Comment produire de l'eau chaude sanitaire ?

1. Comment produire de l’eau chaude sanitaire?
L'eau chaude: stocker ou produire à la
demande?
Objectif : au terme de cette leçon vous serez identifié les types de production d’eau
chaude suivant les critères:
Matériaux, utilisation, compatibilité. Nicolas Rubay

2. Nicolas Rubay
Table des matières
2. L’énergie disponible.
a. Les énergies non renouvelables
b. Les énergies renouvelables
3. L’emplacement disponible dans le local.
4. La production instantanée.
a. Chauffe eau instantané au gaz
b. Le chauffe-eau instantané électrique
5. Les appareils au gaz.
a. Le chauffe-eau de type A
b. Le chauffe-eau de type B
c. Le chauffe-eau de type C
1. Introduction

3. Nicolas Rubay
6. La production par accumulation.
a. les appareils à accumulation indépendants
b. les appareils à accumulation combinée
b.1. Chaudière mazout ou gaz.
b.2. chaudière mixte ou « à double service »
b.3. Le boiler solaire
b.4. Pompe à chaleur
7. Les règles de sécurités la salle de bain
a. volume 0
b. Volume 1
c. Volume 1bis
d. Volume 2
e. Volume 3
8. Conclusion

4. Nicolas Rubay
Il n’y a pas si longtemps que cela, il fallait
aller
chercher l’eau à la pompe dans l’arrière-
cour et
faire la lessive à la main à l’extérieur malgré
le froid glacial.
Maintenant, nous trouvons normal de tourner
le
robinet à n’importe quel moment de la
journée
pour disposer d’eau chaude.
Comme c’est toujours le cas en matière de
construction et de transformation, il vaut
mieux
commencer par réfléchir à la question avant
de
faire un choix.
1. Introduction

5. S’il faut choisir un système de production d’eau
chaude pour la maison, plusieurs facteurs sont à
prendre en compte:
 Soit vous stockez de l’eau chaude en permanence dans un chauffe-
eau, elle est donc constamment disponible: La production par
accumulation.
 Soit vous la produisez à la demande, quand vous ouvrez votre
robinet d’eau chaude: la production instantanée.
 L’énergie disponible dans le bâtiment
 L’emplacement disponible dans le local qui accueille la production
d’eau chaude
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6. 2. L’énergie disponible
a. Les énergies non renouvelables
Il existe 2 grandes sortes d’énergies non renouvelables : l’énergie nucléaire et les
énergies fossiles.
1) L’énergie nucléaire
Elle est produite à partir d’un minerai appelé uranium. La fission des atomes
d’uranium libère une très grande quantité d’énergie dont on se sert pour
chauffer de l’eau permettant de produire de l’électricité.
2) Les énergies fossiles
Le charbon, le pétrole et le gaz naturel proviennent de la décomposition de
végétaux et d’organismes vivants qui ont été enfouis sous la terre. Les ressources
diminuent quand on les utilise, car il leur faut des millions d’années pour se
former.
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7. b. Les énergies renouvelables
Il y en a plein autour de nous. Au-dessus de nos têtes et même sous nos pieds !
On s’en sert depuis des milliers d’années et on continuera longtemps si on respecte
bien la nature.
Quelles sont les différentes énergies renouvelables de la nature ?
a) Le soleil nous éclaire, nous réchauffe et est indispensable au développement de
tous les êtres vivants. Grâce à lui les plantes libèrent l’oxygène qui nous permet de
respirer. En 1843 James Joule a été le premier à découvrir que la chaleur est une
forme d’énergie : il a prouvé que quand on met un objet en mouvement (énergie
mécanique) on produit de la chaleur (énergie thermique). Aujourd’hui on sait utiliser
la chaleur du soleil pour créer de l’électricité.
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8. b) L’eau, comme le soleil, est
indispensable à la vie. Depuis plus de 2000
ans, on sait utiliser la force créée par les
courants des rivières ou des chutes d’eau
pour faire tourner la roue d’un moulin à
eau. Aujourd’hui on utilise cette force pour
faire tourner des turbines qui produisent de
l’électricité.
c) Quand le vent se met à souffler, on sent
bien sa force ! Les oiseaux et les bateaux à
voile se servent de l’énergie qu’il libère pour
se déplacer. Il permet aussi de faire tourner
les ailes des moulins à vent pour pomper de
l’eau ou moudre du grain. Aujourd’hui on
utilise la force du vent pour faire tourner des
éoliennes qui produisent de l’électricité.
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9. d) La chaleur de la Terre est aussi une
énergie qu’on peut utiliser. Au centre de la
Terre, la chaleur est tellement importante et
la pression est si forte que les roches sont en
fusion. On appelle cette matière le magma.
On se sert de la vapeur ou de l’eau
capturée entre les roches et chauffée par la
chaleur de la Terre pour produire de
l’électricité et du chauffage. Cette énergie
est appelée géothermie.
e) Les matières organiques
végétales ou animales sont utilisées
pour produire de la chaleur. On
appelle cette énergie la biomasse.
C’est la 2è énergie renouvelable
de notre planète. La combustion
du bois est la plus ancienne des
utilisations de cette énergie : dès la
préhistoire les hommes ont appris à
utiliser le feu pour s’éclairer, se
chauffer et cuire les aliments.
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10. 3. L’emplacement disponible dans le local qui
accueille la production d’eau chaude
Choisir le chauffe-eau répondant aux besoins en eau sanitaire de la
famille est une chose. Définir son emplacement au sein de la maison en
est une autre. Vous devez trouver l’endroit le plus adapté à cette
installation. Vous trouverez dans les lignes qui suivent quelques
informations qui vous aideront.
Un emplacement adapté
La distance entre le point de puisage et la production d’eau chaude
doit être inférieure à 8 mètres. Au-delà, il faudra prévoir des solutions
alternatives. Cette distance est importante pour une utilisation optimale
de votre cumulus. En effet, lorsque vous utilisez l’eau chaude, les
canalisations vont se remplir. Si la distance est trop grande, vous allez
consommer inutilement de l’eau chaude et donc de l’électricité d’une
part. D’autre part, l’eau va se refroidir le long du parcours d’où une
déperdition de chaleur.
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11. Ensuite, le chauffe-eau doit également être
installé dans un endroit facilement
accessible. Évitez de le bloquer dans un
emplacement trop exigu. Prévoyez donc un
dégagement d’au moins 50 centimètres à
proximité de l’accès à la résistance. Cet
espace sera indispensable pour les
opérations de maintenance, de
remplacement et de vidange réalisées par
un professionnel.
Il convient d’installer votre appareil
dans une pièce chauffée. Tout du
moins, choisissez une pièce présentant
une température de plus de 4 °C.
Votre dispositif sera ainsi à l’abri du gel.
Cette mesure limitera ainsi les
déperditions de votre chauffe-eau.
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12. En ce qui concerne les productions
directes, la pose est plus facile, car le
poids des appareils est inférieur à 30kg.
Par contre pour les productions
indirectes il convient de le fixer sur mur
porteur. Si ce n’est pas possible, vous
devrez utiliser des accessoires pour
renforcer la fixation. Ceux-ci viendront
soulager les points d’ancrage et
éviteront des dégâts futurs.
Pied pour chauffe-
eau
Fixation de mur
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13. 4. La production instantanée.
a. Chauffe eau instantané au gaz
Dans le cas d’une production
instantanée directe, l’eau est
chauffée à l’ouverture du robinet
puis maintenue en température
pendant le puisage. L’eau froide
pénètre dans un corps de chauffe,
elle est réchauffée directement par
la chaleur émise du brûleur.
Avantages :
– Vous ne chauffez que l’eau que
vous utilisez
– Vous obtenez de l’eau chaude de
manière continue et illimitée
– L’encombrement est réduit
– L’investissement financier est limité
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14. Inconvénients :
– La température de l’eau étant
proportionnelle au débit, plus ce
dernier est élevé et moins l’eau aura le
temps de chauffer. Difficile dans ces
conditions de remplir une baignoire à
la bonne température et gare aux
douches écossaises en cas de
soutirage simultané.
– En n’utilisant qu’un faible débit d’eau
pour se brosser les dents par exemple,
l’eau chaude n’est pas disponible, car
il existe un débit minimum pour
déclencher la production d’ECS.
– Attention aux dépôts de calcaire
dans l’échangeur à plaques. Un
traitement anticalcaire est
indispensable si l’eau sanitaire est dure.
– Le brûleur doit supporter des
marches/arrêts fréquents.
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Avantages
Voici les principaux avantages du chauffe-eau instantané :
L'appareil ne nécessite aucun entretien.
Il ne consomme qu'au moment où il chauffe de l'eau, c'est-à-dire quand
vous ouvrez l'eau.
Il est aussi peu encombrant, il peut être installé sous le lavabo ou l'évier.
Inconvénients du chauffe-eau instantané électrique
Voici quelques inconvénients de cet appareil :
L'achat : si le chauffe-eau électrique instantané est très prisé en Allemagne,
il est plus difficile d'en trouver en France.
De plus, la consommation électrique de cet appareil n'est pas compatible
avec les compteurs et la politique tarifaire d'EDF.
b. Le chauffe-eau instantané électrique
Le chauffe-eau électrique instantané est un appareil
peu encombrant (environ 40 cm sur 10 cm). Par rapport
à un chauffe-eau à accumulation, le chauffe-eau
électrique instantané ne chauffe que quand on allume
l'eau chaude.

16. 5. Les appareils au gaz
Il existe dans le commerce trois catégories de chauffe-eau
a. Le chauffe-eau de type A
Les chauffe-eau de type A sont des
appareils qui ne possèdent pas de
cheminée et qui sont munis d’un
dispositif destine à empêcher le
fonctionnement prolonge en
atmosphère viciée
dispositif de contrôle d’atmosphère -
sont identifiés par un indice
complémentaire “AS” (p.ex. appareil
type A1AS).
Le chauffe-eau 5 l/min doit être du
type A1AS (ou B11BS).
Les machines à laver, les sèche-linge et
les réfrigérateurs non
raccordes a un conduit d’évacuation
doivent être du type A1AS.
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17. b. Le chauffe-eau de type
B
Appareil destine a être raccorde a un
conduit d’évacuation,
l’air comburant étant prélevé
directement dans l’espace
d’installation.
Les appareils type B1, munis d’un
dispositif de contrôle de
l’évacuation des produits de
combustion – dispositif de
contrôle de vacuité – sont
identifies par un indice
complémentaire “BS” (p.ex.
appareil type B11BS).
Ce contrôle peut être réalisé par
un TTB (dispositif de contrôle
d’évacuation) –
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18. c. Le chauffe-eau de type C
Appareil a circuit de combustion
étanche dans lequel le circuit des
produits de combustion de l’appareil
est PARFAITEMENT ÉTANCHE
vis-à-vis de l’espace d’installation ,il
peut être placé dans ???
Les appareils de type C peuvent être
installés dans tous les types
d’espaces, quel qu’en soit le volume,
sans nécessiter un apport d’air
comburant complémentaire dans
l’espace d’installation.
Ils peuvent donc être installés dans un
bâtiment avec ventilation
mécanique.
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20. 6. La production par accumulation.
Les appareils sont des dispositifs à accumulation et sont également
appelés boilers.
Nous pouvons encore classifier les appareils en :
a. les appareils à accumulation indépendants (au gaz ou à l’électricité) :
(boiler chauffé directement). L’énergie est convertie directement et
immédiatement en eau chaude sanitaire.
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21. Le boiler
Dans un boiler, une certaine quantité d’eau est maintenue à température.
De façon générale, le boiler a l’avantage de pouvoir donner de l’eau
chaude beaucoup plus rapidement qu’un appareil instantané. De même,
on peut avoir de l’eau chaude même quand le robinet n’est que
partiellement ouvert. L’inconvénient du boiler est que la réserve d’eau
chaude disponible n’est pas infinie et lorsque celle-ci est vide, il faut du
temps pour que l’eau soit à nouveau à température. Ce délai peut varier
du petit quart d’heure à plusieurs heures selon le type d’appareil. Les boilers
électriques ont en outre un temps de chauffe plus long que les boilers au
gaz naturel. Les boilers électriques sont généralement plus faciles à installer.
les différents types de boilers électriques:
I. Les boilers vertical , soit à poser au sol ou à pendre sur un mur.
II. Les boilers horizontal, gauche ou droite.
III. Les boiler sous évier.
IV. Les boilers sur évier.
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23. Les boilers électriques possèdent une résistance électrique dans le réservoir
qui porte l’eau du boiler à la température souhaitée. Pour ces appareils, il
est indispensable de faire chauffer l’eau à un tarif préférentiel.
Il existe deux types de résistances
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25. Avantages
• Les boilers sont capables de fournir rapidement de l’eau chaude à une
température constante et sans seuil de prélèvement.
• Les appareils à accumulation de grande taille sont en mesure
d’approvisionner simultanément la douche, la baignoire et le robinet de
la cuisine.
• Les chauffe-eau électriques peuvent être installés dans les habitations
sans raccordement au gaz naturel.
• Les chauffe-eau électriques n’ont besoin ni d’une arrivée d’air ni d’une
évacuation des gaz de combustion
Inconvénients
• Les chauffe-eau sont en général moins économiques que les appareils
de production instantanée: il faut davantage d’énergie pour maintenir
constamment une
réserve d’eau à une certaine température.
• Une fois le ballon vide, un certain laps de temps est nécessaire avant de
disposer à nouveau d’eau chaude en quantité suffisante.
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26. B. les appareils à accumulation combiné:
b1. Chaudière mazout ou gaz.
Pour votre chauffage et votre distribution d'eau chaude, vous avez 2
possibilités :
chaudière pour le chauffage + chauffe-eau indépendant pour l'eau
sanitaire.
Dans ce cas, la chaudière chauffe l’eau qui est ensuite stockée dans un
réservoir. Pour une famille de trois à cinq personnes, on recommande
généralement une capacité de 130 à 150 litres.
.
Avantage: ce système offre un confort optimal. Plusieurs personnes
peuvent utiliser de l’eau chaude simultanément sans le moindre
problème.
Désavantage: stocker de l’eau chaude dans un réservoir entraîne
toujours une perte d’énergie si vous ne la consommez pas
immédiatement. Cela dit, il faut nuancer cette information parce que les
fabricants isolent de mieux en mieux leurs chauffe-eau. En 24 heures, la
température de l’eau descend dans le réservoir de seulement 3 à 5°C.
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28. b.2. chaudière mixte ou « à double service » qui fonctionne pour le
chauffage et l'eau chaude sanitaire.
Chaudière avec réservoir d’eau intégré
Ce système à un réservoir d’eau chaude intégré dans la chaudière.
Cependant, il n’offre qu’une capacité limitée (de 60 à 80 litres).
Avantage: si vous n’avez pas besoin de beaucoup d’eau chaude, vous
n’avez pas besoin d’un chauffe-eau en plus et vous ne devez pas subir de
retards d’eau chaude gênants. Le volume restreint de ce genre
d’appareil est pratique dans les habitations de petite taille.
Désavantage: la capacité réduite du réservoir intégré limite la capacité en
approvisionnement d’eau chaude. Ce n’est pas vraiment le choix idéal
pour les familles moyennes et grandes qui souhaitent bénéficier d’un
confort optimal.
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29. b.3. Le boiler solaire
Même si la Belgique n’est pas le pays le plus ensoleillé de la planète, le
soleil est en mesure de nous fournir plus de la moitié de l’énergie
nécessaire à notre eau chaude sanitaire. Etant donné que la qualité et le
rendement de ces systèmes ont été nettement améliorés et que leur prix
ont diminué, il est désormais tout à fait possible pour chaque ménage de
se munir d’un boiler solaire.
Les avantages d’un systèmes à l’énergie
solaire thermique :
 Énergie illimitée et gratuite
 Pas d'émissions de CO2 liées à l'exploitation
 Économies de coûts : jusqu'à 60 % d'énergie
en moins pour chauffer l'eau chaude
sanitaire et 35 % pour le soutien chauffage
 Consommation réduite de combustibles
fossiles
 Les systèmes à l’énergie solaire thermique
peuvent être intégrés dans les systèmes
existants
 Les systèmes modernes sont efficaces
même en hiver
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30. Les inconvénients d’un chauffe-eau solaire
 Un chauffe-eau solaire est un dispositif plus coûteux au départ, qui
demande donc un effort d’investissement.
 Le coût d’un ballon pour un chauffe-eau solaire est plus élevé qu’un
système conventionnel, car il doit résister à la pression, répondre aux
directives concernant l’hygiène de l’eau potable et satisfaire les exigences
sévères concernant la protection anticorrosion.
 Un chauffe-eau solaire ne fonctionne pas la nuit, il faut donc investir sur un
ballon de stockage très bien isolé pour avoir de l’eau chaude disponible le
matin.
 Un chauffe-eau fonctionne moins bien l’hiver, lors de journées couvertes,
neigeuses ou pluvieuses alors que la demande énergétique est la plus
élevée (surtout si le système est combiné, eau chaude/chauffage).
 Un chauffe-eau solaire c’est un circuit de plomberie secondaire dans
lequel passe un liquide caloporteur corrosif qui peut créer des fuites.
 Les capteurs plans vitrés d’un chauffe-eau solaire étant soumis aux
variations d’ensoleillement et de température, la vitre peut se ternir et
diminuer le rendement du système.
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31. b.4. Pompe à chaleur
Un chauffe-eau thermodynamique fonctionne exactement de la même
manière qu'une pompe à chaleur, c'est-à-dire qu'il va capter les
calories présentes dans l'air (ou dans le sol) pour chauffer l'eau.
Les avantages:
 La consommation électrique est réduite puisque l’énergie la plus
consommée est gratuite étant donné que c’est l’air ambiant. Pour
autant, un chauffe-eau thermodynamique ne couvre pas 100% de vos
besoins journaliers en eau chaude.
 Dans le meilleur des cas, cette couverture est assurée à 70%.
 Vous pouvez bénéficier d’un crédit d’impôt de 26% au 1er janvier sur
l’équipement (crédit sujet à modification) mais cela vous oblige à passer
par un professionnel pour la pose, qui est donc à payer en plus.Nicolas Rubay

32. Les inconvénients:
 Comme dit ci-dessus, le ballon thermodynamique ne couvre pas tous
les besoins en eau chaude au quotidien. D’autre part, pour profiter du
crédit d’impôt, on ne peut pas faire la pose soi-même sauf si on est un
professionnel.
 De plus, le prix d’achat est bien plus élevé que pour un chauffe-eau
stéatite pour une durée de vie sensiblement égale.
 Capter les calories ambiantes implique que l’air va être refroidi.
D’autre part, la pompe à chaleur intégrée est relativement bruyante.
Pour ces deux raisons, il faut donc faire attention à l’endroit où on
l’installe…
 Enfin, la manutention est assez difficile, car on ne peut le coucher
que sur une seule face. Cela complique également le transport.
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33. 7. Les règles de sécurités la salle de bain
La pose dans une salle de bain de votre appareil d’eau chaude est
soumise à des règles strictes. Elle doit respecter les conditions évoquées
dans la norme belge.
 Les salles de bain sont composées de différents volumes:
a. volume 0:
volume intérieur de la baignoire ou de la cuvette de douche.
 L’espace d’installation dépend du type et de l’application d’un
appareil d’utilisation.
• Sécurité : une amenée d’air comburant et une évacuation des
produits de combustion correctes permettent une sécurité
de fonctionnement de l’appareil d’utilisation – pas de produit
de combustion ou éventuellement de CO dans l’espace
d’installation. En d’autre thermes il convient d’avoir une ventilation
basse et Haute dans un local qui contient un chauffe eau au gaz de
type A ou B.
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34. b. Volume 1:
ou volume d’enveloppe. C’est le volume contenu dans la surface
cylindrique verticale circonscrite au bord de la baignoire ou de la cuvette
de
douche qui est limité en bas, par le plan horizontal du sol entourant la
baignoire ou la cuvette de douche et en haut, par le plan horizontal situé
à 2,25 m du plan horizontal précédent et dont sont extraits le volume
0 et le volume 1 bis éventuel. Lorsque la douche ne comporte pas de
cuvette, cette dernière est remplacée par un cercle avec un rayon de
0,6
m avec centre à l’aplomb de la pomme de douche.
c. Volume 1bis:
Le volume délimité par la paroi extérieure de la baignoire et une
structure pleine se raccordant au bord de la baignoire et rejoignant le sol
d. Volume 2:
C’est le volume qui est extérieur au volume 1 et au volume 1 bis éventuel,
limité par la surface cylindrique verticale
distante de 0,6 m de la limite du volume 1 et par les mêmes plans
horizontaux que ceux définis au volume 1.
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35. d. Volume 3:
ou volume de circulation. C’est le volume extérieur au volume 2, limité
par la surface cylindrique verticale distante de 2,4 m du volume 2 et par
les mêmes plans horizontaux que ceux définis au volume 1 et limité au
local contenant baignoires ou douches.
La présence des parois fixes ou des éléments de paroi pivotants peut
influencer les dimensions des
volumes précité
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36. Nicolas Rubay
8. Conclusion
Le chauffage du logement et la production d’eau chaude sanitaire sont
des postes importants de dépenses et de consommation énergétique.
Ce sont aussi des sources de pollution et d’émission de gaz à effet de
serre.
Aujourd’hui, pour assurer la production de votre eau chaude sanitaire,
vous avez le choix. Mais, ce qui importe, en rénovation comme en
construction, c’est de combiner efficacité et économies d’énergie.