Kamenac u sistemima centralnog grijanja i pripremi tople potrošne vode

Kamenac je naslaga minerala koji se primarno sastoji od kalcijevih i magnezijevih karbonata. Kamenac nastaje grijanjem vode koja sadrži topive bikarbonatne soli koje su termalno nestabilne i razlažu se na karbonate.
 

Što utječe na stvaranje kamenca?

Nekoliko faktora pridonosi nakupljanju kamenca:

• velika privremena tvrdoća vode;

• povišena pH vrijednost (alkaličnost) vode;

• povišena temperatura.

Tvrdoća vode

Opće je poznato da količina naslaga kamenca prvenstveno ovisi o tvrdoći vode.

Kad govorimo o tvrdoći vode tada razlikujemo:

1. Ukupnu tvrdoću vode koja predstavlja zbroj svih u vodi otopljenih kalcijevih i magnezijevih soli uključujući karbonate i bikarbonate, ali i druge soli, kao što su sulfati, kloridi i nitrati.

2. Privremena tvrdoća (karbonatna tvrdoća) koja predstavlja koncentraciju anionikarbonata i bikarbonata koji sudjeluju  u stvaranju naslaga kamenca u sistemima grijanja,  koncentracija tih iona se naziva  privremenom tvrdoćom (karbonatna tvrdoća).

3. Permanentna ili trajna tvrdoća predstavlja razliku između ukupne i karbonatne tvrdoće.

Za stvaranje kamenca važna je privremena tvrdoća vode.

Gdje se kamenac taloži?
Naslage kamenca prvenstveno se stvaraju na površinama za prijenos topline. Problem je najizraženiji u sustavima gdje se koristi tvrda voda i gdje se voda stalno nadopunjuje.

Međutim, čak i zatvoreni sistemi grijanja nisu imuni na stvaranja naslaga kamenca. Kamenac se taloži iz vode inicijalnog punjenja i vode koje se nadopunjuje zbog gubitka uzrokovanog isparavanjem ili curenjem na instalaciji.

Štetan utjecaj kamenca

Naslage kamenca mogu uzrokovati mnogobrojne probleme u sistemima grijanja i pripremi sanitarne vode (PTV)

Njihovo taloženje na izmjenjivačima topline rezultira slabijem prijenosu topline i gubitkom učinkovitost.

Naslage kamenca mogu smanjiti učinkovitost sistema grijanja od 2-6%, što u konačnici znači povećanje troškova za grijanje i veću emisiju CO2.

Taloženje kamenca nije ravnomjerno što dovodi do lokaliziranja vrućih točki, uzburkanosti vode, i stvaranju buke u sistemu.  

Naslage kamenca smanjuju protok vode i mogu uzrokovati oštećenje vitalnih dijelova bojlera kao što je pumpa. Zbog vlastite topline koju pumpa stvara prilikom rada dolazi do taloženja kamenca unutar kućišta pumpe što može smanjiti protok vode i smanjiti njen vijek trajanja.

Prevencija stvaranja kamenca
Postoji nekoliko načina za sprječavanje stvaranja naslaga kamenca:

Kemijske metode:

Jedan od načina je korištenje omekšivača u kojima se ioni kalcija zamjenjuju ionima natrija.

Ovaj način omekšivanja vode je relativno skup i ne bi se trebao koristiti  za omekšivanje pitke vode.

Sistemi tople i hladne vode u domaćinstvu mogu se tretirati polyphosphatom. Polyphosphat je kemikalija koji se koristi u hrani, remeti rast/stvaranje kristala kalcijevog karbonata tako da se ne mogu stvarati čvrste naslage.

Sa zdravstvenog stajališta korištenje polyphosphata je opravdano jer voda nije omekšana.

Uređaji za sprječavanje stvaranja kamenca:

Osim kemijskih sredstva za sprječavanje stvaranja naslaga kamenca koriste se razni uređaji koje možemo podijeliti u tri osnovne skupine: magnetski, elektronski i cink anodni.

Uređaji iz ovih tri skupine ima svojih prednosti i mana i nisu 100% pouzdani i učinkoviti. Njihova učinkovitost najčešće je povezana s kemijskim sastavom vode, kao što je koncentracija otopljenog željeza.

Inhibitori

Korištenje inhibitora za sprječavanje korozije i taloženja kamenca na izmjenjivačima topline u zatvorenome-cirkulirajućim sistemima može biti vrlo učinkovito.

Inhibitori djeluju tako da pomoću Kelatnih agensa (Kelatni agens je polidentantni ligand koji se vezuje na metal čineći kelatni kompleks) kao što je EDTA i ionima kalcija tvore određene spojeve te se na taj način neutraliziraju ioni kalcija, ili  pomoću niske koncentracije polimera koji raspršuje kamenac. Kelatni agens ( EDTA) može biti agresivan prema nekim metalima.

U inhibitorima se najčešće koriste polimeri jer nisu štetni u kontaktu s drugim metalima i ekološki su prihvatljivi.

Sažetak

Prirodna voda sadržavaju promjenljive iznose iona kalcija, magnezij, bikarbonat i karbonatna  koji međusobno reagiraju i u sistemima grijanja tvore naslage kamenca.

Kamenac uzrokuje niz probleme u sistemu grijanja i sistemu potrošne tople vode, kao na primjer smanjuje učinkovitost sistema, smanjuje protočnost, začepljuje pojedine dijelove i uzrokuje buku u kotlu.

Raznim metodama mogu se smanjiti ili eliminirati ovi problemi.