Solaranlagen effizient nutzen

(Stör-)Faktor Kalkausfall

Kalk ist keineswegs schädlich oder unerwünscht, denn er trägt entscheidend zum natürlichen Gleichgewicht des Wassers bei. Darüber hinaus können gewisse Kalkanteile den Geschmack des Trinkwassers verbessern, und nicht zuletzt auch aus gesundheitli­chen Gründen sind die mineralischen Inhaltsstoffe willkommen. Der im Trinkwasser enthaltene Kalkanteil verursacht jedoch in Rohrleitungen, Solaranlagen, Heizungsanlagen und Wärmetauschern Jahr für Jahr volkswirtschaftliche Schäden durch Kalkabla­ge­run­gen, die selbst bei vorsichtigen Schätzungen mindestens im dreistelligen Millionenbereich liegen. Des Weiteren erfordern diese Ablagerungen einen enormen Mehraufwand an Energie, was letztendlich auch eine erhebliche Kostensteigerung mit sich bringt. Schon eine Kalkschicht von 1 mm macht ein Mehrverbrauch an Energie von rund 10 % erforderlich.

Kalkablagerungen

Die Kalkablagerungen entstehen in erster Linie bei der Bereitung von Warmwasser, also erst nach der „Anlieferung“ des Was­sers durch die Versorgungsleitungen der Wasserwerke. Die Kalk­abscheidung erhöht sich mit zunehmender Temperatur, da heißt, umso wärmer das Wasser wird, desto mehr Kalk kann sich absetzen und Rohre, Wärmetauscher, Geräte etc. verkalken. Das von Solaranlagen aufgewärmte Wasser kann Temperaturen von mehr als 60 °C erreichen, Kalkablagerungen und eine Minderung der Leistung sind damit vorprogrammiert. Zwar gibt es die Sonnenenergie „gratis“, doch eine Minderung der Solarleistung um ca. 10 % bei einer Kalkablagerung von 1 mm mag auf den ersten Blick nicht gravierend sein, bedeutet aber auf jeden Fall eine unerwünschte Ertragsreduzierung.

Daher liegt es nahe, bereits bei der Planung von Systemen der Wasserversorgung Verfahren der Wasseraufbereitung zu berücksichtigen, die einen effektiven Schutz vor Kalkablagerungen gewährleisten. Nur auf diese Weise kann man Kalkschäden sinnvoll und vor allem dauerhaft vorbeugen – und schlimmstenfalls den Austausch kompletter Installationssysteme verhindern.

Die Installation eines Wasserenthärters bietet sich als die Lösung zur Verhinderung von Kalkablagerungen an. Schaltet man diesen vor den Warmwasserspeicher, wird das Wasser entkalkt und so­mit „ungefährlich“ für den Wärmetauscher. Als bewährtes Wirkungsprinzip wird hier das Ionenaustauschverfahren eingesetzt. Verfügbare, moderne Wasserenthärter arbeiten mit einer variablen Besalzung in fünf verschiedenen Leistungsstufen und stellen sich selbstständig auf den jeweiligen Wasserverbrauch ein.

Funktionsweise der Wasserenthärter

Es gibt Wasserenthärter, die durch die Aufbereitung des Wassers mittels eines Ionentausch-Verfahrens wirksam vor Kalk im gesamten Hauswassernetz schützen. Hierfür nimmt das im Gerät befindliche Harz Kalziumionen auf und setzt für jedes dieser Ionen zwei Natriumionen im Wasser frei. Je nach Wasserverbrauch und Gesamtwasserhärte, spätestens jedoch nach vier Tagen, führt das Gerät selbsttätig eine Regeneration durch, bei der das Harzbett desinfiziert und das freigesetzte Kalzium mit dem Spülwasser ins Abwasser geleitet wird. So entsteht weiches Wasser, das sich im Haus positiv auswirkt. Geringe Kalkablagerungen sorgen für eine lange Lebensdauer von Haushaltsgeräten, schützen die Rohre, senken den Putzaufwand in Küche und Bad und verringern damit auch den Verbrauch von Wasch- und Reinigungsmitteln.

Nach dem Prinzip der Proportional-Besalzung dosieren die Was­serenthärter die Menge des benötigten Salzgehaltes bedarfs­gerecht anhand des Wasserverbrauchs. Sind beispielsweise zum Zeitpunkt der Regeneration 85 % der Kapazität verbraucht, füllen sie auch nur 85 % des Salzvolumens wieder auf. Das spart Salz und kommt damit wiederum der Umwelt zugute. Für einen salzsparenden Betrieb sorgt die selbstlernende Elektronik: Sie errechnet kontinuierlich einen Durchschnittsverbrauch und wählt dann die passende der fünf Leistungsstufen des Geräts aus. Verän­dert sich langfristig der Wasserverbrauch, reduziert oder erhöht der Wasserenthärter automatisch die Leistungsstufe und optimiert somit den Salzverbrauch für die jeweilige Installation. Auf der höchsten Stufe 5 würde demnach das gesamte Harzvolumen von 11 l zur Enthärtung genutzt und bei jeder Regeneration auf die Gesamtkapazität aufgefüllt, auf Stufe 4 würde fiktiv nur 80 % des Harzvolumen als Gesamtkapazität angenommen, bei Stufe 3 nur ungefähr 60 % und so weiter.

Ab Werk ist das gesamte Harzbett mit Salz „aufgeladen“, die Elektronik ist jedoch „nur“ auf die Leistungsstufe 3 eingestellt (60 % Volumen = 6,5 l angenommenes Harzvolumen). Bei der ersten Regeneration nach der Inbetriebnahme würde also mit einer Salzmenge regeneriert, die in etwa der Kapazität einer 6,5 l-Flasche entsprechen würde.

Die Regenerationskapazität wird über den Wasserverbrauch von der Elektronik rückwärts gezählt, und die Regelung erkennt in jeder Nacht selbsttätig, ob die Kapazität in dieser Leis­tungs­stufe für den folgenden Tag noch ausreicht oder nicht und regeneriert entsprechend in der Nacht vorher oder eben nicht. Sollte die Regelung nun nach fünf bis sechs Regenerations­zyklen erkennen, dass immer weit vor Ablauf der viertätigen Zwangsregeneration die Kapazität der aktuellen Leistungsstufe bereits erschöpf ist, stellt sich das Gerät automatisch auf die nächst höhere Leistungsstufe ein. Umgekehrt erkennt die Re­ge­lung auch, wenn vor Ablauf der eingestellten Regenerationszeit die Kapazität dieser Leistungsstufe mehrfach nicht verbraucht wurde und stellt die Regelung automatisch auf die nächste, niedrigere Stufe um.

Fazit

Energie sparen und die Nutzung regenerativer Energien wird immer mehr eine Rolle spielen. Um die vorhandenen Lösungen sinnvoll und effizient nutzen zu können, gibt es verschiedene Wege. Die Schaltung eines Was­ser­enthärters vor den Warmwasserspeicher gehört dazu, wenn man die effektive Nutzung seiner Solaranlage sicherstellen möchte. Für das korrekte, sinnvolle und richtige Zusammenspiel unterschiedlicher Wärmequellen sorgen Regler, die alle Energielieferanten zentral steuern und abgleichen. Energie sparen kann so einfach sein.