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 waarde wordt uitgedrukt in milligram per liter calciumcarbonaat (CaCO₃) om een gestandaardiseerde hardheidsmaat te bieden.
De waterhardheid wordt voornamelijk bepaald door het mineraalgehalte van het oorspronkelijke vulwater. In een verwarmingssysteem is de totale hardheid belangrijk, omdat calcium- en magnesiumverbindingen minder oplosbaar kunnen worden wanneer het water wordt verwarmd en ketelsteenaanslag kunnen vormen, vooral op warmteoverdrachtsoppervlakken met een hoge temperatuur.
Totale hardheid geeft daarom een indicatie van het algehele kalkvormende vermogen van het systeemwater, vooral wanneer deze samen met de alkaliteit, pH en temperatuur wordt beoordeeld.
Vereenvoudigde definitie
Totale hardheid meet de hoeveelheid hardheidsvormende mineralen, voornamelijk calcium en magnesium, die zijn opgelost in het systeemwater.
Hard water bevat hogere concentraties van deze mineralen. Wanneer het water wordt verwarmd, kunnen ze bijdragen aan de vorming van kalkaanslag en andere afzettingen in ketels, warmtewisselaars en leidingen.
Totale hardheid is belangrijk, omdat een verhoogde hardheid de kans op kalkvorming kan vergroten, vooral in onderdelen waarin het systeemwater hoge temperaturen bereikt.
Een afwijkende totale hardheidswaarde kan wijzen op:
Hard leidingwater dat wordt gebruikt om het verwarmingssysteem te vullen.
Een verhoogde kans op kalkafzetting op oppervlakken voor warmteoverdracht.
Het systeem herhaaldelijk bijvullen met vers leidingwater.
Onvoldoende of onvolledig gebruik van onthard of gedemineraliseerd vulwater wanneer dat wordt verwacht.
Veranderingen in het systeemwater na aftappen, opnieuw vullen of onderhoud.
Een mogelijk lek of drukverlies als de hardheid geleidelijk toeneemt doordat er herhaaldelijk leidingwater wordt toegevoegd.
Een watersamenstelling die mogelijk extra behandeling vereist of aandacht vraagt volgens de geldende richtlijnen voor systeemwater.
Wanneer hard water wordt verwarmd, kunnen calcium- en magnesiumverbindingen afzettingen vormen op interne oppervlakken. Calciumcarbonaatkalkaanslag is bijzonder belangrijk, omdat deze zich meestal vormt op de heetste oppervlakken in het systeem, waaronder de warmtewisselaars van de ketel en de warmtepomp.
Kalkaanslag kan bijdragen aan:
Verminderde efficiëntie van de warmteoverdracht.
Hoger energieverbruik om het vereiste verwarmingsvermogen te bereiken.
Plaatselijke oververhitting van de oppervlakken van de warmtewisselaar.
Verminderde doorstroming door smalle waterkanalen.
Meer geluid van het systeem of de ketel.
Verstopte kleppen, leidingen en andere componenten.
Verminderde prestaties en kortere levensduur van het apparaat.
Voortijdige uitval van componenten wanneer de afzettingen ernstig worden.
De totale hardheid kan ook nuttige informatie geven over de vulgeschiedenis van het systeem. Zo wordt normaal gesproken verwacht dat de hardheid relatief laag blijft in een systeem dat oorspronkelijk is gevuld met gedemineraliseerd water of water met een lage hardheid. Een latere stijging kan erop wijzen dat onbehandeld leidingwater is toegevoegd tijdens het bijvullen of opnieuw vullen.
De totale hardheid moet daarom worden beoordeeld in combinatie met parameters zoals calcium, M-alkaliniteit, P-alkaliniteit, pH en geleidbaarheid bij het beoordelen van het risico op ketelsteenvorming en de algehele waterkwaliteit van het systeem.
Totale hardheid moet normaal gesproken niet op zichzelf worden beoordeeld. Een hoge hardheidswaarde wijst erop dat er mineralen aanwezig zijn die kalkaanslag kunnen veroorzaken, maar betekent niet automatisch dat er op dit moment kalkaanslag ontstaat.
Kalkaanslag wordt beïnvloed door verschillende factoren die op elkaar inwerken, waaronder de calciumconcentratie, alkaliniteit, pH, temperatuur en de algehele waterchemie. Het risico is doorgaans groter op oppervlakken met een hoge temperatuur, waar de oplosbaarheid van mineralen kan afnemen en afzettingen kunnen ontstaan.
Het is ook belangrijk om onderscheid te maken tussen totale hardheid en calcium. Een calciumtest meet specifiek calciumionen, terwijl totale hardheid de gezamenlijke bijdrage weergeeft van calcium, magnesium en, in veel mindere mate, andere ionen die de hardheid veroorzaken.
Het aanvaardbare hardheidsniveau kan ook afhangen van de vereisten van de fabrikant van het verwarmingstoestel, het systeemvolume, de behandelmethode van het vulwater en de toepasselijke richtlijnen voor waterkwaliteit.
