat bij een relatief kleine hoeveelheid zuurstof.
Bij gebruik van ander water dan leidingwater (bijvoorbeeld bron- of zelfs slootwater) kunnen ook nog andere soorten slib ontstaan (bijvoorbeeld het slib dat door bacteriën veroorzaakt wordt).
Tabel 1: Chemische reacties die leiden tot ketelsteen en corrosieslib
| Ketelsteen | Ca2+ + 2HCO3- → CaCO3 + H2O + CO2 (bij temperaturen hoger dan 60 °C) De reactie van magnesium (Mg2+) met HCO3- verloopt bij hogere temperaturen (> 120 °C) tot MgCO3 |
| Corrosieslib | 2 Fe + 2 H2O + O2 → 2 Fe2+ + 4 OH- (bij aanwezigheid van zuurstof) of Fe + H2O → Fe(OH)+ + H+ +2e (bij afwezigheid van zuurstof) Fe(OH)+ + H2O → FeO(OH) + 2 H+ + e 3 FeO(OH) + e → Fe2O3 ∙ FeO (= Fe3O4) + H2O + OH- |
Gevolgen van slib
De hardheid van het eerste vulwater veroorzaakt vooral op het heetste punt van de installatie (de ketel, warmtewisselaar) een afzettingslaagje van kalk. De hoeveelheid kalk is natuurlijk sterk afhankelijk van de waterhardheid ter plaatse, echter veroorzaakt die in Nederland slechts op weinig plaatsen al te grote problemen. Als de installatie vaak moet worden bijgevuld worden de problemen groter. Een te sterke kalkafzetting veroorzaakt lawaaiklachten en omdat kalkafzettingen sterk isolerend zijn, ontstaat het gevaar van oververhitting, met als mogelijk gevolg het scheuren van het metaal. Deze problematiek speelt zich grotendeels af op het heetste punt en zal in de rest van het systeem weinig invloed hebben. Kalk geeft dus slechts in mindere mate een slibprobleem.
De grootste probleemveroorzaker in de installatie is namelijk het corrosieslib.
Heeft u wel eens een c.v.-installatie afgetapt? Zo ja, dan zal het u zeker zijn opgevallen dat zich in het water meestal (in meer of mindere mate) zwart vuil bevindt (zie foto 1). Dit zwarte vuil is één van de oxidatieproducten van ijzer, het Fe3O4. Dit Fe3O4 reageert magnetisch en wordt daarom ook wel magnetiet genoemd. Door er een magneetje bij te houden kan dit zeer snel gecontroleerd worden. De zuurstof uit de eerste watervulling zal er voor zorgen dat de binnenzijde van het systeem (het ijzeren gedeelte) van een laagje magnetiet wordt voorzien. Menig c.v.-buis is dan ook zwart van binnen. Hier is op zichzelf niets mis mee: het ijzer beschermt zichzelf hier een beetje mee tegen invloeden uit het water. |
|
Indien zich door omstandigheden, zoals regelmatige verswater-suppletie en/of zuurstoftoetreding, echter een grote hoeveelheid magnetiet vormt kunnen er problemen ontstaan. Juist het feit dat het magnetiet magnetisch reageert, geeft al problemen door bijvoorbeeld magnetische velden in de c.v pomp en aangezien de magnetietdeeltjes zichzelf ook aantrekken leidt dit alles tot een ophoping en geeft dus verstoppings-problemen in de nauwere delen van de installatie. Ophoping in de ketel versterkt het gevaar van oververhitting zoals dat hierboven is geschetst.
Naast de magnetische reacties veroorzaakt de bezinking van corrosieslib, op plaatsen met een relatief geringe doorstroming (b.v. onderin een radiator), nog een andere vorm van corrosie, de zogenaamde slibcorrosie. Dit is een verschijnsel waarbij onder de rand van een afzetting een chemische reactie ontstaat, waardoor corrosieputten (“pitting”) en dientengevolge lekkages ontstaan.
Kortom, slib veroorzaakt de volgende klachten:
- oververhitting;
- lawaai;
- verstopping;
- lekkage.
Verhelpen en voorkomen van het slibgevaar
Ketelreiniging
Ter verwijdering van de in de ketel aanwezige afzetting is een chemische reiniging met een zuur reinigingsproduct (ontkalkings-vloeistof) een goede methode. Tijdens een dergelijke procedure zal in een relatief korte periode het slib worden opgelost en uit de ketel worden verwijderd.
Een dergelijke reiniging vereist een zorgvuldige voorbereiding en uitvoering.
Systeemreiniging
Afhankelijk van de opbouw van het systeem en de aard en hoeveelheid van het slib en de slibafzettingen zijn er twee mogelijkheden. Ten eerste een grondige doorspoeling, eventueel met een reinigingsproduct en ten tweede een langzame “oplossende” waterbehandeling gecombineerd met een filtratietechniek. De eerste optie is alleen uitvoerbaar in systemen die relatief makkelijk te spoelen zijn, dus meestal de kleinere (huis)installaties. Zeker bij gebruik van reinigingsmiddelen is het noodzakelijk dat een dergelijke spoeling goed uitgevoerd wordt om ook het reinigingsmiddel weer te verwijderen. Spoelapparaten (zie foto 2) zorgen voor een optimale werveling in het systeem en kunnen de spoeling vergemakkelijken en versnellen. |
|
Deze procedure is voor grote, complexe en uitgestrekte installaties echter nauwelijks uitvoerbaar. Om de daarin aanwezige vervuiling te verwijderen is een “oplossende” waterbehandeling een goed alternatief. De werking van een dergelijke behandeling is gebaseerd op producten met een complexerende en dispergerende eigenschap. Met andere woorden: de afzettingen worden afgebroken tot vloeibaar slib en in circulatie gebracht, waarna dit slib kan worden afgevangen door één of meerdere filters. Reeds aanwezig zwevend bouwvuil e.d. zal dan ook worden afgevangen.
Het toepassen van een filtratietechniek heeft naast het reinigen eveneens een preventief karakter: nieuw ontstaan slib zal voordat het problemen kan geven al worden afgevangen.
Voorkómen
Ook hier geldt: “voorkómen is beter dan genezen!”
Naast er voor te zorgen dat een installatie slibvrij wordt opgeleverd (dus voorspoelen met een spoelapparaat) en wordt gevuld met schoon water, is het nodig om in te schatten welke problemen in de toekomst eventueel te verwachten zijn. Enige belangrijke aspecten daarin zijn de hoeveelheden nasuppletie van vers (hard en zuurstofrijk) water (installeer daarom ook een watermeter!), de toegepaste materialen (diffuse vloerverwarming) en een regelmatige controle van de kwaliteit van het c.v.-water. Filters en filtratietechnieken vormen duidelijk een belangrijk aspect in zowel het reinigen als beschermen van c.v.-installaties.
Wat voor filter is voor welke situatie nu geschikt?
Voor het scheiden van vaste deeltjes uit c.v.-water zijn de twee belangrijkste technieken uitgelicht, te weten maas-/magneetfiltratie en slibstreamfiltratie.
|
|
|
|
Het water dat gefiltreerd dient te worden stroomt van binnen naar buiten door de filterzak. De vaste deeltjes blijven in de filterzak achter en het schone water verlaat het huis via de uitlaat.
Slibstreamzakkenfilters worden in verschillende capaciteiten geleverd. Door het relatief grote filteroppervlak ontstaat een ideale combinatie van een grote doorstroomcapaciteit, een gering drukverlies en de opvang van grote hoeveelheden vaste stoffen.
Het vervangen van de filterzak is zeer eenvoudig. Filterzakken zijn er in verschillende maaswijdtes, zodat elk vast deeltje, zelfs tot een grootte van 1 micron, kan worden afgevangen. Voor c.v.-installaties wordt gezien de aanwezige deeltjesgrootte een maaswijdte tot ca. 25 micron gekozen.
Ter voorkoming van het dichtslaan van het filter wordt deze in een bypass door een aparte c.v.-pomp gevoed en tussen afsluiters geïnstalleerd.
In alle gevallen van filtratie geldt echter wel: een filter kan slechts zo goed zijn als zijn onderhoud!
Ter afsluiting
Slib in al zijn vormen is een gevaar voor elke c.v.-installatie. Klachten kunnen door een juiste inschatting van dit gevaar niet alleen worden opgelost maar ook worden voorkomen. Terugkomend op de eerste stelling “Het c.v.-water is toch dóód!”… Nee, het lééft!
Tabel 2: Overzicht leveringsprogramma Kalsbeek voor c.v.-systemen
| Analyse |
|
| Reinigingen |
|
| Preventief |
|