Wilfred Langelier, Erfinder des Langelier-Sättigungsindex (LSI)
Chemistry

Calcit-Sättigungsindex (CSI) für Pools und Whirlpools

Was der Calcit-Sättigungsindex (CSI) über Pool oder Whirlpool sagt, wie er berechnet wird, welcher Bereich zur Temperatur passt und wann Sie handeln.

Der Calcit-SättigungsindexCalcit-SättigungsindexEine genauere Form des Sättigungsindex, die zusätzlich die gelösten Feststoffe im Wasser (Ionenstärke) berücksichtigt, was vor allem in Salzwasserpools zählt. (CSI) zeigt Ihnen, ob Ihr Wasser Calciumcarbonat ablagert oder auflöst. Calciumcarbonat ist das Mineral, das Kalk bildet. Wasser mit positivem CSI neigt dazu, Kalk auf Fliesen, Heizungen und Düsen zu hinterlassen. Wasser mit negativem CSI neigt dazu, Calcium aus Putz, Fugen und Beton zu lösen. In einem Pool tut Wasser nahe null keines von beidem; Whirlpools brauchen einen negativen CSI, wie weiter unten erklärt.

Probieren Sie es mit Ihren eigenen Messwerten aus: Rechner für den Calcit-Sättigungsindex.

CSI und LSI

Der Langelier-SättigungsindexLangelier-SättigungsindexDer ursprüngliche Sättigungsindex von 1936. Er sagt voraus, ob Wasser Kalk ablagert (positiv) oder Calcium löst (negativ); null bedeutet genau gesättigt. (LSI) misst dasselbe. Wilfred Langelier stellte ihn 1936 für kommunale Wasserversorgungen vor. Der CSI ist eine genauere Form der Berechnung: Er berücksichtigt die gelösten Feststoffe im Wasser, also seine Ionenstärke, die in Salzwasserpools am meisten zählt.

Beide werden gleich gelesen. Null bedeutet, dass das Wasser genau mit Calciumcarbonat gesättigt ist, positiv bedeutet, dass es zu Kalkablagerungen neigt, und negativ, dass es dazu neigt, Calcium zu lösen. PoolFu berechnet den CSI.

Wie der CSI berechnet wird

PoolFu verwendet diese Formel:

\begin{aligned} \text{CSI} = {} & \text{pH} - 11.677 + \log_{10}(\text{CH}) \\ & + \log_{10}(\text{CA}) - \frac{2.56\sqrt{I}}{1 + 1.65\sqrt{I}} \\ & - \frac{1412.5}{T} + 4.7375 \end{aligned}

Dabei gilt:

  • pH ist Ihr gemessener pH-Wert
  • CH ist die CalciumhärteCalciumhärteDie Menge an gelöstem Calcium in deinem Wasser. Zu niedrig und das Wasser wird korrosiv; zu hoch und du bekommst Kalkablagerungen. in ppmppmDie Standardeinheit zur Messung chemischer Konzentrationen in Poolwasser. 1 ppm entspricht etwa 1 Tropfen in 50 Litern.
  • CA ist die CarbonatalkalinitätCarbonatalkalinitätDer Teil der Gesamtalkalinität, der die Wasserbalance tatsächlich beeinflusst. In stabilisierten Pools ziehst du etwa ein Drittel deines CYA von der Gesamtalkalinität ab, um diese Zahl zu erhalten. in ppm, weiter unten erklärt
  • I ist die Ionenstärke des Wassers
  • T ist die Wassertemperatur in Kelvin

Die Ionenstärke wird aus Ihren Messwerten für Calcium, Alkalinität und Salz geschätzt:

I = \frac{1.5 \times \text{CH} + \text{TA}}{50045} + \frac{\text{zusätzliches Salz}}{58440}

TA ist Ihr Messwert der GesamtalkalinitätGesamtalkalinitätEin Maß für die Fähigkeit deines Wassers, pH-Änderungen zu widerstehen. Betrachte sie als Puffer, der deinen pH-Wert stabil hält. Gemessen in ppm., und zusätzliches Salz ist Ihr Salzgehalt minus dem 1,1678-Fachen Ihrer Calciumhärte, gezählt nur, wenn der Wert über null liegt.

Wie jeder Messwert den CSI verschiebt, am Beispiel des ersten Beispielpools weiter unten:

Messwert Wirkung auf den CSI
pH Wird der pH-Wert um 0,1 angehoben, steigt der CSI um etwa 0,1
Calciumhärte Wird die Calciumhärte verdoppelt, steigt der CSI um etwa 0,24
Gesamtalkalinität Wird die TA von 80 auf 120 ppm angehoben, steigt der CSI um etwa 0,2
Temperatur Wird das Wasser von 28 °C auf 40 °C (82 °F auf 104 °F) erwärmt, steigt der CSI um etwa 0,18
CYACYAAbkürzung für Cyanursäure. Auch Stabilisator oder Conditioner genannt. Schützt Chlor vor UV-Abbau in Außenpools. (Stabilisator) Senkt den CSI über eine geringere Carbonatalkalinität
Salz Senkt den CSI über eine höhere Ionenstärke

Carbonatalkalinität und die CYA-Korrektur

Wenn Sie die Gesamtalkalinität testen, misst Ihr Testkit alles, was Säure neutralisieren kann. Nicht die gesamte Alkalinität ist an der Wasserbalance beteiligt.

Ihr TA-Messwert enthält:

  • Carbonatalkalinität: die Alkalinität, die den pH-Wert puffert und an der Calciumcarbonat-Chemie beteiligt ist
  • CyanuratCyanuratDie Form, die Cyanursäure annimmt, wenn sie sich in Wasser auflöst. Sie bindet sich an Chlor, schützt es vor Sonnenlicht, verlangsamt aber seine Desinfektionsgeschwindigkeit.-Alkalinität: Ionen aus Ihrer CyanursäureCyanursäureAuch Stabilisator oder Conditioner genannt. Schützt Chlor vor der Zerstörung durch Sonnenlicht. Essentiell für Außenpools, aber zu viel reduziert die Desinfektionskraft des Chlors. (Stabilisator), die im Test erscheinen, aber an der Calciumcarbonat-Chemie nicht beteiligt sind
  • Borat-Alkalinität: Wenn Sie Borate verwenden, stammt ein kleiner Teil Ihres Messwerts von ihnen

Für den CSI zieht PoolFu die Anteile von Cyanurat und Borat von Ihrem TA-Messwert ab. Der Cyanurat-Anteil hängt von Ihrem CYA-Wert, dem pH-Wert und der Temperatur ab (die Methode nach Wojtowicz):

\begin{aligned} & \text{Cyanurat-Alkalinität} \\ & = \text{CYA} \times \frac{0.38772}{1 + 10^{\,\text{p}K_a - \text{pH}}} \end{aligned}
\text{p}K_a = 6.83 - 0.0132 \times (T_{°\text{C}} - 25)

Bei pH 7,5 und 28 °C (82 °F) erscheint etwa ein Drittel Ihres CYA-Werts im TA-Test: 40 ppm CYA ergeben 13 ppm. Borate tragen weit weniger bei, unter 2 ppm bei 50 ppm Borat und normalem Pool-pH.

Deshalb zeigen Pools mit höherem CYA einen negativeren CSI. Hier arbeitet die Rechnung korrekt.

Rechenbeispiele

Ein Chlorpool bei 28 °C (82 °F): pH 7,5, TA 80 ppm, Calciumhärte 300 ppm, CYA 40 ppm, kein Salz.

Die CYA-Korrektur beträgt 13,0 ppm, die Carbonatalkalinität also 67,0 ppm. Der CSI beträgt -0,06. Das Wasser ist ausgeglichen.

Ein Salzwasserpool bei 29 °C (84 °F): pH 7,6, TA 70 ppm, Calciumhärte 350 ppm, CYA 70 ppm, Salz 3.200 ppm.

Die CYA-Korrektur beträgt 23,6 ppm, die Carbonatalkalinität also 46,4 ppm. Der CSI beträgt -0,25. Dasselbe Wasser ohne Salz käme auf -0,04, das Salz allein senkt den CSI also um 0,21. Dieser Pool ist ausgeglichen, und sein negativer CSI ist für einen Salzwasserpool zu erwarten.

Ein Whirlpool bei 39 °C (102 °F) mit Brom: pH 7,6, TA 80 ppm, Calciumhärte 150 ppm, kein CYA, kein Salz.

Es gibt keine CYA-Korrektur, die Carbonatalkalinität entspricht also den vollen 80 ppm. Der CSI beträgt +0,04. In einem Pool wäre das ausgeglichen. In einem Whirlpool bei dieser Temperatur liegt das Ziel bei -0,3 und der höchste ausgeglichene Wert bei 0,0, dieses Wasser neigt also zu Kalk.

Der richtige Bereich für Ihr Wasser

Für Pools:

CSI Bedeutung
Unter -0,7 Korrosiv. Nachjustieren.
-0,7 bis -0,5 Leicht korrosive Tendenz
-0,5 bis +0,5 Ausgeglichen
+0,5 bis +0,7 Leicht kalkbildende Tendenz
Über +0,7 Kalkbildend. Nachjustieren.

In Pools, die wärmer als 29 °C (85 °F) oder kälter als 16 °C (60 °F) sind, sinkt die Obergrenze des ausgeglichenen Bereichs auf +0,3.

Calciumcarbonat löst sich in wärmerem Wasser schlechter, deshalb kann ein CSI, der in einem Pool ausgeglichen ist, in einem Whirlpool Kalk ablagern. Für Whirlpools ab 35 °C (95 °F):

Wassertemperatur Ziel-CSI Höchster ausgeglichener CSI
35 bis 38 °C (95 bis 100 °F) -0,2 +0,1
38 bis 39 °C (100 bis 102 °F) -0,25 0,0
39 bis 40 °C (102 bis 104 °F) -0,3 0,0
40 °C (104 °F) und mehr -0,35 bis -0,4 -0,1

Die Untergrenze des ausgeglichenen Bereichs liegt bei jeder Temperatur bei -0,5.

Salzwasserpools liegen im negativen Bereich

SWGSWGAbkürzung für Salt Water Generator (Salzwassergenerator). Wandelt gelöstes Salz durch Elektrolyse in Chlor um, sodass du kein Chlor manuell hinzufügen musst.-Pools laufen meist mit 60 bis 90 ppm CYA, was 20 bis 30 ppm Carbonatalkalinität aus der Berechnung herausnimmt. Salz erhöht außerdem die Ionenstärke. Beides senkt den CSI. Ein CSI von -0,3 bis -0,5 in einem Salzwasserpool mit passendem CYA ist normal und für dieses System ausgeglichen. Treiben Sie das Calcium nicht über den sicheren Bereich für Ihre Oberfläche hinaus, nur um den CSI positiv zu machen.

In PoolFu zeigt Ihnen die Detailansicht der Wasserbalance an, wann ein negativer CSI für einen Salzwasserpool mit CYA zwischen 60 und 90 ppm zu erwarten ist.

Ihre Oberfläche verändert, was eine Zahl bedeutet

Zwei Pools mit identischen Messwerten haben denselben CSI, ganz gleich, welche OberflächeOberflächeDie Innenbeschichtung deines Pools. Putz- und Steinoberflächen brauchen mehr Calcium, um Ätzung zu verhindern. Vinyl- und Glasfaserauskleidungen sind nicht mineralisch, daher sind die Calciumziele niedriger, aber immer noch wichtig für den Ausrüstungsschutz. sie haben. Die Folgen unterscheiden sich:

Oberfläche CSI -0,5 bis -0,3 CSI +0,3 bis +0,5
Vinyl Sicher. Keine Schäden an der Folie. Sicher. Kalk ist für die Folie kein Problem.
Glasfaser Sicher. Gelcoat bleibt unbeeinträchtigt. Bei calciumreichem Wasser auf Trübungen der Oberfläche achten.
Putz und Kiesel Allmähliches Anätzen über Jahre möglich Leichter Kalk möglich, meist kosmetisch
Fliesen und Fugen Fugen können langsam ausgewaschen werden Kalkablagerungen auf Fliesen, lassen sich reinigen

Zwischen -0,3 und +0,3 ist jede Oberfläche in ihrem besten Bereich. Ein Putzpool bei -0,45 hat mehr Grund zum Nachjustieren als ein Vinylpool mit demselben Wert.

Wann Sie nachjustieren sollten

Innerhalb Ihres Bereichs gibt es nichts zu korrigieren. Ein Pool bei -0,3 und ein Pool bei +0,2 sind beide ausgeglichen, und keiner braucht eine Änderung.

  • CSI zu niedrig: Heben Sie zuerst den pH-Wert in Richtung 7,6 bis 7,7 an. Erhöhen Sie das Calcium nur innerhalb des sicheren Bereichs für Ihre Oberfläche.
  • CSI zu hoch: Senken Sie zuerst den pH-Wert. Die Calciumhärte sinkt nur, wenn Sie einen Teil des Wassers durch calciumärmeres Wasser ersetzen.
  • Kaltes Wasser: Unter 10 °C (50 °F) ist ausgeglichenes Wasser mit sicheren Calciumwerten womöglich nicht erreichbar. Das ist im Winter zu erwarten.

Beim CSI geht es um den Schutz von Oberflächen und Ausrüstung über Monate und Jahre. Ein leicht korrosiver oder kalkbildender Pool ist trotzdem sicher zum Schwimmen. Konzentrieren Sie sich für die Sicherheit auf Desinfektionsmittel und pH-Wert, und behandeln Sie den CSI als Wartung.

CSI in PoolFu

Die Wasserbalance-Karte zeigt Ihren CSI auf einer Skala von -0,5 bis +0,5. Tippen Sie darauf, um die vollständige Berechnung zu sehen: Ihre Messwerte, die Carbonatalkalinität nach der CYA-Korrektur und was die Zahl für Ihren Pool bedeutet.