Une production d'eau chaude sanitaire associée à la production de chaleur pour le chauffage se rencontre dans les chaufferies d'immeubles classiques fioul-gaz ou dans les sous-stations de chauffage urbain. Lorsque le réchauffage de l'eau froide n'est pas assuré par la production de chaleur, l'eau chaude peut être produite de façon autonome.

Les paramètres

 

En collectif, une bonne production d'eau chaude se doit de répondre à de nombreux paramètres tels que : des soutirages d'eau chaude de pointe, des températures de distribution constantes en tout point de l'installation, des impératifs techniques de la production thermique (puissance disponible été/hiver), un rendement d'exploitation (prix du m3 d'eau chaude par utilisateur, temps de retour sur investissement), des contraintes liées à l'hygiène de l'eau (lutte contre les légionelles), une éventuelle exiguïté des locaux (particulièrement en rénovation), un service sans rupture et une maintenance aisée.

Les solutions de production d'eau chaude sanitaire

 

Deux solutions vous sont proposées pour produire de l'eau chaude sanitaire :

- Par un réchauffage de l'eau froide associée à une production de chaleur.
Dans ce dernier cas, vous aurez de l'eau chaude soit par le biais d'un préparateur instantané, échangeur de chaleur alimenté par de l'eau du circuit d'eau de chauffage qui transmet sa chaleur à l'eau du circuit d'eau chaude sanitaire, soit via des ballons de stockage, dont le réchauffement est assuré de la même manière par de l'eau du circuit d'eau de chauffage.

L'accumulation en ballon exige beaucoup de place, mais se contente d'une faible puissance et est bien adaptée aux petites chaufferies. La préparation instantanée convient aux grosses chaufferies qui peuvent fournir une plus grande puissance. Les deux systèmes peuvent aussi être combinés pour assurer une meilleure régularité dans la fourniture d'une eau chaude à volonté et à température constante dans les moments de grosse consommation.

- Deuxième solution : une production autonome et indépendante par rapport à la production de chaleur, si les besoins en chauffage et en ECS sont très différents. Au niveau des appareils indépendants, le choix est vaste. Ici, échangeurs à plaques, préparateurs indépendants et accumulateurs à gaz couvrent tous les systèmes de production.

Une copropriété a le choix entre une production d'ECS centralisée ou décentralisée. L'une est plus rentable, mais plus difficile à gérer, l'autre laisse plus de liberté aux usagers de chaque appartement et le responsabilise sur ses dépenses.

La production centralisée

Pour répondre aux différentes exigences des usagers d'un immeuble, plusieurs solutions se présentent : une production centralisée ou décentralisée d'une part et instantanée, semi-instantanée ou accumulée d'autre part.

La production centralisée offre des avantages certains en terme de coûts d'investissement et de maintenance, de rendement et de souplesse de fonctionnement, etc. Regrouper la préparation d'eau chaude dans une seule chaufferie donne lieu à un coût d'installation inférieur à la somme des coûts des installations individuelles.
Vous obtiendrez aussi une diminution de l'encombrement de l'installation et du coût de maintenance puisqu'il n'y a qu'un seul appareil de production et un seul conduit d'évacuation des gaz brûlés.

Cependant, il peut y avoir une confusion au niveau de la répartition de la consommation en fonction des usagers. Certes, il est possible de mettre des compteurs fournissant des relevés, mais la gestion est alors plus lourde à supporter. A cela s'ajoute un manque de souplesse dans l'adaptation aux besoins des différents utilisateurs.

La décentralisation ou production directe

Elle donne de meilleurs rendements. L'installation peut être décentralisée auprès de chaque bâtiment d'un ensemble, voire de chaque point de puisage, ce qui est impossible avec la centralisation qui génère des pertes par les tuyauteries.

On peut aussi penser à une production semi-centralisée qui comprend une production commune à plusieurs points de puisage rapprochés. Ce compromis permet de limiter le nombre d'équipements de production d'ECS, tout en réduisant la longueur du réseau.
On estime que les produits les plus performants sont les appareils directs au gaz, car il n'y a plus de pertes causées par un échangeur supplémentaire entre la chaudière et le ballon.

Le saviez-vous ?

Pour être bref, il existe 4 modes de production d'ECS :
- La production instantanée : il n'y a pas de stockage et toute l'eau froide est réchauffée au moment où elle est soutirée
- La production semi-instantanée : il y a un petit peu de stockage pour absorber les variations de température de soutirage
- La production semi-accumulée : le stockage est important et couvre les besoins de pointes sur 10 minutes
- La production accumulée : le stockage représente la consommation journalière

En instantané, la puissance installée est égale au débit de pointe et il n'y a pas de réserve d'eau tandis qu'en semi-instantané, vous aurez moins de puissance installée mais en revanche, un stockage suffisant pour écrêter les pointes.

Comment ça marche ?

 

La production d'ECS instantanée est assurée essentiellement par un préparateur instantané gaz et un échangeur instantané à plaques. Ces appareils, faciles à installer, permettent un gain de place et de poids appréciable en raison de l'absence de stockage (les risques de légionellose sont réduits).

Les inconvénients

 

Mais les inconvénients sont aussi nombreux.

En effet, la production instantanée demande généralement une puissance de générateur très importante.
Au niveau de l'utilisateur, la température ne reste pas stable en raison du temps de réponse des éléments mécaniques de l'installation.
Enfin, le rendement de production de la chaudière n'est pas optimisé : il est indispensable de maintenir une chaudière mixte en permanence à température élevée (minimum 70°C) pour garantir un temps de réponse minimum lorsqu'une demande apparaît. En outre, en l'absence de réservoir tampon, chaque puisage va entraîner la mise en route de l'installation pour des temps très courts, ce qui est défavorable pour le rendement de combustion.

Le saviez-vous ?

Poussée par la santé et l'hygiène, la tendance d'aujourd'hui est d'installer une production instantanée (sans ballon tampon) pour limiter les risques de prolifération de légionelles. C'est une option difficile en rénovation, puisque une production instantanée demande une puissance 2,5 fois plus importante que dans le cas d'une production semi instantanée (avec ballon tampon). Ce surplus de puissance est rarement disponible dans les chaufferies existantes et ce, même en considérant un délestage des installations de chauffage pendant la période de puisage. Il faut alors prévoir une production semi instantanée équipée d'une régulation permettant de programmer des séquences d'augmentation de la température de l'ECS à plus de 70° C pendant un court moment, avec installation de mitigeur thermostatique dans les logements pour éviter tout risque de brûlure.

Proche de la production d'eau chaude instantanée, la production semi-instantanée implique généralement la séparation entre le stockage et le générateur (la chaudière...).

Comment ça marche ?

 

Ce système est particulièrement adapté aux installations possédant une chaudière de puissance limitée ou lorsqu'un échangeur à plaques instantané ne suffit plus à fournir seul un débit d'eau chaude sanitaire important.
Son principe est le suivant : un échangeur à plaques récupère la chaleur à partir de la chaudière pour fournir une eau chaude sanitaire à la température souhaitée et en quantité suffisante puisqu'il stocke cette eau chaude dans un ballon tampon qui permet de garder en réserve l'eau chaude sanitaire et de subvenir aux besoins en période d'affluence en faisant face à des pointes de consommation élevées, sans pour autant devoir installer une puissance d'échangeur trop importante.

Pour faire face à des besoins évolutifs, on adjoint des plaques ou des modules supplémentaires.

Ballons et autres

 

Certaines chaudières peuvent être raccordées à des ballons électriques existants qui sont alors utilisés pour stocker l'eau préchauffée par la chaudière. La nouvelle installation n'étant plus uniquement à accumulation nécessite moins de capacité de stockage (certains des ballons existants peuvent être supprimés).

Certains fabricants ont mis au point des chauffe-eau avec volume tampon intégré ou accumulateur gaz qui offrent un débit d'eau chaude important et une mise en température rapide.

Le saviez-vous ?

En production d'eau chaude sanitaire, les opérations de détartrages réguliers sont nécessaires au maintien du rendement optimum (en fonction de la dureté de l'eau froide distribuée, par exemple). Les pertes d'efficacité des échangeurs à plaques peuvent être importantes et directement proportionnelles au degré d'entartrage. Notez que la production semi-instantanée offre un stockage minimum destiné à absorber les variations de température de soutirage alors que la production semi-accumulée offre un stockage plus important et qui couvre les besoins de pointes sur 10 minutes.