Qu’est-ce que l’ECS et comment en produire ?
ECS : définition
L’eau chaude sanitaire, ou ECS, est une eau utilisée pour le quotidien, la toilette, la vaisselle, le linge… Elle est indépendante de l’eau chaude réservée au chauffage, qui se présente en circuit fermé dans les chaudières et radiateurs.
L’eau chaude sanitaire est produite de 2 façons :
- Instantanée : pour la chaudière, le chauffe-eau ou le chauffe-bain ;
- Accumulée : l’eau est maintenue au chaud dans un réservoir prévu à cet effet, associé à la chaudière ou à un accumulateur indépendant.
Destinés à un usage ménager, les systèmes d’eau chaude sanitaire se retrouvent chez les particuliers et les industriels. Les usines ont besoin d’une alimentation continue d’eau chaude à de nombreuses étapes de la ligne de production.
Le dimensionnement d’une installation de production d’ECS
Quels sont les principaux paramètres à prendre en compte ?
- La température : elle peut varier selon les usages. Pour un bain ou une douche, la température avoisine les 35 °C, alors qu’une machine à laver utilise une eau à 55 °C. Pour les établissements recevant du public, l’eau chaude sanitaire peut atteindre 90 °C.
- Le débit instantané : il est associé à un coefficient de foisonnement qui varie selon le nombre de points de puisage.
- Le volume : il désigne la quantité d’eau chaude sanitaire nécessaire au besoin du particulier ou du professionnel. La consommation est croissante depuis la crise de l’énergie malgré les robinets mitigeurs limiteurs de débit.
Les différents modes de production d’eau chaude sanitaire
Il existe plusieurs modes de production d’eau chaude sanitaire selon les besoins et l’utilisation du lieu d’installation du système.
Ainsi une salle de sport n’aura pas les mêmes besoins qu’une salle de classe. Dans la première, on trouvera un accumulateur tandis qu’un préparateur d’eau chaude instantanée gaz sera installé dans la seconde.
L’installation en milieu industriel nécessite un matériel spécifique aux besoins et aux caractéristiques du site d’implantation. Tuyauterie, cuverie et ballons d’eau chaude seront adaptés aux besoins de l’industriel.
Pour produire de l’eau chaude sanitaire, la source de chaleur du ballon d’eau chaude industriel peut être :
- Électrique : propre, avec un rendement proche de 100 %, cette source d’énergie est considérée comme chère, avec une puissance limitée.
- À l’énergie solaire : cette source d’énergie gratuite nécessite un investissement initial. Elle est rentable sur le long terme.
- Au gaz naturel : le gaz présente de nombreuses qualités environnementales. Facilement distribuable, il se régule instantanément.
- Au fuel : ce combustible cause des émissions polluantes connues. Il y a un risque de pollution lors de son transport. Cette source d’énergie est bon marché, avec une fluctuation difficile à maîtriser.
La production d’eau chaude instantanée
Comment ?
Le chauffe-eau instantané a pour objectif précis de fournir de l’eau chaude à la demande. Lorsqu’un robinet est ouvert, le mouvement de l’eau est détecté par une sonde, déclenchant la mise en route de l’appareil.
Ses avantages ?
- Importantes économies d’énergie : il n’y a aucune perte de chaleur et pas d’eau chaude chauffée inutilement.
- Gain de place : il n’y a pas de ballon pour un chauffe-eau instantané. Il ne nécessite que peu d’espace.
- Possibilité d’alimenter plusieurs points de puisage : un T installé en sortie d’appareil permet de diriger l’eau vers plusieurs destinations.
Ses inconvénients ?
- Un débit d’eau affaibli ;
- Un délai important pour atteindre la température demandée.
La production d’eau chaude à accumulation
Comment ?
Ici, l’eau est chauffée par résistance électrique ou par un circuit primaire de fluide caloporteur. L’eau est conservée dans une cuve appelée « ballon d’eau chaude ». L’énergie est produite par une source traditionnelle : une pompe à chaleur, des panneaux solaires, une chaudière à gaz… Dès que l’eau chaude sanitaire est utilisée, de l’eau froide vient compléter l’espace libre avant d’être chauffée à son tour.
Ses avantages :
- Une eau chaude stockée : de nombreuses contenances existent.
- De l’eau chaude immédiatement : il n’y a pas d’attente. L’eau est déjà chaude et le débit est rapide.
- Des économies selon les créneaux horaires : en utilisant les heures creuses, on fait de véritables économies sur la facture.
Ses inconvénients :
- Une fois qu’il est vide, il faut attendre que le ballon d’eau chaude se remplisse et chauffe.
- Il faut surveiller le tartre sur les résistances électriques du chauffe-eau.
Qu’est-ce que le calorifugeage ?
Le calorifugeage consiste à isoler les tuyaux et canalisations dans lesquels circule de l’eau chaude afin de limiter les déperditions thermiques. On utilise de la laine de verre, de roche ou encore du polystyrène.
D’autres modes de productions existent, comme la préparation semi-instantanée. Également appelée production d’eau chaude sanitaire en semi-accumulation, cette méthode permet de combiner les deux systèmes précédents.
En associant les deux modes de préparation d’eau chaude sanitaire, on constate des avantages intéressants :
- Un confort : le temps de réponse est court. La fluctuation de température est limitée.
- Un encombrement réduit : ce mode de production d’eau chaude sanitaire se glisse dans un petit espace.
- La puissance : ce système ne nécessite qu’une puissance de production limitée, plus faible qu’en instantané classique.
- La productivité : aucun souci pour une chaudière combinée de fonctionner en température glissante. Elle s’adapte en basse température ou en température haute selon les consignes.