Wärmetauscher in Heizungsanlagen, Boilern oder beim Einsatz im Bereich der Fernwärme haben prinzipiell immer die gleiche Aufgabe. Sie müssen Wärme vom primären Heizkreislauf auf den sekundären Heizkreislauf übertragen, damit der sekundäre Heizkreislauf das Gebäude heizen kann.

Auf der einen Seite des Wärmetauschers gibt es immer eine Wärmequelle. Diese Wärmequelle ist beispielsweise Gas, Öl, Biomasse oder einfach heißes Wasser. Die Wärmequelle gibt prinzipiell über den Wärmetauscher die Wärme an den Heizungskreislauf ab.

Formen von Wärmetauschern, die in der Praxis von Heizungsanlagen und im Fernwärmebereich vorkommen

Plattenwärmetauscher

Dieser Wärmetauscher-Typ ist relativ klein und kompakt gebaut und besitzt im Inneren Metallplatten. Auf der einen Seite dieser Metallplatten fließt das Heizungswasser, auf der anderen Seite der Metallplatten das Wärmeträgermedium, z. B. Fernwärme oder heißes Wasser. Durch die Metallplatten hindurch wird die Wärme an das Heizungswasser im Gebäude abgegeben. Plattenwärmetauscher werden sehr häufig eingesetzt, egal welche Art der Heizung genutzt wird. Sie finden sehr oft Anwendung bei Fernwärme-Übergabestationen. Aber auch bei Wärmepumpenanlagen, Gas-, Holz- oder Ölheizungen werden diese in etwas abgewandelter Form eingesetzt.

Rohrbündel- oder Röhrenwärmetauscher
Diese Wärmetauscher bestehen im Prinzip aus einem Bündel an Rohren und einem Mantel um diese Rohre herum. Ein Medium fließt durch die Rohre, dass andere Medium fließt durch den Mantel. Über die Oberfläche der Rohre wird die Wärme an den Heizungskreis übertragen. Röhren- oder Rohrbündelwärmetauscher sind weitaus teurer als Plattenwärmetauscher und werden deshalb meist bei größeren Heizungsanlagen beispielsweise bei größeren Wohngebäuden oder in der Industrie eingesetzt.

Rohrschlangen
Rohrschlangen, die häufig aus Kupfer oder Edelstahl gefertigt sind, finden oftmals Anwendung in Warmwasserspeichern, Gasthermen oder Boilern. Sie funktionieren mit einem ähnlichen Prinzip wie die Rohrbündelwärmetauscher. Ein Medium fließt durch die Rohrschlangen, dass andere Medium drum herum. Die Wärme wird über die Oberfläche der Rohre der Rohrschlangen übertragen.

Wenn die Radiatoren in den Wohnungen nicht mehr richtig warm werden dann kann dies auch auf Probleme mit dem Wärmetauscher im zentralen Heizraum hindeuten

Oftmals liegt dies an Ablagerungen und Verschmutzungen im Wärmetauscher – durch diese Ablagerungen und Verschmutzungen im Wärmetauscher kann dieser dann seine Funktion nicht mehr zufriedenstellend erfüllen.

Ablagerungen, die bei Wärmetauschern im Fernwärmebereich und im Heizungsbereich in der Praxis auftreten:

Kalk

Kalk, also Calciumcarbonat, lagert sich meistens am heißesten Punkt des Heizungskreises ab. Bei einem Heizungskreislauf ist der heißeste Punkt im Regelfall der Wärmetauscher, da genau hier auf der anderen Seite ein heißes Medium, wie beispielsweise das Fernwärmewasser, zirkuliert. 

Durch Kalkablagerungen wird der Durchfluss und die Wärmeübertragung reduziert. Der Energiebedarf steigt. Bei starker Verkalkung findet dann kaum noch eine Übertragung von Wärme statt und Heizkörper oder eine Fußbodenheizung bleibt lauwarm oder kalt.

Korrosionsrückstände

Korrosion bzw. Rost in Heizkreisläufen ist ebenfalls sehr häufig vorkommend. Durch ein ungeeignetes Befüll-Wasser oder Mängel bei der Installation entsteht in der Folge häufig eine Form von Korrosion. Rostpartikel – häufig ist es Eisenoxid – lagern sich vermehrt in den Engstellen des Heizungs- oder Fernwärme-Wärmetauschers ab. Dies kann bis zur totalen Verstopfung führen.

Schlammablagerungen und Partikel

Grauer Schlamm, der häufig aus einer Kombination von Kalk, Rost und Schwebstoffen besteht, ist ebenfalls häufig auf der Heizungsseite anzutreffen. Zinkschlamm oder Magnetit, welche eine Folge von Korrosion metallischer Werkstoffe darstellen sind ebenfalls oftmals anzutreffen. Magnetit wird häufig beim Entlüften von Heizkörpern festgestellt, – wenn hier schwarzes Wasser zum Vorschein kommt dann ist dies ein untrügliches Zeichen von Magnetit.

Prinzipiell bestehen die Ablagerungen von Schlamm aus Partikeln, die sich häufig bevorzugt in Wärmetauschern festsetzen. Die Gründe sind die natürlichen Engstellen die ein Wärmetauscher hat und die häufig niedrige Fließgeschwindigkeit.

Biologische und chemische Ablagerungen

Treten Biofilme und chemische Ablagerungen aus dem Wasser, wie z. B. Sulfate oder Silikate, auf dann ist dies ein Zeichen für mangelnde Heizungswasserqualität. 

Reinigung von Fernwärme Wärmetauschern 

Bei fernwärmebasierenden Heizungsanlagen werden üblicherweise relativ kleine Plattenwärmetauscher eingesetzt. Auf einer Seite strömt die Fernwärme hindurch, auf der anderen Seite befindet sich die Heizung des Gebäudes. 

Bei derartigen Plattenwärmetauschern im Fernwärmebereich hat es sich in der Praxis herausgestellt, dass über 95 % Ablagerungen auf der Hausseite, also des Heizungskreises ausschlaggebend für mangelnde Effizienz dieser Wärmetauscher sind. 

Der Grund dafür ist, dass das Wasser von Fernwärmenetzen üblicherweise vom Versorger kontrolliert und mit Korrosions- und Ablagerungsschutzmitteln behandelt wird.

Das Heizungswasser in Heizkreisen von Wohnhäusern oder Wohnhausanlagen wird jedoch in dem meisten Fällen noch nicht aufbereitet und es wird oftmals noch normales Leitungswasser (Trinkwasser) für die Befüllung verwendet

Im Regelfall liegt bei Fernwärme-Plattenwärmetauschern eine bunte Mischung aus Kalk, Rostpartikeln und verschiedensten Schwebstoffen vor.

Reinigungsmethoden für Plattenwärmetauscher, die im Fernwärmebereich verwendet werden:

Reinigung vor Ort (CIP-Verfahren Cleaning-In-Place)

In vielen Fällen ist es möglich, Plattenwärmetauscher im CIP-Verfahren (Clean-in-Place Reinigung vor Ort) zu reinigen. Bei dieser Technik wird eine Entkalkungspumpe verwendet, um ein Reinigungsmittel (Entkalker) durch die Wellplatten des Wärmetauschers zu zirkulieren. Ein CIP ist eine sehr einfache und effektive Technik, die schnell zum Erfolg führen kann.

Die CIP-Technik zur Reinigung von Wärmetauschen hat eine Reihe von Vorteilen:

• Einsparung von Arbeitskraft, da die Anlage nicht demontiert werden muss.
• Kürzere Ausfallzeiten, da die Anlage nicht demontiert werden muss. In einigen Fällen kann die Gesamtausfallzeit aufgrund der Reinigung bis zu 80-90% kürzer sein. 
• Kostenersparnis, da die Dichtungen nicht ausgetauscht werden müssen. Die Lebensdauer der Dichtungen verringert sich um 50%, wenn der Plattenwärmetauscher demontiert wird. Dies liegt an der Kompression und Dekompression der Wellplatten..

Eine gute Kombination aus Reinigungsmittel, Mischungsverhältnis und Art der Entkalkungspumpe bestimmt letztendlich das Reinigungsergebnis der CIP. 

Reinigung des Wärmetauschers am Standort eines Spezialreinigungsbetriebs für Wärmetauscher

Weiters existiert auch die traditionelle Reinigung von Wärmetauschern mit Hochdruckreinigungsgeräten. In diesem Fall muss aber die gesamte Anlage bzw. der Wärmetauscher demontiert werden und die Platten müssen Stück für Stück abgespritzt und teilweise mechanisch gebürstet werden. 

Dies ist eine recht intensive und zeitaufwendige Tätigkeit. Es muss der zuerst der Wärmetauscher aus der Haus-Installation ausgebaut und zu dem Spezialunternehmen gesendet werden. In diesem Spezialunternehmen müssen die Wellplatten Stück für Stück gereinigt werden. Anschließend müssen diese nach der Hochdruckreinigung auf aufgetretene Haarrisse untersucht werden. Abschließend müssen alle Dichtungen ersetzt und der Wärmetaischer muss noch final wieder zusammengebaut werden.

Durch die zuvor beschriebenen relativ aufwendigen Vorgänge wird eine notwendige Reinigung von Wärmetauschern oftmals so lange wie möglich aufgeschoben.

Das Aufschieben der Reinigung sorgt dafür, dass die Verschmutzung mit der Zeit leider mehr und mehr zunimmt. Dies kann zu einem so hohen Verschmutzungsgrad führen, dass nur noch eine mechanische Reinigung – die jedoch zwingend einen Ausbau des Wärmetausches erforderlich macht – möglich ist. 

Je länger die Reinigung verschoben wird, desto schlechter wird die Effizienz der Anlage mit allen Folgen.

TWB führt die zuvor genannten Reinigungen bzw. Leistungen ggf. unter Beiziehung eines spezialisierten Drittunternehmens im Rahmen von Wartungsverträgen oder bei separater Beauftragung bei Anlagen, die mit Wärmetauschern ausgestattet sind, durch.