À travers l’ordonnance allemande sur les économies d’énergie (EnEV), l’exploitation économique des installations de chauffage a fait l’objet d’une plus grande prise de conscience, de sorte que les directives relatives au fonctionnement des chaufferies avec un minimum d’énergie et de dommages ont également changé. La nouvelle version de la norme VDI 2035 Fiche 1 exige que des mesures soient prises pour éviter l’entartrage du circuit de chauffage dès les installations de chauffage de moins de 50 kW.

Des mesures doivent systématiquement être prises dès lors que le degré de dureté de l’eau régional dépasse la valeur indiquée dans le tableau ci-dessous. Si le volume spécifique de l’installation par kW de puissance de chaudière est > 20 l/kW, il convient de se baser sur le groupe immédiatement supérieur. Si les 50 l/kW sont dépassés, généralement adoucir à ~ 0°dH.

L’adoucissement est la mesure la plus sûre pour éviter la formation de calcaire, car le calcium à l’origine de la formation du calcaire est éliminé de l’eau lors du processus. En outre, l’adoucissement au moyen d’une résine échangeuse d’ions est une technique reconnue et largement éprouvée. L’eau contenant des ions Ca et Mg passe sur une résine synthétique dopée aux ions Na, tandis que les ions Ca et Mg sont remplacés par des ions Na.

Outre l’adoucissement, les alternatives suivantes existent également : la stabilisation de la dureté, la précipitation de la dureté, le traitement physique de l’eau et la déminéralisation. La stabilisation et la précipitation de la dureté sont obtenues par l’ajout de phosphates ou d’autres agents chimiques. Le risque de sous-dosage ou de surdosage rend le procédé vulnérable. Le traitement physique de l’eau est réalisé à l’aide de champs magnétiques censés former des cristaux de calcaire qui ne doivent pas produire de surfaces dures. L’efficacité de ce procédé n’a pas encore été démontrée de manière convaincante. La déminéralisation extrait tous les sels minéraux (Mg, Ca, Na, etc.) de l’eau et élimine donc également le problème du calcium (Ca). La déminéralisation modifie toutefois le pH, de sorte que l’eau doit être neutralisée à l’aide de produits alcalins (qui nécessitent un grand nombre d’appareils).

Le Reflex Fillsoft est un échangeur d’ions de conception simple qui adoucit l’eau de remplissage et d’appoint pour l’installation de chauffage. Un boîtier de cartouche filtrante est équipé d’une cartouche remplie de résine échangeuse d’ions. Le Fillsoft est installé en aval du séparateur (ex. : Fillset). Le premier remplissage et le remplissage ultérieur s’effectuent via la cartouche filtrante. L’eau douce s’écoule dans l’installation de chauffage. Un compteur d’eau enregistre la quantité d’eau douce prélevée et indique à l’exploitant quand il est temps de changer la cartouche. La cartouche usagée est jetée avec les ordures ménagères et une nouvelle cartouche est mise en place.

Le premier remplissage des installations (jusqu’à un volume d’environ 1 500 l) peut être effectué par le biais de « fillsoft ». Pour cela, il convient d’utiliser un nombre supplémentaire de cartouches pour le premier remplissage, en fonction du degré de dureté (voir le mode d’emploi).

Lors de l’adoucissement par échange d’ions, les ions calcium sont remplacés par des ions Na dans l’eau, de sorte que la teneur en sels et donc la conductibilité ne sont pas modifiées par le « fillsoft ». L’eau adoucie n’augmente pas non plus la corrosivité de l’eau.

En raison du prix relativement bas des cartouches neuves, la régénération ne se justifie pas. Les coûts logistiques (envoi, régénération externe, emballage) dépassent le coût d’une cartouche neuve. L’élimination avec les ordures ménagères des cartouches usagées ne pose aucun problème.

L’eau qui a été adoucie une fois redevient dure si elle stagne plus longtemps dans l’échangeur d’ions. C’est pour cette raison que les cartouches ont été choisies avec un contenu en eau minimal, de sorte que même si l’eau d’appoint reste longtemps dans le « fillsoft », seules de très petites quantités d’eau « dure » sont introduites dans le système.

Adoucissement
L’adoucissement classique s’effectue au moyen d’un échangeur d’ions Na. Les ions Ca et Mg, responsables de la dureté de l’eau, sont remplacés par des ions Na. En outre, aucune intervention n’est effectuée sur la chimie de l’eau. La conductibilité électrique et la valeur du pH restent inchangées, de sorte qu’aucune mesure supplémentaire de conditionnement de l’eau n’est nécessaire.

Il existe en outre des échangeurs d’ions H+ qui ne remplacent pas les cations (calcium et magnésium) par des ions sodium, mais par des ions hydrogène. Les ions hydrogène entraînent une multiplication des protons d’hydrogène et donc inévitablement (voir la définition de la valeur du pH) un déplacement de la valeur du pH vers la zone acide. L’ajout d’additifs alcalins est ici obligatoire.

Décarbonatation
Lors de la décarbonatation, la dureté carbonatée (c’est-à-dire la dureté qui précipite sous forme de calcaire dans l’installation de chauffage) et l’hydrogénocarbonate (HCO3-) sont éliminés de l’eau potable selon le principe de l’échange d’ions. L’hydrogénocarbonate déterminant de manière significative le système tampon de l’eau (c’est-à-dire la mesure dans laquelle de faibles ajouts d’acide ou de base ont un impact sur le pH), l’élimination de l’hydrogénocarbonate est généralement liée à des mesures supplémentaires de conditionnement de l’eau.

Déminéralisation
Si la déminéralisation est effectuée au moyen d’un échangeur d’ions à lit mélangé, les modes d’action mentionnés ci-dessus s’appliquent de manière adéquate. L’eau passe alors sur une résine ionique fortement acide et fortement basique qui filtre les cations (Ca, Na, Mg, etc.) et les anions (Cl, HCO3, etc.) et les remplace par des ions H+ et OH-. Le carbonate d’hydrogène (dans l’échangeur d’anions) étant lui aussi retiré de l’eau, l’effet tampon contre l’influence des acides et des bases fait défaut, si bien que d’autres traitements sont absolument nécessaires après le processus de déminéralisation. L’avantage de la déminéralisation est l’élimination de tous les sels, de sorte que la conductibilité électrique tend vers zéro. Cela permet de tolérer des teneurs en oxygène plus élevées dans l’eau de chauffe. Aucune norme ou directive n’exige toutefois une déminéralisation dans les installations de chauffage.

Résultat :
Avec l’échangeur d’ions sodium, qui est également utilisé dans le « fillsoft », les cations (Ca et Mg) sont remplacés par des ions Na. La teneur en sels reste ainsi inchangée, mais la valeur du pH ne change pas non plus, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de prendre des mesures supplémentaires pour la neutralisation - due à l’adoucissement. Citation tirée du manuel de technique de chauffage Buderus (édition 2002)

L’opinion – que l’on rencontre encore souvent – selon laquelle l’eau adoucie (remarque : au moyen d’un échangeur d’ions sodium) doit être traitée ultérieurement avec des produits chimiques en raison de sa prétendue « agressivité », n’est pas fondée.

Selon la formule suivante

Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 +H20

la formation de cailloux par précipitation du calcaire (carbonate de calcium) peut toujours se produire lorsque le réchauffement de l’eau provoque la décomposition du bicarbonate de calcium en carbonate de calcium, dioxyde de carbone et eau. Le carbonate de calcium forme des dépôts durs sous forme de tartre et le gaz est évacué du système via par exemple des purgeurs automatiques rapides.

On constate un risque croissant de formation de tartre avec l’introduction de l’EnEV et l’évolution simultanée des techniques de chauffage vers des surfaces de transfert de chaleur plus compactes. De plus, la tendance aux installations à plusieurs chaudières fait que de petites unités doivent temporairement prendre en charge le chauffage de grands volumes d’installations. Le risque de formation de tartre sur les composants soumis à de très hautes températures augmente donc.

Les conduites sont également menacées par les dépôts de calcaire qui - avec le temps - réduisent considérablement leur diamètre, augmentant ainsi les pertes de pression et la consommation d’énergie des pompes. Lors des processus de chauffage et de refroidissement dans l’installation, des morceaux de calcaire se détachent des dépôts et peuvent entraîner des dysfonctionnements au niveau des vannes de régulation, des soupapes de sécurité ou des pompes.

Pour cette raison, l’actuelle directive VDI 2035 Fiche 1 a considérablement renforcé les exigences pour éviter la formation de tartre et exige aujourd’hui déjà des mesures appropriées pour une « chaudière de 20 kW » si la dureté régionale de l’eau dépasse 16,8 dH.

En raison du budget de plus en plus serré des ménages, l’aspect économies d’énergie devrait déjà motiver suffisamment l’installation d’un adoucisseur. Un dépôt de tartre de 1 mm sur la paroi de la chaudière entraîne une perte de rendement d’environ 10 %. Sur une facture de chauffage annuelle de 1000 €, l’utilisation d’un « fillsoft » peut donc être rapidement amortie. L’eau douce entraîne en outre la dissolution des dépôts de tartre déjà formés jusqu’à ce que l’équilibre calcaire-gaz carbonique soit rétabli. Les droits de garantie potentiels vis-à-vis du fabricant de la chaudière sont plus faciles à faire valoir avec l’utilisation d’eau traitée (selon VDI 2035) que sans, d’autant plus que le respect et l’application de cette directive sont aujourd’hui exigés dans chaque documentation de chaudière.