In den letzten Jahrzehnten des vergangenen Jahrhunderts gab es einen deutlichen Anstieg der Korrosion der Anlagen. Der Grund war eine sich ständig verschlechternde Nutzwasserqualität. Das Nutzwasser enthält nicht nur zahlreiche, schädliche chemische Metallverbindungen, sondern auch Mittel für die Wasseraufbereitung Chlor oder Ozon in immer höheren Konzentrationen.
Diese Situation hat dazu geführt, dass in der Produktion von Wasser- und Heizungsanlagen neue Materialien mit höherer Korrosionsfestigkeit benutzt werden mussten. Meistens werden Kupfer, Kupferlegierungen und Kunststoffe verwendet. In den Vereinigten Staaten und Kanada bilden die Kupferanlagen einen wesentlichen Prozentanteil aller Anlagen. Stahlrohre und verzinkte Stahlrohre wurden bei Wasseranlagen und Zentralheizungsanlagen durch Kupfer- und Kunststoffrohre komplett ersetzt.
- Eine vielseitige Kupferverwendung bei allen Anlagenarten ermöglicht die Verwendung einer einzigen Installationstechnik im gesamten Objekt.
- Eine ausgezeichnete Kupferbeständigkeit gegen korrosive Wasserwirkung garantiert jahrelangen störungsfreien Betrieb (40 Jahre Lebensdauer bei sanitären Anlagen und noch mehr bei Zentralheizungsanlagen!).
- Die Kupferanlagen sind ästhetisch und einfach zu montieren.
- Die Kosten der Kupfer- oder Kunststoffanlagen sind mit den Kosten einer Stahlanlage vergleichbar. Dabei ist die Kupferanlage u.a. gegen hohe Temperatur, Überhitzung und Gasdiffusion durch die Rohrwände widerstandsfähig.
- Das Kupfer ist vollständig wiederverwendbar. Das Kupfer kann aus der Anlage vollständig zurückgewonnen werden.
Bei den modernen Anlagen kommt manchmal eine Verbindung ihrer Komponenten aus verschiedenen Metallen vor. Dies ist ungerechtfertigt und für die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer der Anlage schädlich. Dies hat auch eindeutige Verluste für die Bauherren zu Folgen, die innerhalb kurzer Zeit gezwungen sind eine relativ neue Installation zu reparieren. Der Grund dafür ist meistens einfach die menschliche Unwissenheit. Eine Verbindung verschiedener Metalle ist bedingt zulässig. Dies gilt aber nur für bestimmte Metalle und nur unter bestimmten Bedingungen. Auf den Verbindungen bilden sich elektrochemischen Zellen, die eine schnelle Zersetzung von Eisen, Zink und Aluminium bewirken. Das Kupfer stimuliert (auch ohne metallische Berührung) die Korrosion der o.g. Materialien. Die Kupferionen setzen sich im initiierten Lochfraß ab und bewirken die Zerstörung o.g. Materialien.
In den Zentralheizungsanlagen ist die Verbindung von Stahl und Kupfer in geschlossenen Systemen, die nur minimale Sauerstoffspuren garantieren, bedingt zulässig. Unzulässig dagegen ist die Anwendung von Kupfer und Aluminium in einem gemeinsamen Wasserkreislauf.
Man sollte also sich überlegen, wie sich diese Bemerkungen auf die Anwendung der Gaskessel innerhalb eines Zentralheizungssystems auswirken, wo die Wärmetauscher meistens aus Kupfer und die Heizkörper aus Aluminium bestehen? Werden die Bauherren über die Gefahr für die Lebensdauer der Anlage informiert?
Die Garantie einer langen Lebensdauer jeder Anlage (darunter auch der Zentralheizungsanlage) ist ihre Ausführung aus einem einheitlichen und gegen die meisten schädlichen Faktoren beständigen Material. Ein solches Material ist Kupfer.
Ein Kessel mit einem Wärmetauscher aus Kupfer, Kupferrohre und Heizkörper, in denen das Wasser in den Kupferrohren fließt…
Neben der Materialeinheitlichkeit ist die sorgfältige Ausführung der Anlage, die in Übereinstimmung mit den Regeln der Heiztechnik erfolgt, die zweite wichtige Bedingung für den guten, effektiven und lärmfreien Betrieb der Anlage und für ihre lange Lebensdauer.
Das Kupfer unterliegt in der Anlage vor allem der Lochfraßkorrosion, die aus der Beschädigung der schützenden Oxidschicht durch Zirkulation der mechanischen Verunreinigungen im Inneren der Anlage oder aus der schlecht gemachten Lötverbindungen resultiert.
Daraus folgt eine einfache und in der Ausführung kostengünstige Forderung zur Filterung des in der Anlage zirkulierenden Wassers. Die zweite Form der Korrosion ist die Erosionskorrosion, die durch einen zu turbulenten Wasserdurchfluss verursacht wird. Es ist daher wichtig die normative Geschwindigkeit des Wasserdurchflusses aufrechtzuerhalten sowie alle Flussstörungen zu beseitigen (Verengungen, Lötangusse, fehlerhaft ausgeführte Verzeigungen usw.). Die inneren Gräte sind zu entfernen und Kanten sorgfältig zu entgraten. Die zugeschnittenen Enden der montierten Rohre sind zu kalibrieren. Bei einer Rohrbiegung sind die Verengungen, die die Schnittfläche reduzieren, zu meiden. Die längere Abschnitte sollen für den Ausgleich der Längenausdehnung die Möglichkeit der natürlichen Kompensation besitzen oder mit U-Kompensatoren ausgestattet werden. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kupfers ist etwa 1,5 mal größer als der Ausdehnungskoeffizient von Stahl. Ob beim Heizbetrieb Lärm und Klopfgeräusche, Putzrisse und Leckagen entstehen hängt von der Sorgfalt der Ausführung der Anlage, von der richtigen Auswahl der Rohrdurchmesser (Abstufung) und von der richtigen Auswahl der Umlaufpumpe ab.
Bei einer richtig entworfenen und ordnungsgemäß ausgeführten Zentralheizungsanlage aus Kupferrohren gibt es praktisch keine signifikante Gefahr der Korrosion.
Abb. 1.: In den REGULUS-Heizkörpern besteht Wassersystem aus einem Wärmetauscher, der aus Kupferrohren zusammengebaut ist und das Wärmeabgabesystem aus Aluminiumblechlamellen, die fest auf den Kupferrohren des Wassersystems montiert sind.
Es ist die Verwendung möglichst einheitlicher Materialien für alle Geräte anzustreben. Die beste Lösung sind die Kessel aus Stahllegierungen, Gusseisen-Kessel oder Zwangsdurchlaufkessel mit dem Schlangenrohren aus Kupfer. Vom Gesichtspunkt der Lebensdauer einer Anlage gibt es keine Einschränkungen bei der Verwendung von den Gusseisenheizkörpern. Offensichtliche Nachteile dieser Heizkörper sind ihr hohes Gewicht und sehr große Wasserkapazität.
Abb. 2.: Extra gebogene, vordere und hintere Kanten der Aluminiumlamellen haften dicht aneinander und bilden dadurch die Vorder- und Rückwand des Heizkörpers.
Die idealen Heizkörper für eine Kupferanlage und für manche andere Anlagen sind die Heizkörper aus Kupfer
In den REGULUS-Heizkörpern besteht das Wassersystem aus einem Wärmetauscher, der aus Kupferrohren zusammengebaut ist. Die Wärmeabgabe an die Umgebung erfolgt durch die Oberfläche der Aluminiumlamellen, die auf den Rohren des Wärmetauschers dicht montiert sind. Die Berührungsfläche zwischen Kupfer und Aluminium befindet sich auf der Außenfläche der Rohre. Somit ist das eine trockene Berührungsfläche, die für eine elektrochemische Korrosion nicht anfällig ist, denn diese kommt ausschließlich in der Wasserumgebung vor.
Die Wärme wird auf zwei Weisen abgebeben: durch Strahlung einer stark gewellten Oberfläche des Heizkörpers und durch Konvektion durch die zahlreiche Konvektionskanäle und speziell geformte Aluminiumlamellen.
Abb. 3.: In den REGULUS-Heizkörpern befindet sich die Berührungsfläche zwischen Kupfer und Aluminium auf der Außenfläche der Rohre und ist somit für eine elektrochemische Korrosion nicht anfällig.
Das niedrige Gesamtgewicht der REGULUS-Heizkörper bewirkt, dass diese Heizkörper über eine einzigartig hohe Dynamik und Präzision der Heizung verfügen. Dieser Faktor beeinflusst den hohen Wärmekomfort und die hohe Wirtschaftlichkeit des Heizprozesses.