Onderzoek: verwijderd een waterontharder ook oude kalkaanslag?

douchekop met sterke kalkaanslag
kalkaanslag op douchekop

In dit artikel doen wij verslag van een onderzoek naar de ontkalkende werking van onthard water.

We wilden weten of onthard water uit een waterontharder op basis van een ionenwisselaar (dat is de traditionele versie die met zout werkt) in staat is om oude kalkaanslag (ketelsteen), wat ontstaan is in de periode van voor de aanschaf van een waterontharder, te laten verdwijnen.

Samenvatting

Ons onderzoek heeft aangetoond dat kalkaanslag wat ontstaan is in een apparaat die hard water heeft verwarmd, zoals bijvoorbeeld in een waterkoker, boiler of cv-combi ketel, door het gebruik van water uit een waterontharder op basis van een ionenwisselaar, na enige tijd totaal zal verdwijnen. Dit bewijs wordt ook, weliswaar indirect, geleverd en geïllustreerd in het artikel over het losraken van kalkdeeltjes na ingebruikname van een waterontkalker.

Waarom is het resultaat van dit onderzoek zo belangrijk?

Wij vonden dit onderzoek mede zo belangrijk omdat we van mening zijn dat de grootste (milieu) winst te behalen is doordat een waterontharder bestaande kalkafzettingen in waterverwarmingsapparatuur (keukenboiler, cv-combi ketel, wasmachine, vaatwasser, koffiezetter en waterkoker) kan laten verdwijnen.

Juist deze kalkafzettingen (ketelsteen) zorgt dat het verwarmen van het water veel meer energie kost dan zonder deze kalkafzettingen. Zo zal een nieuwe boiler/cv combi-ketel, wasmachine, ... tien tot wellicht meer dan dertig procent minder energie gebruiken dan degene die jarenlang in contact heeft gestaan met hard water. De kalkafzetting werkt namelijk als een zeer goede isolator. De warmte geleiding van kalk is zeer slecht en daardoor moet veel langer dan noodzakelijk het verwarmingselement (of de gasbrander in de cv ketel combi ketel) aan staan om het water te verwarmen. Sterker nog, regelmatig branden verwarmingselementen door vanwege de te hoge temperatuur die ontstaan is door de isolerende werking van het kalk. Vaak wordt dan het gehele apparaat vervangen. Dat is ecologisch gezien niet verantwoord maar brengt ook onnodig hoge kosten met zich mee.

Onderzoeksvraag

Zal onthard water, wat beschikbaar is na de installatie van een waterontharder gebaseerd op een ionenwisselaar, zorgen dat bestaande kalkaanslag verdwijnt?

Verantwoording

Voor het onderzoek hebben gebruik gemaakt van:

  • Een elektrische waterkoker.
  • Niet onthard water met een hardheid van ongeveer 9 dH die voor kalkaanslag zou zorgen op het verwarmingselement.
  • Onthard water uit een waterontharder** met een ionenwisselaar waarbij we ten tijde van het onderzoek de resthardheid hebben ingesteld op 0 dH.

Onderzoeksverslag

Het onderzoek zou bestaan uit drie delen:

  1. Zorg dat alle kalkaanslag op het verwarmingselement van de waterkoker is verwijderd en maak een foto van het verwarmingselement als bewijs.
  2. Verwarm hard water in de waterkoker en ga hiermee door tot kalkafzettingen op het verwarmingselement zichtbaar zijn en maak een foto als bewijs.
  3. Vul de waterkoker met onthard water en gooi dit na enige tijd weg en herhaal dit vele malen totdat duidelijk een conclusie getrokken kan worden, doordat wel of geen afname van de kalkafzettingen zichtbaar is en maak hiervan een foto als bewijs.

1. verwijder kalkaanslag

zakje met citroenzuur kristallen
citroenzuur kristallen

We hebben niet voor niets een voorliefde voor waterontharders, de tijd dat we moeite moesten doen om kalkaanslag te verwijderen staat nog in ons geheugen gegrift. Voor het verwijderen van kalkaanslag en ketelsteen gebruikte we meestal citroenzuur. Dat kan je kopen in zakjes waarin zich witte kristallen bevinden. Het lijkt net keukenzout of soda. Alleen in dit geval is het (synthetisch) citroenzuur.

Een aantal schepjes in het water oplossen en je hebt citroenzuur. Je kan het zelfs gebruiken om gerechten zuurder te krijgen (in plaats van een verse citroen). Uit die tijd hadden we nog een flinke voorraad, doordat de kristallen hygroscopisch zijn worden het grote klonten maar ze verliezen daardoor niet hun werking.

Om de oude kalkaanslag te verwijderen deden we een paar flinke scheppen citroenzuurkristallen en wat water in de waterkoker, even aanzetten en de vloeistof wat warm laten worden, dan lost het snel op, en je ziet het kalk voor je ogen verdwijnen. Binnen een half uurtje was geen kalkvlekje waarneembaar. Foto nummer 1 laat het verwarmingselement zien nadat het ontdaan is van kalkaanslag.

onderzoek klak verwijderen met onthard water. Verwarmingselement zonder kalkaanslag
foto 1: geen kalkafzettingen op verwarmingselement

2. zorg dat kalkaanslag ontstaat

Was de eerste stap van het onderzoek een appeltje-eitje, ook hier wisten we van te voren dat we de doelstelling zouden bereiken. We wisten echter niet hoeveel hard water we aan de kook zouden moeten brengen om zichtbare sporen van kalk op het verwarmingselement achter te laten die op een foto zichtbaar zullen zijn.

Het was dus gewoon een iteratief proces waarbij we met een waterkan naar buiten liepen, deze vulde aan het buitenkraantje, naar binnen liepen en de waterkoker vulden en de waterkoker aansloten op de netspanning en het water aan de kook brachten.

Wij streven naar een ecologische leefwijze en zo vonden we het zonde om "voor niets" water aan de kook te brengen en daarna weg te kieperen. We konden ons ecologische geweten sussen door het verwarmde water voor verschillende doeleinden te gebruiken, hoofdzakelijk voor thee en oploskoffie. Na een dag, en een liter of vijf gekookt te hebben zagen we al hele kleine kalkvlekjes ontstaan, maar die waren op de foto lastig zichtbaar. De volgende dag hebben we nog een liter of drie hard water gekookt waarna de kalkvlekjes beter zichtbaar waren.

kalkaanslag op verwarmingselement duidelijk zichtbaar
foto 2: kalkaanslag plekjes zijn duidelijk zichtbaar

Omdat we vermoeden dat het omgekeerde proces, om met onthard water kalkaanslag te laten verdwijnen meer tijd en water zou kosten hadden we ons voorgenomen om direct na een kleine hoeveelheid kalkaanslag dit deel van het onderzoek te stoppen. We wilde namelijk zo snel als mogelijk de ontkalkende werking van onthard water aantonen en dan moet je niet starten met een dikke laag kalk op het verwarmingselement. Het gaat uiteindelijk om het principe.

Na die (ongeveer) acht liter water waren we tevreden en wilde we een foto maken. De kalkaanslag was toch nog niet heel goed waarneembaar op de foto. De waterkoker en het verwarmingselement was nog nat dus dachten we, we koken de waterkoker even droog door hem zonder water aan te zetten, heel even maar. Daarbij hadden we verwacht dat de kalk wat droger en wat witter zou worden waardoor het beter zichtbaar zou worden op de foto.

De schrik sloeg om ons hart, we hebben de waterkoker net even te lang droog laten koken en al snel kregen de kalkvlekjes een verbrande bruine kleur. Dat was niet de bedoeling, tjee, is ons experiment mislukt en moeten we terug naar stap 1? We dachten, dit was wellicht niet het plan maar het maakt het experiment nog uitdagender en zelfs nog bruikbaarder. Want het zal andere ook wel eens gebeuren dat ze de fluitketel of waterkoker laten droogkoken. We gaan gewoon door en zien wel wat het resultaat wordt van de laatste stap.

3. onderzoek of met onthard water bestaande kalkaanslag verwijderd wordt

Nu werd het spannend, we kwamen tot de kern van het onderzoek. Wat zou er gebeuren als we onthard water, dus water wat behandeld was door de waterontharder (op basis van een ionenwisselaar) in contact komt met de kalkaanslag?

Dus werd met goede moed de waterkoker gevuld met water uit de keukenkraan waar bij ons onthard water uit komt. Natuurlijk ook hier met een kalk meetsetje de waterhardheid gemeten, je weet maar nooit. Die bleek lager dan 1 dH, na één druppel van de testvloeistof sloeg de kleur al groen uit, dat betekent dat de hardheid tussen de 0 en 1 dH moest liggen.

OK, dachten we, de eerste liter water zit in de waterkoker, die laten we maar eens een uurtje staan en dan zullen we hem "verversen". Na ongeveer een uur hebben we het ontharde water uit de waterkoker weggegooid en er weer vers water ingedaan. Natuurlijk zagen we na deze eerste keer we nog geen verschil in kalkaanslag, dat hadden we ook niet verwacht.

Terwijl het ontharde water zijn ontkalkende werking kon doen dachten we, hoe vaak moeten we dit verversen herhalen? Ook dachten we, is stilstaand water wel voldoende om de kalk aanslag te verwijderen?

Na een aantal keren verversen van het water en we nog geen enkel teken zagen van kalkaanslag vermindering begon ons een vervelend gevoel te bekruipen. Zou het dan toch niet werken?

De twijfel sloeg toe. Hoe vaak zullen we ons voornemen om het water te verversen voordat we een conclusie zouden kunnen trekken? We wisten het antwoord niet. We dachten, moet het water soms in beweging komen omdat het water rond het verwarmingselement verzadigd zou zijn met opgenomen kalk maar doordat het water stil staat niet vers onthard water bij het element kan komen en dat daardoor het proces wel heel lang zou kunnen gaan duren?

Een dagje of wellicht dagen lang het ontharde water in beweging brengen door met de waterkoker draaiende bewegingen te maken zagen we niet zitten.

Het onderzoek bevond zich in een kleine crisis. Waren we te ongeduldig of gebruiken we een verkeerde onderzoekstechniek? Tijdens een kopje koffie bereikten we overeenstemming om het oorspronkelijke experiment iets te wijzigen. We hadden daarvoor argumenten die we steekhoudend vonden.

Of ons oorspronkelijke plan uiteindelijk tot resultaat zou leiden kunnen we je niet vertellen, maar we meenden er goed aan te doen het water in beweging te brengen waardoor het beter in staat zou kunnen zijn het kalk van het verwarmingselement op te nemen. De oplossing die we hebben bedacht was simpel. Door het ontharde water met het verwarmingselement van de waterkoker te verwarmen ontstaat convectie (stroming in het water van de waterkoker omdat koud water wat door het verwarmingsleement wordt verwarmd lichter wordt, het soortelijk gewicht daalt, en daardoor stijgt waardoor het verwarmignselement verse aanvoer krijgt van kouder water, gelukkig dat de natuur dit zo bedacht heeft anders zou een waterkoker nauwelijks werken).

We vonden deze oplossing eigenlijk wel heel charmant omdat dit precies de situatie nabootst uit de praktijk waarbij water verwarmd wordt door een warm oppervlakte zoals in een keukenboiler, in een (gasgestookte) boiler, warmtewisselaar/platenwisselaar in een cv-combi ketel, een verwarmingselement in de wasmachine, een koffie automaat of... waterkoker.

We realiseerden dat dit gewijzigde experiment niet meer voor 100% zou kunnen aantonen dat kalkaanslag op de muur in de douche door onthard water weg zou gaan maar dat hebben we geaccepteerd. Overigens lijkt warm onthard douchewater wat langs de douchewanden stroomt toch veel op het water wat in de waterkoker staat te borrelen dus het zou nog als "zacht bewijs" opgevoerd kunnen worden.

kalkaanslag op verwarmingselement grotendeels verdwenen
foto 3: kalkaanslag is grotendeels weg

Dus de waterkoker met onthard water aangezet en uitgezet zodra het ging koken. Dit water uiteraard hergebruikt voor de thee en koffie waarna de waterkoker weer gevuld werd met onthard water uit de kraan.

Nadat we een liter of vijf hadden gekookt zagen we al wat afname van de kalkafzettingen. Gelukkig, het experiment lijkt uit te gaan wijzen wat we vermoeden. Maar het verschil was op de foto nog niet goed waarneembaar. Dus we hebben nog een heel aantal literjtes water gekookt tot we op de foto zeer duidelijk een afname zagen van de kalkaanslag. Na een liter of twaalf hebben we weer een foto gemaakt en dat gebruiken we als uitslag van dit onderzoek.

Op foto nummer 3 kan je duidelijk de afname van de kalkaanslag waarnemen. Zelfs de bruine vlekjes zijn haast weg. Hiermee hebben we een bewezen dat onthard water uit een waterontharder in staat is kalkaanslag te verwijderen. Blije gezichten alom omdat ons technisch waarnemingsvermogen ons weer niet in de steek heeft gelaten.

Na foto nummer 3 hadden we ons onderzoeksdoel bereikt. We namen een duidelijke afname waar van de oude kalkaanslag. We hebben "een paar liter water" nog foto nummer 4 gemaakt en hier is de kalkaanslag nog nauwelijks zichtbaar.

kalkaanslag op verwarmingselement vrijwel weg
foto 4: kalkaanslag plekjes nauwelijks nog zichtbaar

Wellicht interessant, ons technisch gevoel zij ons dat we, uitgaande van de hardheid van ons gebruikte "buitenkraanwater", we ongeveer drie keer zoveel water nodig hebben om de bestaande kalkaanslag te laten verdwijnen dan we nodig hadden om de kalkaanslag te laten ontstaan. Dat geeft in ieder geval een indicatie, mocht je een resthardheid willen instellen, hoe lang je de resthardheid op 0 dH (België: 0 fH) moet houden wil de bestaande kalkaanslag, die zich door de jaren afgezet heeft op de binnenkant van de boiler/warmtewisselaar e.d., zich heeft verwijderd.

Mooi, het onderzoek is hiermee afgesloten, het was leuk en we hebben het met plezier gedaan en we hopen een bijdrage te hebben geleverd in de kennis van het verwijderen van kalk.

Reproduceerbaar voor andere type waterontharders?

In dit onderzoek hebben we gebruik gemaakt van een waterontharder gebaseerd op ionenuitwisseling, dat is de meest gangbare en meest gebruikte techniek om kalk en magnesium uit hard water te halen. Naast deze onthardingstechniek zijn er ook andere technieken die zorgen dat kalkaanslag (al dan niet gedeeltelijk) voorkomen wordt. Die andere onthardingstechnieken die aangeboden worden zijn in dit artikel opgesomd.

Dit onderzoek levert alleen maar een bewijs voor het door ons gebruikte type waterontharder. Of andere typen ontharders hetzelfde resultaat zullen bereiken kan alleen maar met zekerheid vastgesteld worden na een vergelijkbaar onderzoek. We hebben echter wel een mening gestoeld op ons technisch inzicht en werking van de andere type waterontharders. Alleen de waterontharder gebaseerd op een ionenwisselaar haalt daadwerkelijk kalk en magnesium uit hard water. Bij alle andere type ontharders, die aan particulieren worden aangeboden, blijft het kalk en magnesium in het water aanwezig maar wordt deze "geïnactiveerd" of omgezet in een andere kalkvorm waarbij de makers claimen dat het behandelde water geen kalkafzetting meer vormt. Hierdoor hebben wij een vermoeden dat een herhaling van dit experiment met "de andere type waterontharders" niet tot dezelfde resultaten zal leiden.


* Mocht je tijdens vakantie gebruik moeten maken van flessenwater en je wilt zo weinig mogelijk kalkaanslag dan moet je bij de supermarkt waar je de flessen water koopt een klein onderzoekje doen. Op iedere fles staat wat het residu is als je het water zou laten verdampen. Die waarde wordt uitgedrukt in mg/l (milligram per liter verdampt water). Hoe lager die waarde, hoe minder opgeloste stoffen, zoals calcium, magnesium, natrium, kalium e.d. in het water zitten (kijk vooral ook met een schuin oog naar de waarde van het calcium en magnesium die de grootste boosdoener zijn). Hoe lager deze waarden, hoe minder snel je last hebt van kalkaanslag en/of residu in je waterkoker.

Onze ervaring heeft geleerd dat meestal de goedkoopste flessen het beste "scoren" omdat bij de duurste bronwaters men trots is dat er veel van dit soort zouten en mineralen in het water opgelost zitten.

etiket van spa blauw fles met de nadruk op het drooggewicht
etiket geeft altijd het drooggewicht weer in mg/l
etiket van franse bronwaterfles met de nadruk op het drooggewicht (extrait sec a 180°C)
drooggewicht van 667 mg/l

** We vermelden expres niet het fabrikaat en model waterontharder wat we hebben gebruikt. Dat doen we om lezers niet te beïnvloeden. We zijn namelijk bang dat we hiermee een bepaalde fabrikant zouden voortrekken. We hebben daar geen belang bij en onze integriteit zou hiermee ter discussie gesteld kunnen worden. Voor ons bestaat er geen enkele twijfel dat iedere waterontharder op basis van een ionenwisselaar het kalk en magnesium uit het water kan halen. Daarom zijn wij er van overtuigd dat ons onderzoek reproduceerbaar is ongeacht het gebruikte fabrikant of model waterontharder op basis van een ionenwisselaar en verwachten wij, zonder voorbehoud, eenzelfde uitslag als die van ons.

Begrijp ons niet verkeerd, we schrijven niet dat alle waterontharders even goed zijn of dat het totaal niet uitmaakt welke model je koopt! Een goede start is om uit het enorme aanbod waterontharders eerst een kleine selectie te maken en van die modellen te onderzoeken wat de voor- en nadelen zijn en al lezend, niet alleen op onze site, je een mening te vormen. Onze kieswijzer waterontharders helpt je om die eerste selectie te maken.


Foutje, aanvulling of vraag? Gebruik het reactie formulier.
wij gebruiken cookies
dat accepteer ik
meer informatie