Eau chaude sanitaire

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1 4 rue du maréchal FOCH, LUTTERBACH ou La lettre d information d Alter Alsace Energies dans le cadre du défi des familles éco-engagées : N 8 Janvier 2013 Eau chaude sanitaire L eau chaude sanitaire, dite ECS, est obtenue avec de l eau et de l énergie. Sa production entraîne des émissions de gaz à effet de serre. Il est donc nécessaire de ne pas gaspiller ces ressources. Dans cette newsletter, vous trouverez quelques gestes à réaliser pour faire des économies. Différents types de systèmes : Système combiné au chauffage : L ECS est chauffée par la chaudière (Bois, fioul, gaz naturel, propane), les capteurs d un chauffage solaire ou une pompe à chaleur. Production instantanée : L eau est chauffée uniquement au moment de la demande. La puissance en instantanée est plus importante qu en accumulation. Production d eau chaude sanitaire Production stockée (accumulation): Ballon d eau chaude gaz ou électrique, chauffe-eau à accumulation. La puissance est plus faible qu avec un système instantané. Dans les systèmes indépendants : L eau chaude sanitaire est chauffée par un système autonome : une résistance électrique, un brûleur (fioul, gaz naturel ou propane), des capteurs solaires thermiques ou une pompe à chaleur. 1

2 Sommaire de la lettre Paragraphe Réglage des chauffes eau électrique Production instantanée ou accumulation L eau chaude solaire L eau chaude sanitaire et la pompe à chaleur Prendre un tarif heure creuse ou non? Isolez vos conduites Limiter le gaspillage avec des éco geste Objectif A réaliser à la maison Information Information Information A réaliser à la maison A réaliser à la maison A réaliser à la maison 2

3 par Adrien Lelièvre EIE-PACT du Cher Matériel nécessaire : Le réglage d un chauffe-eau électrique à accumulation 1) Coupez l alimentation du chauffe-eau Nous allons intervenir à proximité de l alimentation électrique du chauffe-eau. eau. Pour travailler en toute sécurité, mieux vaut couper l alimentation électrique du chauffe-eau.. Sur le tableau électrique vous trouverez différents types de raccordements selon l âge/l ancienneté? de l installation. 1. L installation est relativement récente 2 tournevis plats (1 large, 1 fin), 2 tournevis cruciformes (1 large, 1 fin), 1 lampe de poche 1 miroir de poche. Dans ce cas, chaque pièce aura son propre fusible ce qui permet, lors de travaux, de couper l électricité pièce par pièce plutôt que de la couper dans toute la maison. Vous devriez aussi pouvoir mettre la main sur un contacteur de ce type : Ce type de contacteur a 3 positions : AUTO : le chauffe-eau eau fonctionne en heures creuses et uniquement sur cette plage I : le chauffe eau est en marche forcée c'est-à-dire qu il chauffe l eau en continu, heures creuses ou pas (utile lorsqu il y a beaucoup de monde dans la maison) 0 : l alimentation du chauffe eau est coupée (position à préconiser lors d absences de plus de 3 jours ou lors de bricolage sur le chauffe-eau). METTEZ LE CONTACTEUR SUR LA POSITION 0 2. L installation est ancienne Dans ce cas, vous n aurez d autre choix (pour des raisons de sécurité) que de couper la totalité de l alimentation de la maison, à moins que le chauffe-eau eau ne dispose de son propre fusible/contacteur. 2) Repérez le bloc d alimentation du chauffe eau Vous rencontrerez deux types de chauffe-eau : 3

4 Dans les deux cas, le bloc contient la même chose : l aiguille électrique qui permet de chauffer l eau et le thermostat qui permet de régler la température de consigne du chauffe-eau (ainsi que des fils, de la poussière et peut être deux ou trois petites bêtes ). 3) Démontez le capot de sécurité Cette étape est assez simple dans le sens où il ne s agira la plupart du temps que d un simple capot en plastique qui ne sera même pas tenu par des vis mais simplement emboité dans son support. Ceci étant s il y a des vis, vous savez ce qu il vous reste à faire. 4) Identifiez le thermostat Pour cette étape, c est visuel. Il vous faudra repérer une molette de couleur (rouge, grise, noire, blanche voire bleue) fendue en son milieu. Voici différentes photos de thermostats qui vous aideront à traquer la coupable : 5) Réglez la molette du thermostat Pour cette étape, munissez-vous du tournevis adéquat et placez le dans la fente du thermostat. C est en tournant cette molette que vous règlerez la température d eau du chauffe-eau. NOTE : le miroir et la lampe de poche évoqués dans la liste du matériel pourront vous être d une grande aide à cette étape! Vous rencontrerez plusieurs types de molettes : Indication de la température (vous avez de la chance!) 4

5 raduation approximative (dommage mage!) raduation originale : l artiste qui a pensé cette molette ne s imaginait pas que vous en auriez besoin un jour! 6) Fin Bravo! Voilà quelques kwh facilement économisés pour l équipe! Vous constaterez peut-êtrvide plus vite. D un côté cela incitera peut-être à faire plus attention aux économies d eau chaude! Mais évidemment si que le chauffe-eau se cela ne convient pas, il sera toujours possible de remonter le thermostat. 5

6 Comparaison de la puissance nécessaire à l eau chaude instantanée et en accumulation : Puissance de la chaudière en instantanée : Dans le cas d une production instantanée la chaudière doit fournir très rapidement l eau chaude à température voulue. Prenons un débit de 9L/min pour une douche. Le système est programmé pour fournir de l eau à 55 C. L eau doit arriver au point de puisage en moins d une minute. Ce temps devra être le plus court possible pour que l eau ne coule pas inutilement. En revanche plus ce temps est long plus la puissance pour la production d eau chaude sanitaire sera élevée. L eau chaude n arrive jamais instantanément. Avant que l eau chaude arrive il faut que : - L eau contenue dans les conduites s évacue - L eau arrive à température voulue Il faut 1,163kWh d énergie pour monter 1m3 d eau de 1 C. Donc pour une production d eau chaude sanitaire de 9L/min à 55 C la puissance de l appareil sera de 28kW. Puissance de la chaudière à accumulation : Dans le cas d une production à accumulation le système a tout le temps qu il veut pour monter l eau à la température voulue. Dans le cas d un système électrique, ce temps sera celui de la plage d heures creuses. Pour une famille de 4 personnes la consommation d eau chaude pour la journée serait de 150L. La température programmée dans le système est de 55 C. Il faut 1,163kWh d énergie pour monter 1m3 d eau de 1 C. Si on programme l appareil pour que ces 150L soit produit en 3h alors la puissance nécessaire pour la production d eau chaude sanitaire est de 2,6kW. La puissance demandée dans le cas d une accumulation est plus petite que dans le cas d une production instantanée. En revanche la consommation d énergie sera exactement la même si la consommation d eau en m 3 est la même. Dans le cas de l accumulation il faudra prendre en compte certaines pertes de chaleur dues au stockage dans le ballon. Ces pertes sont négligeables devant l énergie nécessaire à la production d ECS si le ballon est isolé. La démonstration est faite à partir de certaines hypothèses. Celles-ci doivent être adaptées à votre cas précis. Le temps nécessaire pour que l eau chaude sanitaire arrive au robinet et l énergie nécessaire dépendent de la longueur des conduites. Si le ballon d eau chaude est placé à la cave, le temps sera plus long que s il est dans la salle de bain par exemple. Les pertes de chaleurs du ballon serviront à chauffer indirectement la pièce. 6

7 L eau chaude solaire : Il est possible de produire de l eau chaude solaire partout en France même si le taux d économie d énergie sera plus élevé dans les régions du sud. Ce type d installation permet de faire des économies surtout aux intersaisons (automne et printemps). En été 100% de la production d ECS peut être couverte par le solaire. La régulation du système permet de donner la priorité au solaire quand cette énergie est disponible. Elle permet aussi de moduler l appoint pour atteindre la température de confort et disposer d assez d ECS. Coût de production d 1m 3 d eau chaude : Données : Elever la température d 1m 3 d eau de 1 C nécessite une énergie de 1,163 kwh. Une personne utilise en moyenne 35L d eau chaude par jour. Nous personnaliserons ce chiffre pour votre famille au courant du défi. L eau chaude est produite à 55 C. Avec ces hypothèses la consommation d énergie pour la production d ECS durant un an est de 670kWh/an. Le coût pour cette personne qui utilise du gaz (0,077 /kwh) est d environ 50 par an sans tenir compte du rendement de son installation. Si on augmente la température du ballon à 65 C, l énergie nécessaire est de 820 kwh/personne/an, soit un coût de 63. Diminuer la température du ballon d eau chaude sanitaire de 10 C, c est 13 d économisé par personne et par an! La démonstration est faite à partir de certaines hypothèses. Celles-ci doivent être adaptées à votre cas précis. 7

8 Installation d eau chaude sanitaire combinée au chauffage : Chaudière : Sur une chaudière combinée,, deux températures peuvent être réglées : la température de chauffage et celle de l eau chaude sanitaire (ECS). La régulation d une installation d ECS combinée à celle du chauffage permet de «donner la priorité» à la partie sanitaire. Pour cela, il faut que la chaudière soit régulée de façon à ce que la température de départ de l eau ne soit élevée que lorsqu il y a besoin d eau chaude sanitaire. Par exemple, si le ballon est réglé à 60 C, la température de départ chaudière augmente uniquement lorsqu il y a demande en ECS et les vannes mélangeuses se ferment. Une fois la température atteinte, la température de la chaudière diminue jusqu à la valeur calculée par le régulateur en fonction de la température extérieure. Pompe à chaleur : Le fonctionnement est différent lorsque c est une pompe à chaleur qui réalise le chauffage. Lorsqu il y a une demande en chauffage, la pompe à chaleur (PAC) chauffe l eau de chauffage à 40 C ce qui correspond à un coefficient de performance (COP) de 4 (sur plancher chauffant, à un certain moment de l année). Cependant, lorsqu il y a une demande d ECS, le COP n est que de 2,8 (demande d eau chaude à 55 C). Il y a donc une dégradation du COP global de la pompe à chaleur car l écart de température entre la source froide (air/sol/nappe phréatique) et l ECS est plus grand. Afin d éviter cela, vous pouvez séparer votre installation en deux pompes à chaleur différentes. Le coefficient de performance d une pompe à chaleur correspond au rapport entre la quantité de chaleur produite (3) et l énergie électrique consommée par le compresseur (2). Il traduit la performance énergétique d une pompe à chaleur en mode chauffage. Plus l écart entre la température de la source extérieure (air et sol) et la température demandée à l intérieur (chauffage et ECS) est petit, plus le COP est grand. Par exemple, si une PAC consomme 1kWh d électricité et restitue 3kWh de chaleur, on dit que son COP est de 3. 8

9 Exemple de différentes installations équipées d une pompe à chaleur pour le chauffage: Données : Plancher chauffant Maison des années 2000, le besoin en chauffage de kwh 4 personnes, le besoin en eau chaude sanitaire est 2680 kwh Cas 1 : Une pompe à chaleur eau/eau pour le chauffage et un ballon thermodynamique Dans ce cas, le coefficient de performance moyen sur un an avec le climat Alsacien: De la pompe à chaleur eau/eau sur un plancher chauffant est de 4 Du ballon thermodynamique est de 1,8 La consommation en énergie est donc de kwh environ. (Dont 3250 pour le chauffage) Soit 530 /an avec une certaine répartition heures pleines/heures creuses. Nous ne tiendrons pas compte des abonnements électriques puisque dans tout les cas le même abonnement pourra être souscrit en fonction de la puissance des appareils. Cas 2 : Une pompe à chaleur eau/eau et un ballon électrique La puissance nécessaire pour la production d ECS est la même que précédemment. La pompe à chaleur pour le chauffage aide à la production d eau chaude sanitaire. Dans ce cas, le coefficient de performance moyen sur un an avec le climat de la pompe à chaleur eau/eau sur plancher chauffant est de 4 pour la production de chauffage. Le rendement du ballon électrique est par hypothèse de 0,85. La consommation en énergie est donc de kwh environ. (Dont pour le chauffage) Soit 580 /an avec une certaine répartition heures pleines/heures creuses. Nous ne tiendrons pas compte des abonnements électriques puisque dans tout les cas le même abonnement pourra être souscrit en fonction de la puissance des appareils. La démonstration est faite à partir de certaines hypothèses. Celles-ci doivent être adaptées à votre cas précis. Quand est-il intéressant de passer en heures creuses? Le nombre de kwh consommés en heures creuses doit être assez grand pour faire des économies et justifier l augmentation du coût de l abonnement et du kwh en heures pleines pour le double tarif. La formule mathématique de la :,!,"#,$$!!,!# # Il est donc intéressant de passer en heures creuses dès lors qu on consomme plus de 540 kwh/an pour la production d eau chaude sanitaire. D après les hypothèses précédentes une personne utilise 670 kwh/an en moyenne pour la production de son eau chaude sanitaire. Il est donc pratiquement toujours intéressant (sauf pour une personne très économe) de passer en heures creuses pour la production d eau chaude sanitaire. La démonstration est faite à partir de certaines hypothèses. Celles-ci doivent être adaptées à votre cas précis. 9

10 Il est possible que certains appareils se dérèglent (suite à une coupure de courant) et annule leur production en heures creuses pour la réaliser «à la demande». Dans ce cas le tarif ne sera pas intéressant. Vérifier que votre chauffe eau est toujours en programmation heures pleines/heures creuses. Comparaison de conduites isolée et non isolée : Est-il rentable d isoler ces conduite d ECS lorsqu elles passent dans un volume froid comme la cave ou les combles? Vous voyez ci-dessous le calcul estimatif de l économie d énergie pour 1m de conduite passant dans un volume froid. Pour avoir une idée de ce que vous pouvez économiser avec cette isolation vous pourrez multiplier le résultat par la longueur de vos conduites. Isoler une conduite d 1m de long et 21mm de diamètre avec de la laine minérale d une épaisseur de 3cm permet de diviser par 4 les pertes de chaleur. Elles passent de 270kWh/mètre par an à 70kWh/m/an. Lutter contre la légionellose : Maîtriser la température de l eau Détartrer et entretenir les installations Eviter la stagnation 10

11 A titre indicatif, à 60 C on peut garder quelques secondes la main sous l eau chaude. Au delà la sensation de brulure est trop vive. Si la température relevée ou mesurée est trop élevée, faîtes-la régler par un chauffagiste ou selon le réglage proposé dans le premier article de la lettre pour le chauffe eau électrique. Vérifiez la température : relevez la température directement sur le thermomètre du chauffe-eau ou mesurez avec un thermomètre la température de l eau à la sortie du robinet de la cuisine. Pour les chaudières gaz produisant l eau chaude instantanément il n y a pas nécessité de monter à 60 C (température d élimination des germes de la légionelle) car il n y a pas de stockage d eau. Vous pouvez régler la température de départ en sorte que l eau à son point de puisage soit proche de 40 C (température d une douche). Vous éviterez ainsi de la mélanger à l eau froide, vous limiterez les pertes en distribution et en production. Comment limiter le gaspillage?: Une température d eau chaude de 55 C à 60 C est idéale.. Elle permet d économiser de l énergie mais aussi de réduire les dépôts de calcaire, ce qui diminue les frais d entretien et prolonge la longévité de votre chauffe- eau. Nettoyez régulièrement les installations susceptibles de s entartrer rapidement (avec du vinaigre blanc par exemple) ou installer un dispositif limitant l entartrage. Prenez l habitude de laisser le mitigeur sur la position froide. Cela évite de demander de l eau chaude ou tiède alors qu on utilise plus souvent de l eau froide. Prenez les douches les uns à la suite des autres pour éviter que l eau ne se refroidisse dans les conduites. Récupérez l eau froide avant l arrivée de l eau chaude. En cas de facturation spécifique, cette eau sera facturée comme eau chaude. Or l eau chaude coûte 3 fois plus chère que l eau froide, soit 9 /m3. Coupez votre chauffe-eau eau en cas d absence de plus de 4 jours. Raccordez le lave-linge linge ou lave-vaisselle sur le chauffe-eau eau solaire (si vous en possédez un) ou sur l alimentation d eau chaude. Cette deuxième possibilité ne permettra pas de faire beaucoup d économie d énergie mais des économies d argent si l énergie pour produire l eau chaude sanitaire est moins chère que l énergie électrique. Installez la production d eau chaude le plus près possible des lieux d utilisation comme la cuisine ou la salle de bain. Cela permet de limiter les pertes d énergie. Plusieurs points de production peuvent être installés. Calorifugez les installations. Le calorifugeage permet de limiter les pertes d énergies dans la chaudière mais aussi dans le circuit de distribution de l eau chaude. Ceci est surtout valable lorsque les points d utilisation d eau sont éloignés du point de production ou lorsque les canalisations traversent des locaux non chauffés (cave, garage). Il existe différentes formes de calorifuges pour les canalisations : - les coquilles de fibres minérales : 11

12 - les bandes de fibres minérales : - les manchons de mousse plastique : Si vous envisagez ce genre de travaux, sachez que des aides financières existent. Pour l isolation des chaudières et ballon d eau chaude, des rouleaux de fibres minérales sont généralement utilisés. Ceux-ci sont fixés avec du fil de fer autour de l installation ou avec de la mousse polyuréthane. Liens utiles : L eau chaude sanitaire : lesite.be/energieplus/page_16808.htm?reload#c Pour des simulations de rentabilité d isolation : lesite.be/energieplus/page_16807.htm?reload#c Tableau comparatif des différents systèmes : 12