In den meisten Gebäuden wird das warme Leitungswasser (Brauchwarmwasser) in einem Metallbehälter zubereitet, der gleichzeitig als Wasserkocher und Thermoskanne dient. Das Gerät wird "Brauchwassererwärmer", "Warmwasserbereiter", "Warmwasserspeicher" oder "Boiler" genannt und kann jedes beliebige Volumen haben: Es reicht von etwa 15 Litern bei einem kleinen, an der Wand befestigten elektrischen Einzelboiler bis hin zu mehreren Tausend Litern bei einem grossen, an den Heizkessel (oder die Wärmepumpe) eines Gebäudes angeschlossenen Gemeinschafts-Warmwasserspeichers.
Der Warmwasserbereiter ist nicht immer sichtbar. Er kann im selben Block wie der Heizkessel versteckt sein. Und wenn ein Gebäude mit einer thermischen Solaranlage für die Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung ausgestattet ist, kann der Boiler auch in einem sehr grossen Wasserspeicher (ähnlich dem Prinzip von Matrjoschka-Puppen) untergebracht sein.
Unabhängig von ihrer Grösse und Funktionsweise haben alle Warmwasserbereiter immer denselben Feind: Kalk, auch "Kalkstein" oder "Kesselstein" genannt. Diese feste Kruste entsteht, wenn die natürlicherweise im Trinkwasser enthaltenen Mineralsalze – vor allem Kalzium und Magnesium, welche beide für unseren Körper notwendig sind – unter Hitzeeinwirkung auskristallisieren.
Heizschlange des Wasserboilers, vor und nach dem Entkalken. In diesem gewundenen Rohr zirkuliert Wasser, das mit einem Heizkessel, einer Solarinstallation oder einer Wärmepumpe erhitzt wird.
Elektrischer Heizstab, vor und nach dem Entkalken. Dieser elektrische Widerstand wird durch den Stromdurchfluss erwärmt.
Kalk verlängert die Zeit, die für die Erzeugung von Warmwasser benötigt wird, und verringert die Menge des verfügbaren Warmwassers
Jahr für Jahr lagert sich Kalk an den Heizelementen ab, welche für die Temperaturerwärmung des kalten Trinkwassers aus der Leitung sorgen. Wenn das Wasser "hart" ist (siehe unten), kann der Kalk sogar eine regelrechte Schicht um die Heizelemente bilden. Da Kalk ein schlechter Wärmeleiter ist, verlangsamt er die Wärmeübertragung und verlängert so die Zeit, die für die Erwärmung des kalten Wassers benötigt wird: Den Bewohnern steht dadurch weniger warmes Wasser zur Verfügung. Ausserdem verringert Kalk, der sich an den Wänden und am Boden des Warmwasserbereiters absetzt, die Menge des verfügbaren Warmwassers. Er kann sogar das Rohr, das aus dem Boiler kommt, teilweise verstopfen, wodurch weniger heisses Wasser aus den Wasserhähnen fliesst...
Kalkablagerungen können den für die Erzeugung von Warmwasser benötigten Energieverbrauch erhöhen
Die Auswirkungen von Kalkablagerungen auf den Energieverbrauch können je nach Art des Warmwasserbereiters und der Anlage, die die Wärme erzeugt, sehr unterschiedlich sein.
In der Schweiz enthalten die meisten Warmwasserbereiter, die an einen mit Brennstoffen (Holz, Gas, Öl) betriebenen Heizkessel angeschlossen sind, einen (oder mehrere) Wärmetauscher, der als "Heizschlange" bezeichnet wird: Das ist ein Metallrohr, das mehrmals um die eigene Achse gewickelt ist (siehe hier). Diese Heizschlange bildet zusammen mit den Rohrleitungen, die vom Heizkessel kommen, einen geschlossenen Kreislauf, über den ihr sehr heisses Wasser (wärmer als 60°C) zugeführt wird – aber das ist nicht das gleiche Wasser, wie dasjenige, das aus dem Wasserhahn kommt! Die Heizschlange wird vom heissen Wasser aus dem Heizkessel durchströmt und gibt die Wärme an das kalte Trinkwasser im Warmwasserbereiter ab. Wenn die Heizschlange mit einer dicken Kalkschicht bedeckt ist, kann die Wärme nicht richtig übertragen werden und das heisse Wasser fliesst zurück zum Heizkessel...
Eine verkalkte Heizschlange benötigt also mehr Zeit, um das Leitungswasser zu erwärmen. Da auf dem Weg durch den geschlossenen Kreislauf zwangsläufig Wärme verloren geht und der Heizkessel stärker beansprucht wird, steigt der Energieverbrauch...
Ob Kalk tatsächlich zu einem höheren Energieverbrauch führt, lässt sich allerdings nur schwer quantifizieren, da dies von der Heizungsanlage, der Länge und der Isolierung der Rohrleitungen sowie von der Kristallart des auf der Heizschlange gebildeten Kalks abhängt. Ganz generell kann man jedoch sagen, dass bei das Problem bei einem Boiler umso grösser wird, je dicker die Kalkablagerungen sind. Und in einem mit einer Wärmepumpe betriebenen Warmwasserbereiter führen Kalkablagerungen zu einem noch stärkeren Rückgang der Energieeffizienz.
Aber in einem elektrischen Warmwasserbereiter wirken sich Kalkablagerungen jedoch viel weniger stark auf den Energieverbrauch aus. Da Kalk die Wärmeabgabe verlangsamt, wird der elektrische Widerstand stärker erhitzt, was seine Leitfähigkeit und damit den durch ihn fliessenden Strom verringert: Der Boiler braucht nun länger, um heisses Wasser zuzubereiten, aber der Stromverbrauch steigt nicht wesentlich an (da der Widerstand heisser wird, geht auch etwas mehr Wärme über die Metallteile verloren, die mit dem Tank in Berührung stehen). Andererseits können Kalkablagerungen und Hitze (durch Überhitzung) das Heizelement beschädigen.
Je härter das Wasser und je stärker es erhitzt wird, umso öfter sollte entkalkt werden
Wenn keine Entkalkung vorgenommen wird, verliert der Boiler im Laufe der Jahre an Nutzvolumen und benötigt mehr Zeit und Energie für seine Arbeit. Am Ende hat das Wasser sogar Schwierigkeiten, darin zu zirkulieren und fliesst nur noch schwach aus dem Wasserhahn. Ausserdem können sich auf dem Boden des Boilers Kalkablagerungen ansammeln, die das Wachstum von Bakterien begünstigen.
Damit der Warmwasserbereiter nicht unnötig Energie verschwendet, aber auch um seine Lebensdauer zu verlängern und um die Gefahr des Bakterienwachstums zu verhindern, wird empfohlen, ihn in regelmässigen Abständen entkalken zu lassen. Der Spezialist, der die Entkalkung entweder manuell oder, falls die Kalkablagerungen sehr hartnäckig sind, mit Hilfe von Säure durchführt, wird im gleichen Arbeitsgang auch die Anode kontrollieren (oder auswechseln), die bei einigen Boilern als Korrosionsschutz eingebaut ist. Die Entkalkung eines kleinen Boilers in einer Wohnung kostet etwa 250 Franken (ohne die Teile, die ausgetauscht werden müssen: Dichtung, Anode usw.), und die Rechnung steigt mit der Grösse des Geräts und seiner Komplexität.
Ist der Boiler in der Wohnung installiert, ist es in der Regel Aufgabe des Mieters, für die Entkalkung zu sorgen und die Kosten dafür zu tragen. Wenn es sich um ein Gemeinschaftsgerät für das ganze Miethaus handelt, sind die Kosten in den Heizkosten enthalten.
Wie oft ein Boiler entkalkt werden sollte, hängt zum einen von der Menge des warmen Wassers ab, die verwendet wird, und zum anderen von zwei weiteren Eigenschaften des Wassers:
- Die Wasserhärte: Mit dieser Masseinheit wird die Menge der im Wasser gelösten Mineralsalze angegeben. "Weiches" Wasser enthält wenig Mineralstoffe und verursacht wenig Kalkablagerungen; "hartes" oder "kalkreiches" Wasser ist stark mineralisiert und begünstigt vermehrte Kalkablagerungen. Bleibt am Boden des Kochtopfes jedes Mal nach dem Wasserkochen eine weisse Schicht zurück, so handelt es sich sicher um hartes Wasser, und man tut gut daran, den Boiler wirklich alle vier Jahre wenn nicht öfter zu entkalken.
In der Schweiz hat jede Trinkwasserversorgung die Pflicht, die Wasserbezüger – wenigstens einmal pro Jahr – über die Wasserqualität zu informieren (gemäss der Verordnung des Eidgenössischen Departements des Inneren über Trink-, Quell- und Mineralwasser). Die Wasserhärte wird meistens in französischen Härtegraden (°f oder °fH) angegeben: zwischen 0 und 13°f ist das Wasser weich; zwischen 14 und 25°f ist es mittelhart und bei Härtegraden über 25°f handelt es sich um hartes Wasser. - Die Temperatur: Je stärker das Wasser erwärmt wird, umso mehr neigen die Mineralsalze zum Auskristallisieren, was sich als Kalkablagerungen niederschlägt. Bei hartem Wasser (26,5°f) bildet sich bei 65°C doppelt so viel Kalk wie bei 55°C, und bis zu sechsmal so viel bei 75°C (gemäss EnergieSchweiz). Stellt man die Wasserwärme des Boilers zwischen 55°C und 60°C ein, spart man nicht nur Strom, sondern reduziert auch die Entkalkungsintervalle auf ein vernünftiges Mass.
Besitzt der Warmwasserboiler keine Temperaturanzeige und auch keine Sonde, mittels derer die Temperatur auf der Anzeigetafel der Heizungssteuerung angezeigt wird, kann man die Wassertemperatur am Ausgang des Wasserhahns überprüfen (idealerweise liegt sie zwischen 50 und 55°C). Für Warmwasser aus dem Boiler wird normalerweise eine Mindesttemperatur von 55°C empfohlen, damit sich keine Krankheitserreger im Wasser entwickeln (gilt besonders für Legionellen). Sicherheitshalber sind moderne Heizungsanlagen in der Regel aber so programmiert, dass sie regelmässig – aber nur für kurze Zeit – die Temperatur des Boilers auf über 60°C anheben, um die Bakterien abzutöten.
Solarboiler
In einem an Sonnenkollektoren angeschlossenen Warmwasserboiler kann die Wassertemperatur bis auf über 85°C steigen, was natürlich die Kalkbildung begünstigt. Zum Glück bleibt der Kalk im Allgemeinen nicht auf der Heizschlange haften: da sich die Heizschlange bei Temperaturunterschieden stark zusammenzieht bzw. entspannt, wird der auf ihr aufliegende Kalk weggesprengt. Die Kalkstückchen setzen sich schliesslich am Boden des Boilers ab.
Im Gegensatz zu einem Warmwasserboiler muss ein Grosspufferspeicher (grosser Wasserspeicher, der zur Beheizung eines ganzen Gebäudes dient) nicht regelmässig entkalkt werden, da hier das Wasser in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert.
