Architecture d Intérieur. Equipement du bâtiment. Eau chaude sanitaire. A.Arpigny. Ai Eau chaude sanitaire 1

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1 Architecture d Intérieur Equipement du bâtiment Eau chaude sanitaire A.Arpigny Ai Eau chaude sanitaire 1

2 Qu est-ce que c est l eau chaude sanitaire??? Quels sont les critères qui entrent en compte pour le choix et le positionnement d une production d eau chaude sanitaire? Ai Eau chaude sanitaire 2

3 Critère de choix L eau chaude sanitaire est-elle nécessaire? Comment diminuer de la demande en eau chaude? Installation centralisée ou décentralisée? Production indépendante ou combinée? Production instantanée ou à accumulation? Economie d énergie? Ai Eau chaude sanitaire 3

4 Critère hygiénique? Traitement de l eau? Réduire les déperditions? Ai Eau chaude sanitaire 4

5 L eau chaude sanitaire est-elle nécessaire? Ou plutôt dans quels cas ne l est-elle pas? Analyse des situations projets Dans un bureau? Dans un cinéma? Dans un logement? Dans une usine? Une analyse correcte et cohérente permettra de choisir le bon équipement sans engendrer de déperdition thermique Ai Eau chaude sanitaire 5

6 Diminution de la demande en eau chaude Quels équipements vont me permettre de diminuer la demande en eau chaude? Il apparait que les besoins en eau chaude sanitaire semblent dépendre beaucoup plus de l équipement que des comportements. o Réducteur de débit (bouton poussoir, ou robinet intégrant une station eco butée - limitant un débit ) o Pompe économique de douche (8litre/minute) Ai Eau chaude sanitaire 6

7 o Détecteur de présence o Ergonomie adaptée (commande au coude, au pied ou au genou.) Ai Eau chaude sanitaire 7

8 o Choix et qualité de la robinetterie Mélangeur à 2 robinets Mitigeur monocommande Mitigeur thermostatique Ai Eau chaude sanitaire 8

9 Installation centralisée ou décentralisée Production centralisée Pensez toujours à analyser la situation par rapport au projet Un coût d'installation inférieur à la somme des coûts des installations individuelles qu'elle remplace. Un encombrement plus faible (voire une nuisance acoustique plus faible dans certains cas). Une meilleure fiabilité et durée de vie. Un coût de maintenance plus faible (un seul appareil de production, un seul conduit d'évacuation des gaz brûlés). Un rendement de production souvent supérieur à ceux des appareils décentralisés, dans le cas des installations à combustible. Ai Eau chaude sanitaire 9

10 Un rendement de distribution médiocre, avec parfois l'obligation d'installer une boucle de recyclage, ou un traçage des conduites. Une difficulté de répartir la consommation en fonction des usagers (placement de compteurs et relevé possible mais plus lourd à gérer), et donc tendance à un "laisser-aller" dans les consommations puisqu'on ne les paye qu'indirectement... Ai Eau chaude sanitaire 10

11 Production décentralisée La décentralisation sera économiquement plus rentable pour peu que l on utilise un autre vecteur d énergie que l électricité. L'installation peut être décentralisée auprès de chaque unité fonctionnelle du bâtiment meilleure adaptation des besoins. Pas de déperdition thermique dans la distribution. Un coût d'installation supérieur à la somme des coûts des installations individuelles qu'elle remplace. Ai Eau chaude sanitaire 11

12 Production indépendante ou combinée La production combinée Coupler le chauffage et la production d eau chaude sanitaire avec une chaudière mixte La production centralisée permet de réduire les couts d investissements. La chaudière doit continuer à travailler pendant l été alors que ce n est plus nécessaire pour le chauffage. On peut dès lors fractionner la puissance de chauffe. Ai Eau chaude sanitaire 12

13 Par ailleurs, durant la saison de chauffe, la performance de la chaudière "basse température" sera dégradée par la nécessité de remonter périodiquement la température de sortie de l'eau chaude. S'il s'agit d'une chaudière à condensation, elle requiert de l'eau de retour à basse température. Or, si la production d'eau chaude sanitaire à 60 C lui est aussi demandée, elle devra, au moins à certains moments, travailler à plus haute température... et donc perdre un peu d'efficacité liée à la condensation. Remarque ; Il est impératif d'envisager la priorité "sanitaire" associée à une régulation en température "glissante" de l'eau de chauffage Ai Eau chaude sanitaire 13

14 La production indépendante Ballon accumulateur électrique, à un accumulateur au gaz, à un préparateur instantané gaz,... Ai Eau chaude sanitaire 14

15 Une préparation spécifique d'eau chaude permet de séparer les deux fonctions (chauffage des locaux et chauffage de l'eau) lorsque les profils de demande sont trop différents. Une conception et de dimensionnement plus fins Ai Eau chaude sanitaire 15

16 Production instantanée ou à accumulation La production instantanée préparateur instantané au gaz ou chaudière/échangeur à plaque) convient pour un profil de consommation fluctuant peu (cas des homes, hôtels,..., On distingue essentiellement le préparateur instantané gaz et l'échangeur instantané à plaques. Ai Eau chaude sanitaire 16

17 La production à accumulation La production par accumulation (ballon) peut répondre à des pointes de consommation ponctuelles. Dissociation du rythme de la production des variations brusques de la demande. Lissage des pointes et réduit le coût de la puissance. Utilisation de l'énergie moins chère la nuit (accumulateur électrique). Ai Eau chaude sanitaire 17

18 Généralement, le principe de l'accumulation offre la possibilité de changer plus facilement le vecteur énergétique (gaz, fuel, bois,...) de l'unité de production de chaleur, et même d'intégrer une production solaire ou par pompe à chaleur. Mais par contre, il nécessite un investissement supplémentaire, en euros et en m² Il génère également une perte d'énergie par les parois. Ai Eau chaude sanitaire 18

19 La préparation semi-instantanée ou en semi-accumulation La solution, qui répond le mieux aux besoins du secteur tertiaire, est un compromis entre les deux systèmes : la production semi-instantanée. La production d'ecs en semi-accumulation ou en semi-instantanée (échangeur + ballon de stockage) est la plus appropriée au mode de consommation d'ecs dans la plupart des applications tertiaires. Ai Eau chaude sanitaire 19

20 Récupération de chaleur ou préchauffage Intégrer dans le processus de production d eau chaude une source de chaleur interne constante et récupérable Le condenseur de la machine frigorifique est une source de récupération idéale pour le préchauffage de l'eau chaude sanitaire dans les établissements à consommation importante et régulière (home; hôtel,...). Ai Eau chaude sanitaire 20

21 Intégrer dans le processus une source externe (énergie solaire) comme moyen de préchauffage peut diminuer les besoins énergétique de production de l eau chaude sanitaire. Le système est volontairement dimensionné pour ne couvrir que 20 à 50 % des besoins annuels en eau chaude grâce à l'énergie solaire. On constate que 30 % constitue généralement un optimum économique. Il faut alors compter 1 m² de capteur par 80 litres d'eau chaude à 60 C et prévoir environ 30 litres de stockage par m² de capteur. Le ballon solaire doit généralement pouvoir stocker l'équivalent de 30 à 40 % d'une journée de consommation d'eau chaude (à 60 ) de l'établissement. Ai Eau chaude sanitaire 21

22 Critère anti-légionelle Les légionelles sont des bactéries présentes dans le milieu naturel comme l eau douce ou la terre. Elles peuvent proliférer dans des circuits hydrauliques lorsque les conditions de leur développement sont réunies, une température comprise entre 25 et 45 C. Ai Eau chaude sanitaire 22

23 La contamination humaine se fait par voie respiratoire, lors de l'inhalation d'aérosols d'eau contaminée (taille < 5 µm) par des légionelles. Vapeurs dans les douches, Les bactéries inhalées prolifèrent ensuite à l'intérieur des poumons. Cette prolifération est la cause des maladies appelées «légionelloses» ou maladie du légionnaire. Cette maladie à déclaration obligatoire depuis 1987 et mortelle dans environ 15% des cas. Ai Eau chaude sanitaire 23

24 Il n'y a cependant pas de risque de contamination ni de maladie en buvant de l'eau contenant des légionelles. Selon l'arrêté du 1er février 2010 relatif à la surveillance des légionelles, les établissements de santé et les établissements sociaux et médico-sociaux d'hébergement pour personnes âgées doivent, à partir du 1er juillet, mesurer au moins une fois par an la quantité de légionelles dans leurs installations collectives de production, de stockage et de distribution d'eau chaude sanitaire (ECS). ''Cette surveillance repose notamment sur des mesures de la température de l'eau et des campagnes d'analyse de légionelles dans chacun des réseaux d'eau chaude sanitaire'', précise l'arrêté. Ai Eau chaude sanitaire 24

25 Le choix des points de surveillance relève d'une stratégie d'échantillonnage qui tient compte du nombre de points d'usage à risque. L'objectif de cette mesure est de maintenir les concentrations en légionelles en dessous du seuil de danger pour l'homme. Ai Eau chaude sanitaire 25

26 Parmi les critères anti-légionelles, le CSTC met en avant le respect de la température et de la configuration des producteurs d'eau chaude sanitaire. De manière générale, il faut : éviter la stagnation (bras morts des réseaux), forcer une T > 55 C dans la boucle de circulation, éliminer les zones tièdes au fond des ballons de stockage. Ai Eau chaude sanitaire 26

27 Traitement de l'eau Afin d'éviter le développement de tartre dans le système d'eau chaude sanitaire, il est nécessaire de traiter l'eau dès son entrée dans le bâtiment au moyen d'un adoucisseur (le plus courant). Protection : Toutes les conduites et appareils qui seront en contact avec cette eau, seront protégés contre les dépôts calcaires et tiendront plus longtemps. Economie : Avec de l eau adoucie vous épargnerez 25 à 40 % sur l usage de vos produits ménagers. En outre, vous n aurez plus besoin de vos produits anti-calcaire. Ai Eau chaude sanitaire 27

28 Economie : Tous les appareils d eau chaude tiennent leur rendement optimal. (1 mm de dépôt calcaire sur la surface de chauffe engendre 10 % de perte d énergie) Confort : L eau adoucie est agréable et meilleure pour la peau et vous procure un linge plus doux. Ai Eau chaude sanitaire 28

29 Réduire les déperditions Bouclage de l eau chaude Pour les installations conséquentes, il existe en général, parallèlement au circuit de distribution, un circuit de bouclage (on dit aussi recyclage). L'eau chaude venant du générateur parcourt le circuit de distribution au moment du puisage. S'il n'existe pas de bouclage, à l'arrêt du soutirage, l'eau se refroidit dans les "bras morts". Les bras morts sont acceptables si leur longueur n'est pas trop importante. Le bouclage soit inutile quand la production n'est pas trop éloignée du puisage. (longueur maximale de 12 m et pour des diamètres de tube inférieurs à 20 mm). Ai Eau chaude sanitaire 29

30 Dans le cas de bouclage, la circulation permanente est évidemment une source de pertes. Ai Eau chaude sanitaire 30

31 Une alternative au bouclage est «traçage électrique". Un cordon chauffant constitué d'une résistance électrique est appliqué sur la tuyauterie de distribution ECS, entre le métal et le calorifuge. Ai Eau chaude sanitaire 31

32 Calorifugeage Le calorifugeage est l'isolation thermique des installations, où circulent ou qui contiennent des fluides froids ou chauds. Ai Eau chaude sanitaire 32

33 Critère de choix instantanée préchauffage solaire récupération de chaleur / centralisée combinée accumulation préchauffage solaire récupération de chaleur / préchauffage solaire indépendante instantanée récupération de chaleur / accumulation instantanée préchauffage solaire récupération de chaleur / préchauffage solaire récupération de chaleur / décentralisée combinée accumulation préchauffage solaire récupération de chaleur / préchauffage solaire indépendante instantanée récupération de chaleur / accumulation préchauffage solaire récupération de chaleur / Ai Eau chaude sanitaire 33