Onderzoek laat besparing met zacht water zien

Het Amerikaanse Water Quality Association (hierna: WQA) publiceerde in de afgelopen jaren een aantal onderzoeken over het effect van zacht (ontkalkt) versus hard water op energieverbruik, wasmiddelenverbruik en levensduur van warmwaterapparatuur. De resultaten daarvan hebben we op een rij gezet. Tevens rekenen we door wat de besparingen voor een gemiddeld 4-persoons huishouden zijn bij een waterhardheid van 8 dH, een vrij gemiddelde waterhardheid in Nederland.

Energieverbruik en onderhoud

In opdracht van het Amerikaanse WQA werd het verschil tussen hard en zacht water op rendement (energieverbruik) en onderhoud van CV-installaties, efficiëntie van zeep en waspoeder, en vervanging van kranen en douchekoppen onderzocht.

Energie: gas

Te verwachten valt dat door het kalkvrij blijven van warmwaterapparatuur het rendement van die apparatuur behouden blijft, en er dus geen energieverspilling plaats vindt. Dat geldt zowel voor de CV (tapwater), waterkoker, koffiezetapparaat, vaatwasser als wasmachine. Hard water daarentegen zou kalkaanslag en dus rendementsverlies tot gevolg hebben. Uitvoerig literatuuronderzoek heeft ons helaas geen nieuwe kennis opgeleverd wat betreft energiebesparing (door afwezigheid van kalk op verwarmingselementen) op elektriciteit, maar wel op gas.

In opdracht van de WQA onderzocht het gerenommeerde Battelle Instituut het effect van hard versus zacht (kalkvrij) water gedurende 90 dagen op verschillende CV-systemen werkend op gas. Al deze warmwatersystemen behielden bij gebruik van zacht water gedurende de gehele testperiode hun efficiëntie. In de hard-water-conditie werden dalingen in het rendement waargenomen. Met name combiketels verloren rendement, en aangezien in Nederland voornamelijk combiketels worden gebruikt, beperken we ons daartoe in dit artikel.

Er werden verschillende statistische methoden gebruikt om te berekenen hoeveel er bij welke waterhardheid te besparen valt op kosten voor gas en periodiek ontkalken van de CV.

De resultaten staan in deze tabel:

Opvallend is dat het weinig uitmaakt vanaf welke waterhardheid u het water onthardt. De energiebesparing is bij ontharding vanaf elke waterhardheid dan ook 5,4%. Ons doel is om de besparingen van zacht water zo specifiek mogelijk te maken voor iedere situatie. Daarom nemen we de volgende relevante variabelen mee in de berekening:

•     waterhardheid
•     aantal personen in huis

In het Amerikaanse onderzoek worden absolute geldelijke besparingen genoemd, die niet simpelweg over te nemen zijn naar de Nederlandse situatie. We hebben te maken met een andere gasprijs, een andere prijs voor onderhoud van apparatuur en in tegenstelling tot Amerika gaan we uit van een afschrijvingsperiode van 10 jaar in plaats van 15 jaar.

Als we de resultaten van bovenstaande tabel omrekenen naar de Nederlandse situatie komen we op het volgende uit. Bij niet-onthard water (van welke waterhardheid ook) gebruikt een gemiddeld Amerikaans huishouden gedurende de levensduur (er wordt hier uitgegaan van 15 jaar) 270,3 mmBtu voor tapwater, wat gelijk staat aan 8109 m3 gas. Bij volledig onthard water is het verbruik 256,5 mmBtu, wat gelijk staat aan 7965 m3 gas. Het verschil is de besparing, in dit geval 144 m3. Een besparing van 5,4% dus, zoals het ook staat vermeld in de tabel hierboven.

We gaan deze resultaten nu toepassen op de Nederlandse situatie. Waar bij gasverbruik vaak uitgegaan wordt van het type woning, gaan wij uit van het aantal personen. De verwachte energiebesparing zal namelijk naar alle waarschijnlijkheid niet plaatsvinden in het gesloten circuit van de verwarming van het huis, maar in het tapwaterverbruik, wat veel meer afhankelijk is van het aantal personen. Volgens Vitens verbruiken we tegenwoordig per persoon gemiddeld 51 liter water om te douchen. Daarnaast gebruiken we nog enkele liters water voor het wassen van de handen en koken. Onze inschatting is dat er per persoon ongeveer 55 liter warm tapwater per dag wordt gebruikt. Per jaar is dat 20,1 m3 water per persoon.

Nu gaan we uitrekenen hoeveel m3 gas we nodig hebben om die hoeveelheid water te verwarmen. Dat doen we middels een beproefde natuurkundige formule:

q = m x c x ∆t

Dit betekenen de variabelen:

Q = de toegevoegde warmtehoeveelheid / hoeveelheid energie
m = massa van de substantie (kg)
c = de soortelijke warmte
∆t = de temperatuurverandering.

Eerst rekenen we uit hoeveel energie er nodig is om 1 m3 water te verwarmen, en gaan ervan uit dat het water bij binnenkomst een temperatuur heeft van 10 graden Celsius, en de beoogde temperatuur na verhitting 60 graden Celsius is (dit wordt geadviseerd om legionella-besmetting te voorkomen). Een verschil dus van 50 graden. De massa van water is 1000 (1000 liter water is 1000 kg). De soortelijke warmte van water is 4,2. Als je deze getallen in de formule giet, krijg je Q = 1000*4,2*(60-10) = 210.000 kJoule. In 1 m3 gas zit 36.000 kJoule. We moeten er echter rekening mee houden dat moderne HR-ketels in de regel een rendement van ongeveer 90% hebben. De benodigde aantal m3 gas om 1 m3 water te verwarmen wordt dan:

210.000/(36.000*0,9) = 6,5 m3 gas.

Om 20,1 m3 water te verwarmen is dus 20,1*6,5 = 131 m3 gas nodig.

Door water volledig te ontharden kan er dus per persoon 131*5,4% = 7,1 m3 gas worden bespaard, wat bij de huidige gasprijs neerkomt op 0,66*7,1 = 4,71 euro per persoon per jaar. Een 4-persoons huishouden bespaart per jaar 20 euro. Niet spectaculair, maar alle beetjes zijn meegenomen.

Energie: elektriciteit

Er is helaas weinig bekend over de besparing die behaald kan worden doordat elektrische warmwaterapparatuur kalkvrij blijft en de warmteoverdracht optimaal blijft. Wel blijkt uit onderzoek van de WQA dat het wasresultaat van wasmachines en vaatwasser bij volledig onthard water bij halvering van de wasmiddel-dosering en wassen op een lagere temperatuur een beter resultaat geeft dan bij hogere temperaturen en wasmiddel-dosering in geval van hard water. De WQA concludeert:

When water of any hardness is softened prior to its use in washing, the detergent use can be reduced by 50% and the washing can be carried out in 60ºF cold water instead of 100ºF hot water and achieve the same or better stain removal yielding whiter clothes.

Voor een gemiddelde wasbeurt gebruikt een moderne wasmachine 0,7 kWh, onze inschatting is dat 1 persoon ongeveer 0,25 wassen per dag draait. Over een heel jaar verbruiken we dan (0,25*365)*0,7 = 64 kWh, wat bij de huidige kWh-prijs neerkomt op ongeveer 13 euro. Volgens Milieu Centraal besparen we door op een lagere temperatuur te wassen (bijvoorbeeld op 40 graden Celsius ipv 60 graden, of op 20 graden ipv 40) zo’n 40% elektriciteit voor wassen, wat dan per persoon op een besparing van 13*40% = 5,20 euro per jaar. Bij een 4-persoonshuishouden loopt dit al op naar een dikke 20 euro.

Vaatwasser

Bij de vaatwasser geldt een soortgelijke berekening. Volgens de consumentenbond verbruiken we per vaatwasbeurt 1,15 kwh. Als we bovenstaande berekening volgen, komen we uit op (0,25*365)*1,15 = 105 kWh per jaar per persoon. Milieu Centraal raamt de besparing op elektriciteit (door in plaats van het reguliere programma het eco-vaatwasprogramma te draaien) op 26%. 105*26% = 27,3 kWh besparing, wat neerkomt op 27,3*0,20 = 5,5 euro per persoon per jaar. Ook hier geld dus voor een 4-persoonshuishouden een besparing van een dikke 20 euro per jaar.

Onderhoud CV

Er werd berekend hoe vaak de CV gedurende de 10-jarige levensduur ontkalkt zal moeten worden om storingen te voorkomen (overigens gaven enkele geteste CV-ketels er daadwerkelijk de brui aan in het onderzoek). Bij 10 dH was dat na 4,4 jaar. Over de gehele levensduur van de CV is dat dus 10/4,4 = 2,27 keer. Per dH komt dat neer op 0,23 ontkalkingsbeurten over de gehele levensduur. Overigens werd hier uitgegaan van een dagelijks warmwaterverbruik van 190 liter, wat per jaar neerkomt op ongeveer 69 m3. Voor 1 persoon geldt in Nederland een jaarverbruik van 20,1 m3 warm water. Dit moeten we dus ook meenemen in onze berekening. De formule wordt dan:

Aantal ontkalkingsbeurten = warmwaterverbruik/69)*(waterhardheid*0,23)

Bij 1 persoon en een waterhardheid van 10 dH zijn er over de levensduur van de CV (10 jaar) dus (20,1/69)*(8*0,23) = 0,54 ontkalkingsbeurten nodig. Bij een 4-persoons huishouden komen we dan op 2,2 maal een servicebeurt van de CV om optimale werking te waarborgen en defecten te voorkomen.

In Nederland komt de prijs van een servicebeurt van de CV al gauw op 125 euro. Over de gehele levensduur kost hard water (in dit voorbeeld 10 dH) dus voor een 4-persoons huishouden op 2,2*125 = 275 euro, wat neerkomt op 27,50 euro per jaar voor een 4-persoons huishouden. Dat kunt u uitgaande van  de bovenstaande situatie elk jaar besparen aan kosten op onderhoud van de CV.

Hou hierbij in gedachten dat bij te laat ontkalken de gevolgen veel groter kunnen zijn.

Analoog aan de invloed van waterhardheid op energieverbruik, toonden de onderzoekers aan dat de waterhardheid ook invloed heeft op de CO2-uitstoot.

Besparingen op zeep en wasmiddelen

Er werd door de onderzoekers van Battelle een experimenteel onderzoek gedaan naar de invloed van waterhardheid, gebruik van wasmiddelen en temperatuur van het water op efficiëntie van vlekverwijdering. Die variabelen werden op de volgende manier verwerkt:

•     wasmiddel-dosering van 50, 75 en 100% van het advies van de fabrikant.
•     waterhardheden van 29, 14,5 en 0 dH
•     temperaturen van 16, 27 en 38 graden Celsius.

Gemeten werd vervolgens de mate waarin de vlekken (bloed, koffie, modder, gras,rode wijn, chocolade-pudding, chocolade-ijs, barbeque-saus en kleigrond) op witte was verdwenen (de mate van witheid na de wasbeurt). In de tabel hiernaast vindt u een samenvatting van de bevindingen. (Klik er op voor een grote weergave)

De conclusie van de onderzoekers is als volgt:

• Het vlek-verwijderend vermogen stijgt zeer sterk als onthard water wordt gebruikt, zelfs als de dosering van wasmiddel en en de temperatuur worden verlaagd. Het ontharden van water was verreweg het meest effectief, bij sommige type vlekken tot wel 100 keer effectiever dan het verhogen van wasmiddeldosering en temperatuur.

• Door water te ontharden kunnen de dosering van wasmiddel en temperatuur omlaag, terwijl het vlek-verwijderend vermogen gelijk blijft of zelfs stijgt.

• Door het water- van welke hardheid dan ook – volledig te ontharden, kan het gebruik van wasmiddelen worden gehalveerd en de temperatuur van het wasprogramma kan drastisch omlaag.

• Bovenstaande geldt voor alle type vlekken.

Vaatwasmiddelen

De studie met vaatwassers gaf een vergelijkbaar resultaat. De onderzoekers werkten in deze studie 2 met variabelen: dosering van vaatwasmiddel (30, 55 en 85 gram) en waterhardheid (29, 14,5 en 0 dH). Geobserveerd werd hoe schoon de vaat uit de machine kwam. Na statistische analyse blijkt dat ook hier het ontharden van water veel meer effect sorteert dan het verhogen van dosering van vaatwasmiddelen. Bij een waterhardheid van 24 dH kan meer dan 70% worden bespaard op vaatwasmiddelen door water volledig te ontharden, bij 10 dH 30%. Het verband is lineair, dus per dH verlaging van de waterhardheid kan 3% op vaatwasmiddelen worden bespaard. Bij 8 dH – zoals gezegd een vrij gemiddelde waterhardheid in Nederland – kan dus minimaal 24% worden bespaard. Zie ook onderstaande grafiek.

LET OP: heel belangrijk om hierbij te vermelden: bij hard water worden vaatwasblokjes aangeraden aangezien die naast zeep ook onthardingszout en glansspoelmiddel bevatten. Die kosten in een gemiddelde supermarkt al snel zo’n 11 euro per 44 stuks. Een gemiddeld huishouden draait elke dag een vaat, per jaar heb je dus ongeveer 9 verpakkingen nodig, wat neerkomt op een totaalbedrag van 99 euro. Voor ongeveer 7 euro per 3 kilo is er (van hetzelfde A-merk) simpel vaatwaspoeder te koop, dit volstaat voor een geheel jaar. Dit alleen al zorgt voor een mogelijke besparing van 92 euro op jaarbasis.

Besparingen op andere (zeep)producten

Het Amerikaanse onderzoek  beperkte zich tot (vaat)wasmiddelen, maar er zijn veel meer besparingen te behalen. Logischerwijs heb je geen ontkalkingsmiddelen meer nodig. Maar ook op producten als zeep, shampoo en allesreiniger kan worden bespaard. Hoeveel precies kan worden bespaard is helaas (nog) niet onderzocht. Op basis van de genoemde besparingen op wasmiddelen in het Amerikaanse onderzoek en niet in de laatste plaats de ervaringen van onze klanten, achten we de kans groot dat de daadwerkelijke mogelijke besparing op minimaal 50% zal liggen, ongeacht de inkomende waterhardheid. Elke AquaCell eigenaar zal beamen nog maar een  minimale hoeveelheid shampoo te gebruiken, veel minder zeep nodig te hebben en met een  klein scheutje allesreiniger de keukenvloer te laten blinken (lees hier deze praktijkervaringen).

We hebben aan de hand van een gemiddeld boodschappenlijstje berekend hoeveel er kan  worden bespaard door water volledig te ontharden. Bij een 4-persoons huishouden komen we op een besparing van 414 euro per jaar. Klik hier om de complete lijst te zien.

Vervanging van warmwaterapparatuur

CV-installaties

In de Battelle studie werden gemiddeld de eerste defecten ten gevolge van kalkaanslag na 1,6 jaar gevonden bij combiketels, bij een hoge waterhardheid (25 dH). In Nederland zou dat betekenen dat gemiddeld na zo’n 4 jaar de CV-installatie niet meer goed werkt ten gevolge van kalkafzetting, waar een normale CV bij gebruik van kalkvrij water gemakkelijk 15 jaar meegaat zonder problemen. Of uw apparatuur er daadwerkelijk vroegtijdig de brui aan geeft, hangt volledig af van uw nauwgezetheid met betrekking tot ontkalken van uw warmwaterapparatuur.

Kranen en waterbesparende douchekoppen

Verder werd er getest of de waterhardheid invloed heeft op de doorstroom van kranen en douchekoppen. Na doorstroom van 15 kuub hard water (de hoeveelheid die een gemiddeld Nederlands huishouden per maand gebruikt) waren de kranen en douchekoppen reeds verstopt door kalkaanslag, terwijl de kranen en douchekoppen waar onthard water doorheen stroomde volledige doorstroom behielden. Vertaald naar de gemiddelde Nederlandse waterhardheid (8 dH): na 2 tot 3 maanden zullen kranen en douchekoppen moeten worden ontkalkt om een goede doorstroom te behouden.

Vaatwassers en wasmachines

In de vaatwassers en wasmachines werd bij een waterhardheid van 25 dH duidelijk veel kalk afgezet, waardoor reeds na een maand ontkalking nodig was om defecten te voorkomen. In Nederland betekent dat dat deze apparatuur na ongeveer 2 tot 3 maanden reeds ontkalkt zal moeten worden, om defecten te voorkomen en rendementsverlies tegen te gaan.

Nu de belangrijkste vraag: hoeveel zouden we kunnen besparen op vervanging van warmwaterapparatuur (anders dan de combiketel) door water volledig te ontharden? Helaas kunnen we u bij gebrek aan voldoende wetenschappelijke kennis deze vraag niet beantwoorden. Het is aannemelijk dat – bij onvoldoende onderhoud – warmwaterapparatuur minder lang mee gaat ten gevolge van kalkaanslag (net zoals bij de combiketel). Het is een kwestie van kiezen: ofwel consciëntieus alle warmwaterapparaten regelmatig ontkalken, ofwel vroegtijdige defecten voor lief nemen. Echter: er is onvoldoende wetenschappelijke kennis hierover om er een prijskaartje aan te hangen. Eerlijkheidshalve nemen we dit dus nog niet mee in onze berekening van de besparingen van zacht water.

Conclusies

Samenvattend: een 4-persoons huishouden kan bij een gemiddelde waterhardheid per jaar het volgende besparen:

• Gas: 20 euro
• Elektriciteit: 40 euro
• Onderhoud CV: 27,50
• Zeep en schoonmaakmiddelen: 414 euro

Totale besparing per jaar: 501,50 euro

Onthard water zorgt dus voor energiebesparing en besparing op zeep en (vaat)wasmiddelen, en voorkomt bovendien vroegtijdige defecten aan warmwaterapparatuur. Kranen en douchekoppen behouden door gebruik van onthard water hun maximale doorstroom zonder dat ontkalking nodig is.

Lees hier het volledige artikel (inclusief bronvermelding) op de AquaCell website

Vraag een persoonlijke offerte aan voor een berekening van uw mogelijke besparingen