Technická definícia
Celková tvrdosť je meranie kombinovanej koncentrácie rozpustených viacmocných iónov kovov, predovšetkým vápnika (Ca²⁺) a horčíka (Mg²⁺), prítomných vo vode vykurovacieho systému. Udáva sa v miligramoch uhličitanu vápenatého (CaCO₃) na liter ako štandardizovaná miera tvrdosti.
Tvrdosť vody závisí predovšetkým od obsahu minerálov v pôvodnej napúšťacej vode. Vo vykurovacom systéme je celková tvrdosť dôležitá, pretože zlúčeniny vápnika a horčíka sa pri zohrievaní vody môžu stať menej rozpustnými a môžu vytvárať usadeniny vodného kameňa, najmä na teplovýmenných plochách s vysokou teplotou.
Celková tvrdosť preto naznačuje celkový potenciál vody v systéme na tvorbu usadenín, najmä ak sa posudzuje spolu s alkalitou, pH a teplotou.
Zjednodušená definícia
Celková tvrdosť meria množstvo minerálov spôsobujúcich tvrdosť, najmä vápnika a horčíka, rozpustených vo vode v systéme.
Tvrdá voda obsahuje vyššie množstvo týchto minerálov. Pri zohrievaní vody môžu prispievať k tvorbe vodného kameňa a ďalších usadenín vo vnútri kotlov, výmenníkov tepla a potrubí.
Celková tvrdosť je dôležitá, pretože vyššia tvrdosť môže zvýšiť pravdepodobnosť tvorby usadenín, najmä v súčastiach, v ktorých voda v systéme dosahuje vysoké teploty.
Abnormálny výsledok celkovej tvrdosti môže poukazovať na:
Tvrdá voda z vodovodu použitá na naplnenie vykurovacieho systému.
Zvýšené riziko tvorby vodného kameňa na povrchoch na prenos tepla.
Opakované dopĺňanie systému čerstvou vodou z vodovodu.
Neúčinné alebo neúplné použitie zmäkčenej či demineralizovanej plniacej vody tam, kde sa to očakáva.
Zmeny vlastností vody v systéme po vypustení, opätovnom naplnení alebo údržbe.
Možný únik alebo problém so stratou tlaku, ak tvrdosť postupne narastá v dôsledku opakovaného dopĺňania vody z vodovodu.
Chemické zloženie vody, ktoré môže vyžadovať dodatočnú úpravu alebo zohľadnenie podľa príslušných smerníc pre vodu v systéme.
Pri zahrievaní tvrdej vody sa môžu na vnútorných povrchoch vytvárať usadeniny zlúčenín vápnika a horčíka. Usadeniny uhličitanu vápenatého sú obzvlášť dôležité, pretože sa zvyknú tvoriť na najteplejších povrchoch systému vrátane výmenníkov tepla v kotloch a tepelných čerpadlách.
Hromadenie usadenín môže prispievať k:
Znížená účinnosť prenosu tepla.
Vyššia spotreba energie na dosiahnutie požadovaného vykurovacieho výkonu.
Lokálne prehrievanie povrchov výmenníka tepla.
Znížený prietok úzkymi kanálmi.
Zvýšená hlučnosť systému alebo kotla.
Obmedzená funkčnosť ventilov, potrubia a ďalších komponentov.
Znížený výkon a životnosť zariadenia.
Predčasné zlyhanie komponentov v prípade silného usadzovania.
Celková tvrdosť môže tiež poskytnúť užitočné informácie o histórii plnenia systému. Napríklad pri systéme pôvodne naplnenom demineralizovanou vodou alebo vodou s nízkou tvrdosťou by sa vo všeobecnosti mala zachovať pomerne nízka tvrdosť. Následné zvýšenie môže naznačovať, že sa do systému pri dopĺňaní alebo opätovnom napĺňaní dostala neupravená voda z vodovodnej siete.
Pri posudzovaní rizika tvorby vodného kameňa a celkovej kvality vody v systéme by sa preto celková tvrdosť mala vyhodnocovať spolu s parametrami, ako sú vápnik, M-alkalita, P-alkalita, pH a vodivosť.
Celková tvrdosť by sa bežne nemala posudzovať samostatne. Vysoká hodnota tvrdosti znamená, že sú prítomné minerály spôsobujúce tvorbu vodného kameňa, automaticky to však neznamená, že sa vodný kameň práve tvorí.
Tvorba vodného kameňa závisí od viacerých vzájomne pôsobiacich faktorov vrátane koncentrácie vápnika, alkalinity, pH, teploty a celkového chemického zloženia vody. Riziko je zvyčajne vyššie na povrchoch s vysokou teplotou, kde môže klesať rozpustnosť minerálov a môžu sa tvoriť usadeniny.
Dôležité je tiež rozlišovať medzi celkovou tvrdosťou a obsahom vápnika. Testovanie vápnika meria konkrétne ióny vápnika, zatiaľ čo celková tvrdosť vyjadruje spoločný podiel vápnika, horčíka a v oveľa menšej miere aj ďalších iónov spôsobujúcich tvrdosť.
Prípustná úroveň tvrdosti môže závisieť aj od požiadaviek výrobcu vykurovacieho zariadenia, objemu systému, spôsobu úpravy plniacej vody a príslušných usmernení pre kvalitu vody.
