Kvalita otopné vody: proč měřit pH, vodivost a kyslík a kdy čistit soustavu

Kotel se dá vyměnit, čerpadlo také. Voda v soustavě ale zůstává a koluje všemi trubkami, radiátory i výměníky klidně dvacet let. Když je špatná, ničí všechno, čím proteče: zanáší výměník kotle, rozpouští hliník, plní soustavu kalem. Proto je kvalita teplonosné kapaliny jednou z částí kontroly vytápění podle vyhlášky č. 38/2022 Sb.

V článku vysvětluji, co se měří a proč, proč je měření v kotelně záludnější, než vypadá, a kdy má smysl soustavu čistit, nebo ji naopak nechat být.

Co říká vyhláška

Příloha č. 3 vyhlášky č. 38/2022 Sb. hodnotí tři parametry otopné vody, všechny vztažené k 25 °C:

• pH: pro soustavy z mědi a oceli 8,2–9, pro soustavy s hliníkem 6,5–8,2,
• konduktivita (vodivost): u odsolené vody pod 100 μS/cm, u vody s obsahem solí 100–1 500 μS/cm,
• rozpuštěný kyslík: u odsolené vody pod 0,1 mg/l, u vody s obsahem solí pod 0,02 mg/l.

Pokud provozovatel nemá aktuální rozbor vody se zhodnocením, odebírá se vzorek do skleněné nádoby, nechá se vychladnout na 25 °C a měří se multifunkčním přístrojem. Výsledek patří do části C.6 zprávy o kontrole.

Proč mít úpravnu vody

Voda z vodovodu je pitná, ale pro otopnou soustavu není ideální. Obsahuje vápník a hořčík (tvrdost), rozpuštěné soli a kyslík. Při ohřevu se tvrdost vylučuje jako vodní kámen, a to nejvíc tam, kde je nejtepleji: na teplosměnné ploše kotle nebo výměníku. Vrstva kamene funguje jako izolace, kov pod ní se přehřívá a účinnost klesá. U kondenzačních kotlů s úzkými kanálky výměníku stačí málo.

Úpravna vody zajistí, že do soustavy přitéká voda, která tyto problémy nezpůsobuje. Typicky jde o změkčovač nebo demineralizační patronu na plnicím potrubí, často doplněnou o dávkování chemie a vodoměr. Výrobci kotlů požadavky na otopnou vodu uvádějí v návodu a jejich nedodržení může mít vliv na záruku.

Co v soustavě dělá kyslík

Rozpuštěný kyslík je hlavní příčinou koroze ocelových částí: radiátorů, potrubí, kotlových těles. Kov se rozpouští, vzniká rez a černý kal (magnetit). Kal se usazuje v radiátorech, ucpává ventily a filtry a v kotli zhoršuje přestup tepla. Magnetit navíc rád ulpívá v oběhových čerpadlech s permanentním magnetem.

V uzavřené soustavě se kyslík z první náplně postupně „spotřebuje“ na korozi a voda se uklidní. Problém je kyslík, který přichází opakovaně:

• s každým doplněním vody,
• přes netěsnosti a automatické odvzdušňovače, pokud je v části soustavy podtlak (například při špatně nastavené nebo vadné expanzní nádobě),
• difuzí přes plastové trubky bez kyslíkové bariéry, typicky u starších podlahovek.

Proto je limit kyslíku tak nízký. Setiny miligramu na litr znamenají, že soustava je prakticky bez kyslíku.

Proč se měří vodivost

Vodivost (konduktivita) ukazuje, kolik je ve vodě rozpuštěných solí. Čím víc solí, tím lépe voda vede proud, a tím rychleji probíhá koroze, hlavně tam, kde se v soustavě potkávají různé kovy (ocel, měď, hliník, mosaz). Nízká vodivost znamená méně agresivní vodu.

Vodivost je také rychlý ukazatel, jakou vodou je soustava naplněná. Odsolená (demineralizovaná) voda má vodivost velmi nízkou, voda z vodovodu řádově stovky μS/cm. Když vodivost odsolené soustavy roste, je to znamení, že se doplňuje neupravenou vodou.

Proč se měří pH

pH rozhoduje o tom, jestli voda kov chrání, nebo napadá. Ocel a měď jsou nejlépe chráněné v mírně zásaditém prostředí, proto vyhláška požaduje pH 8,2–9. Hliník je naopak citlivý na vysoké pH, a proto je pro soustavy s hliníkovými výměníky nebo radiátory horní hranice 8,2. Soustava, kde je hliník i ocel, tak musí trefit poměrně úzké okno.

pH se navíc po napuštění samo mění: během prvních týdnů provozu obvykle stoupá. Proto má smysl ho ověřit až po zaběhnutí soustavy, nejen při napuštění.

Proč je kyslík v praxi tak těžké změřit

Voda, která je ve styku se vzduchem, obsahuje při 25 °C kolem 8 mg/l kyslíku. Limit pro soustavu je 0,02 až 0,1 mg/l, tedy stokrát až čtyřsetkrát méně. Stačí, aby se vzorek na chvíli dotkl vzduchu, a měření ukazuje kyslík, který v soustavě vůbec není. Typické chyby:

• odběr z vypouštěcího kohoutu, ve kterém stojí odstátá voda nebo vzduch, bez dostatečného odpuštění,
• bublinky a víření při plnění nádoby (voda „čeří“ a nabírá vzduch),
• neúplně naplněná nádoba se vzduchovou bublinou pod zátkou,
• chladnutí ve špatně uzavřené nádobě, kdy se kyslík ze vzduchu do vzorku natahuje,
• dlouhá doba mezi odběrem a měřením.

Správně se vzorek odebírá hadičkou až na dno nádoby, nechá se několikanásobně přetéct a nádoba se uzavře bez vzduchové bubliny. Proto vyhláška zmiňuje skleněnou nádobu, ideálně kyslíkovku se zábrusovou zátkou. Nejspolehlivější je měřit přímo v proudící vodě průtočnou celou, bez kontaktu se vzduchem. Pokud tak výsledek ukazuje vyšší kyslík, vždy se ptám, jestli je to stav soustavy, nebo vzorku. Opakované měření obvykle odpoví.

Proč je těžké správně změřit pH

pH metr se skleněnou elektrodou je citlivý přístroj a „něco ukáže“ vždycky. Aby to bylo správné číslo, musí být splněno několik věcí:

• kalibrace alespoň ve dvou bodech pomocí kalibračních pufrů, pro otopnou vodu typicky pH 7 a pH 10, protože měříme v zásadité oblasti; ideálně v den měření,
• čerstvé pufry: otevřený pufr, zvlášť zásaditý, se vzduchem znehodnocuje,
• stav elektrody: stárne, vysychá a zpomaluje se; kontroluje se strmost a posun nuly při kalibraci,
• teplota: pH se mění s teplotou, proto se měří při 25 °C nebo s teplotní kompenzací,
• čas: hodnota se musí ustálit.

Zvlášť zrádná je odsolená voda. Má tak málo iontů, že běžná elektroda odpovídá pomalu a hodnota „plave“. Navíc voda ze vzduchu rychle pohlcuje oxid uhličitý, který pH snižuje. Vzorek demi vody nechaný chvíli v otevřené kádince tak ukáže nižší pH, než má voda v soustavě. Pro tyto vody existují elektrody a postupy určené pro nízkou vodivost.

Proto ve zprávě uvádím nejen naměřené hodnoty, ale i způsob odběru. Když je výsledek na hraně, doporučím laboratorní rozbor nebo opakované měření.

Nejdůležitější je první napuštění a pak úniky

Většinu toho, co soustavu ničí, do ní přivede voda, kterou do ní napustíme. Při prvním napuštění přijde celá dávka tvrdosti a kyslíku najednou. Tvrdost se vyloučí jako kámen (u velkých soustav to mohou být kilogramy) a kyslík se spotřebuje na korozi. Pokud se soustava napustí správně upravenou vodou, má od začátku vyhráno.

Pak už jde hlavně o to, aby se voda nemusela doplňovat. Každé doplnění přináší novou tvrdost a nový kyslík. Soustava, kam se pravidelně dopouští, je soustava s netěsností, a ta postupně koroduje a zanáší se. Doporučuji proto:

• napouštět a doplňovat jen přes úpravnu vody,
• mít na plnicím potrubí vodoměr a zapisovat odečty do provozního deníku; u větších zdrojů to doporučuje i směrnice VDI 2035,
• sledovat tlak v soustavě a stav expanzní nádoby,
• když spotřeba doplňovací vody roste, hledat únik, ne jen dopouštět.

Jak otopnou vodu ošetřit

Odsolení (demineralizace)

Voda se zbaví prakticky všech solí, nejen tvrdosti. Výsledkem je nízká vodivost a tím i malá korozní agresivita. Je to obecně nejbezpečnější způsob napouštění, vhodný i pro soustavy s hliníkem. Používají se patrony se směsným ionexem nebo reverzní osmóza.

Změkčení

Změkčovač vymění vápník a hořčík za sodík. Kámen se netvoří, ale soli ve vodě zůstávají a vodivost se nesníží. Změkčená voda má tendenci zvyšovat pH, a proto se nehodí pro soustavy s hliníkovými prvky. Vždy rozhodují požadavky výrobce kotle.

Chemická úprava (inhibitory)

Dávkování přípravků, které upravují pH, vážou kyslík nebo vytvářejí ochrannou vrstvu na kovu. Funguje, pokud se přípravek hodí k materiálům soustavy a jeho koncentrace se kontroluje. Ne každý přípravek je povolený výrobcem kotle.

Odplynění, odkalení a filtrace

Odvzdušňovače mikrobublin odstraní plyny, které se při ohřevu uvolňují. Odkalovače s magnetem zachytí kal a magnetit dřív, než doputuje do kotle nebo čerpadla. Filtry se ale musí čistit: ucpaný filtr škodí víc, než pomáhá.

Oddělení soustav

Když se do staré soustavy plné kalu dává nový citlivý kotel, osvědčuje se oddělit kotlový okruh deskovým výměníkem. Kotel pak pracuje s vlastní čistou vodou a stará soustava ho neohrožuje.

Má smysl soustavu čistit?

Čištění (proplach) otopné soustavy není univerzální řešení. Někdy je nutné, jindy uškodí.

Kdy čištění smysl má

• před připojením nového kotle, zvlášť kondenzačního, ke staré soustavě; výrobci to často vyžadují,
• když je v soustavě kal: černá voda při odvzdušnění, rychle se zanášející filtry, studené spodní části radiátorů,
• při špatné cirkulaci, kterou nevysvětlí regulace ani vyvážení,
• po větší opravě nebo rekonstrukci, kdy se do soustavy dostaly nečistoty,
• když rozbor vody ukazuje vysoký obsah železa nebo jiný zjevný problém.

Kdy čištění smysl nemá

• soustava je stabilní: nedoplňuje se, nemá kal, filtry jsou čisté, rozbor je v pořádku; každé vypuštění a napuštění přinese novou dávku kyslíku a tvrdosti,
• „preventivně“ bez zjištěného problému: peníze lépe využijete na úpravnu vody nebo odkalovač,
• u starých, silně zkorodovaných rozvodů agresivní chemií: usazeniny někdy těsní drobné netěsnosti a po jejich odstranění se mohou objevit úniky,
• když se následně napustí neupravenou vodou: to celé čištění znehodnotí.

Pokud se čistí, pak s následným napuštěním upravenou vodou, osazením odkalovače a kontrolou vody po zaběhnutí. Jinak je za rok soustava tam, kde byla.

Obecné informace o čištění rozvodů od kamene a oxidů železa shrnuje například TZB-info.

Jak to vypadá při kontrole

Při kontrole vytápění se podívám na úpravnu vody, filtry, odkalovače a expanzní nádobu, zeptám se na doplňování a provozní deník a změřím pH, vodivost a kyslík, pokud není k dispozici aktuální rozbor. Ve zprávě pak uvedu naměřené hodnoty, jejich zhodnocení a doporučená opatření. Na nejčastější nálezy z kotelen se můžete podívat v článku nejčastější nedostatky při kontrole vytápění, jak naložit s doporučeními popisuji v článku co s doporučeními ze zprávy.