Technische definitie
Totale hardheid is een meting van de gecombineerde concentratie van opgeloste meerwaardige metaalionen, voornamelijk calcium (Ca²⁺) en magnesium (Mg²⁺), die aanwezig zijn in het water van het verwarmingssysteem. De hardheid wordt uitgedrukt in milligram calciumcarbonaat (CaCO₃) per liter als gestandaardiseerde maat voor de hardheid.
De hardheid van water wordt voornamelijk bepaald door het mineraalgehalte van het oorspronkelijke vulwater. In een verwarmingssysteem is de totale hardheid belangrijk omdat calcium- en magnesiumverbindingen minder goed oplosbaar kunnen worden wanneer water wordt verwarmd en kalkafzettingen kunnen vormen, vooral op warmteoverdrachtsoppervlakken die hoge temperaturen bereiken.
De totale hardheid geeft dus een indicatie van het algemene potentieel van het systeemwater om kalkafzettingen te vormen, vooral wanneer je die samen met de alkaliniteit, pH en temperatuur beoordeelt.
Vereenvoudigde definitie
De totale hardheid meet de hoeveelheid hardheidsvormende mineralen, vooral calcium en magnesium, die opgelost zijn in het systeemwater.
Hard water bevat hogere concentraties van deze mineralen. Wanneer het water wordt verwarmd, kunnen die bijdragen aan de vorming van kalkaanslag en andere afzettingen in ketels, warmtewisselaars en leidingen.
De totale hardheid is belangrijk omdat een hoge hardheid de kans op kalkvorming kan verhogen, vooral in onderdelen waar het systeemwater hoge temperaturen bereikt.
Een afwijkend resultaat voor de totale hardheid kan wijzen op:
Hard leidingwater dat gebruikt wordt om het verwarmingssysteem te vullen.
Een verhoogde kans op kalkafzetting op oppervlakken voor warmteoverdracht.
Het herhaaldelijk bijvullen van het systeem met vers leidingwater.
Ineffectief of onvolledig gebruik van onthard of gedemineraliseerd vulwater, wanneer dat verwacht wordt.
Veranderingen in het systeemwater na het aftappen, opnieuw vullen of onderhouden van het systeem.
Een mogelijk lek of drukverlies als de hardheid geleidelijk toeneemt doordat er herhaaldelijk leidingwater wordt toegevoegd.
Een watersamenstelling die mogelijk een extra behandeling of beoordeling vereist volgens de geldende richtlijnen voor systeemwater.
Wanneer hard water wordt verwarmd, kunnen calcium- en magnesiumverbindingen afzettingen vormen op interne oppervlakken. Kalkaanslag van calciumcarbonaat is bijzonder belangrijk, omdat die zich doorgaans vormt op de heetste oppervlakken in het systeem, waaronder de warmtewisselaars van ketels en warmtepompen.
Kalkaanslag kan bijdragen aan:
Minder efficiënte warmteoverdracht.
Hoger energieverbruik om het vereiste verwarmingsvermogen te bereiken.
Plaatselijke oververhitting van de oppervlakken van de warmtewisselaar.
Minder doorstroming door smalle waterkanalen.
Meer lawaai van de installatie of de ketel.
Verstopte kranen, leidingen en andere onderdelen.
Minder goede werking en een kortere levensduur van het toestel.
Voortijdige defecten aan onderdelen wanneer de afzettingen ernstig worden.
De totale hardheid kan ook nuttige informatie geven over de vulgeschiedenis van de installatie. Zo zou een installatie die oorspronkelijk gevuld werd met gedemineraliseerd water of water met een lage hardheid normaal gezien een relatief lage hardheid moeten behouden. Een latere stijging kan erop wijzen dat er onbehandeld leidingwater is toegevoegd bij het bijvullen of opnieuw vullen.
De totale hardheid moet daarom samen met parameters zoals calcium, M-alkaliniteit, P-alkaliniteit, pH en geleidbaarheid worden beoordeeld om het risico op kalkaanslag en de algemene waterkwaliteit in de installatie te bepalen.
De totale hardheid mag normaal niet afzonderlijk beoordeeld worden. Een hoge hardheidswaarde wijst erop dat er mineralen aanwezig zijn die kalkafzetting kunnen veroorzaken, maar dat betekent niet automatisch dat er momenteel kalk wordt afgezet.
Kalkvorming hangt af van verschillende factoren die op elkaar inwerken, waaronder de calciumconcentratie, alkaliniteit, pH, temperatuur en de algemene watersamenstelling. Het risico is doorgaans groter op oppervlakken die sterk opwarmen, omdat mineralen daar minder goed oplosbaar kunnen worden en zich kunnen afzetten.
Het is ook belangrijk om een onderscheid te maken tussen de totale hardheid en calcium. Bij een calciumtest worden specifiek calciumionen gemeten, terwijl de totale hardheid de gezamenlijke bijdrage weergeeft van calcium, magnesium en, in veel kleinere mate, andere ionen die de hardheid bepalen.
Het aanvaardbare hardheidsniveau kan ook afhangen van de vereisten van de fabrikant van het verwarmingstoestel, het systeemvolume, de behandelmethode van het vulwater en de geldende richtlijnen voor waterkwaliteit.
