Eau chaude sanitaire : de timides changements
S’il est un domaine où la RT Existant avance à petits pas, c’est bien celui de l’eau chaude sanitaire. Mis à part les constantes de refroidissement des ballons, cette nouvelle réglementation impose une suite…
Comme pour les équipements de chauffage, les appareils de production d’eau chaude sanitaires sont soumis à de nouvelles règles dans le cadre de la réglementation thermique dans l’existant. Ces exigences sont recensées au chapitre IV de l’arrêté du 3 mai 2007. Il est précisé, par exemple, que les chauffe-eau électriques à accumulation installés ou remplacés doivent afficher des pertes maximales (en kWh par 24 h) définies dans l’article 30. Cela vise à améliorer les constantes de refroidissement des matériels. Toutefois, ces dispositions peuvent ne pas s’appliquer pour les bâtiments achevés depuis moins de 15 ans par rapport à la date des travaux ou de remplacement de l’équipement visé.
Des performances conformes aux normes européennes
En ce qui concerne les accumulateurs à gaz et les chauffe-bains installés ou remplacés, ils doivent avoir des performances au moins égales ou supérieures aux normes européennes. Du côté des systèmes à énergie solaire, rien n’est préconisé. Des textes complémentaires viendront certainement compléter celui-ci. Ces nouvelles dispositions, timides vis-à-vis de l’eau chaude sanitaire, ont tout de même pour seuls objectifs, les économies d’énergie et le confort de l’utilisateur final.
Source: batirama.com / L. D.
Solution n° 1 : Les ballons électriques
• DANS QUEL CAS OU QUEL TYPE DE BÂTI ?
On les installe plus facilement dans les petits logements (studios ou 2 pièces), de façon à limiter les distances trop importantes entre la production et les points de puisage.
• LES PERFORMANCES EXIGÉES PAR LA RT EXISTANT ?
Les chauffe-eau électriques à accumulation installés ou remplacés doivent afficher des pertes maximales (en kWh par 24 h) définies dans l’article 30. Trois catégories sont maintenant définies suivant leur capacité de stockage, les ballons verticaux dont le volume est inférieur à 75 litres, les horizontaux dont le volume est supérieur ou égal à 75 litres, enfin les verticaux de 75 litres ou plus.
• LES PERFORMANCES THERMIQUES (OU AUTRES) DE LA TECHNIQUE ?
Que le ballon soit équipé d’une résistance par thermoplongeur ou stéatite, il existe une protection essentielle et obligatoire sur un ballon d’eau chaude électrique, le groupe de sécurité. Il a pour rôle de réguler les variations de pressions dues aux élévations de températures. Il joue le même rôle qu’une soupape de sécurité pour une chaudière.
• LES LIMITES ET LES FREINS ?
Le principal avantage d’une telle solution réside dans son investissement, plutôt faible. En revanche, le coût d’entretien suit les variations des prix de l’électricité. On recommande alors le réchauffage de l’eau pendant les périodes creuses. Enfin, le principal inconvénient est l’important encombrement nécessaire, dès lors que l’on est dans des logements de grande superficie.
Les ballons d’eau chaude électriques sont généralement installés dans les logements où le chauffage se fait aussi par l’énergie électrique. C’est au moyen d’une résistance stéatite ou par thermoplongeur que l’eau se réchauffe dans le réservoir de stockage. Cet élément chauffant se situe en partie basse du ballon afin de chauffer l’ensemble du volume, alors que le puisage de l’eau chaude sanitaire se fait en partie haute, avant d’être directement distribuée dans le circuit de distribution. Les capacités de stockage sont régies par un label Promotelec. Ce dernier impose une capacité de stockage de 100 litres pour un studio, 150 litres pour un logement 2?pièces, 200 litres dans un 3 pièces, 250 pour un 4 pièces et 300 litres dans un logement comportant 5?pièces
principales. Ces capacités sont globales et peuvent être scindées en deux stockages pour les grands volumes ou dans les logements avec deux salles de bains éloignées l’une de l’autre.
AVANTAGES : investissement réduit à la construction.
INCONVENIENTS : coût de l’énergie électrique pour réchauffer l’eau?; important encombrement nécessaire.
Solution n° 2 : ECS couplée à la chaudière ou à une PAC
• DANS QUEL CAS OU QUEL TYPE DE BÂTI ?
On choisit d’associer un ballon de stockage d’eau chaude sanitaire à une chaudière ou une pompe à chaleur, dès que l’on a des besoins importants. C’est le cas des grands appartements. On positionne alors un réservoir d’ECS soit directement collé à la production d’énergie, soit au plus près du point de puisage le plus défavorisé, une seconde salle de bains éloignée de la cuisine, par exemple.
• LES PERFORMANCES EXIGEES PAR LA RT EXISTANT ?
Les performances exigées au titre de la RT Existant sont les mêmes que pour les chauffe-eau électriques.
• LES PERFORMANCES THERMIQUES (OU AUTRES) DE LA TECHNIQUE ?
Traditionnelles ou à condensation, les chaudières, comme les pompes à chaleur, peuvent être couplées à un ballon de stockage pour que l’utilisateur bénéficie d’un confort sanitaire optimal.
• LES LIMITES ET LES FREINS ?
Comme pour les ballons électriques, le principal souci reste l’encombrement. Il faut trouver un emplacement judicieux, un placard ou un angle de local inutilisé pour positionner une telle réserve d’eau.
Cas 1 : La chaudière instantanée
Souvent plébiscitée pour son côté économique, l’installation d’une chaudière instantanée s’impose pour les petits appartements équipés d’une seule salle de bains, et ne demandant pas de besoins trop importants en eau chaude sanitaire.
Comme son nom l’indique, elle fournit de l’eau chaude instantanément à une température définie par l’utilisateur. À titre d’exemple une chaudière instantanée de 25 kW fournit un débit sanitaire de 12 l/min., ce qui correspond aux besoins d’une douche et d’un lavabo fonctionnant simultanément. Une seconde pièce d’eau dans l’habitation confronte l’utilisateur à des soucis de confort d’utilisation. En effet, c’est à ce
moment là que l’on entend parler de temps d’attente trop long (gaspillage d’eau froide) ou de phénomène de douche froide. Dès lors que l’on a des besoins supérieurs en termes de débits, il faut alors penser à une autre solution comme, par exemple, installer un petit chauffe-eau instantané de 15 ou 30 litres au plus près du point de puisage le plus défavorisé. En revanche la chaudière instantanée à l’avantage d’être très compacte et de trouver sa place dans un logement de petite surface, une kitchenette ou un placard. Elle est plutôt simple d’utilisation et se décline en trois versions, ventouse, conduit de fumées ou raccordée à la ventilation mécanique contrôlée (VMC).
AVANTAGES : l’investissement initial est faible?; l’encombrement nécessaire est plutôt réduit.
INCONVENIENTS : le débit disponible d’eau chaude sanitaire est faible?; ne convient pas pour les logements comprenant plus d’une salle de bains.
Solution n° 2 : ECS couplée à la chaudière ou à une PAC (suite)
Cas 2 : La microaccumulation
Ce mini-ballon intégré (5 à 8 litres) permet de se laver les mains ou les dents sans que la chaudière se déclenche systématiquement. Ce système permet de lisser les écarts de températures (douches froides) et de gommer les temps d’attente. La puissance initiale d’une chaudière à microaccumulation de 25 à 30 kW est généralement supérieure à celle d’une chaudière instantanée. Elle permet un débit disponible d’eau chaude sanitaire de 12 à 14 l/mn suivant les modèles et est maintenant gérée par une 
régulation électronique dans quasiment toutes les versions disponibles sur le marché. L’encombrement est sensiblement identique et le raccordement des gaz brûlés peut également se faire par une ventouse, un conduit de fumées ou une VMC.
AVANTAGES : cette solution permet d’allier confort et gain de place?; il n’y a plus de phénomène de douche froide et les temps d’attente sont réduits au minimum.
INCONVENIENTS : le coût est légèrement plus élevé qu’une chaudière instantanée basique?; la microaccumulation ne permet pas de faire face à des besoins importants d’eau chaude sanitaire.
Cas 3 : L’accumulation pour un confort optimal
Le summum du confort est atteint avec une chaudière à accumulation. En effet, le ballon d’eau chaude sanitaire (ECS) est couplé à la chaudière.
Il peut être intégré dans le cas de logements réduits, ou déporté si l’habitation est étendue, mais le résultat est identique et le confort optimal pour l’utilisateur final. Finis les temps d’attente trop longs et les phénomènes de douche froide. Ce système est idéal pour les grands logements et les familles nombreuses. Leur régulation modulante permet d’ajuster la puissance au plus juste suivant les besoins. L’avantage d’une telle solution est que la chaudière permet de constituer une réserve d’eau importante, en plus de sa fonction principale qui est de chauffer l’habitation. Une priorité sur l’ECS permet de maintenir cette réserve d’eau chaude en permanence à température, prête à une utilisation immédiate. Enfin, tenant compte à la fois du débit sanitaire et de la température du circuit primaire, une régulation électronique assure une stabilité de température de + ou – 0,5?°C, et ceci même en cas de très faible débit. L’eau chaude est alors disponible immédiatement, sans gaspillage d’eau froide.
AVANTAGES : l’eau chaude est toujours disponible en quantité?; il n’y a plus de temps d’attente et donc plus de gaspillage d’eau froide.
INCONVENIENTS : l’encombrement est important à cause du volume de stockage.
Solution n° 3 : ECS solaire
• DANS QUEL CAS OU QUEL TYPE DE BÂTI ?
En constante amélioration depuis plus de vingt ans, les technologies du solaire sont aujourd’hui arrivées à maturité. Pour preuve, certains maîtres d’ouvrages collectifs choisissent l’énergie solaire pour chauffer l’eau chaude sanitaire, à l’instar des particuliers. Toute habitation, où qu’elle soit située, peut être équipée d’un tel système, du Nord au Sud de la France. L’ensoleillement y est variable mais tout de même assez conséquent, de 1?100?kWh/m².an dans les zones les plus défavorisées à 1 700 kWh/m².an dans le Midi.
• LES PERFORMANCES EXIGEES PAR LA RT EXISTANT ?
Il n’y a pas d’exigences spécifiques aux chauffe-eau solaires dans cette réglementation RT Existant. Seuls les ballons de stockage électro-solaires peuvent être assimilés à des ballons électriques et donc être soumis aux mêmes exigences. Les circulateurs d’eau chaude sanitaire ne sont pas non plus soumis aux mêmes exigences que celles des pompes de chauffage.
• LES PERFORMANCES THERMIQUES (OU AUTRES) DE LA TECHNIQUE ?
Une installation solaire se compose de cinq parties essentielles. Le captage, le transfert, le stockage, l’appoint et la distribution. Chacune d’elle doit faire l’objet d’une étude précise et personnalisée suivant le projet envisagé. Il en va de la rentabilité de l’installation et de la satisfaction du client. Des capteurs solaires convertissent le rayonnement solaire en chaleur et la communique au fluide caloporteur circulant dans les panneaux et le circuit primaire. Ce liquide transfère la chaleur à l’eau sanitaire par l’intermédiaire d’un échangeur à l’intérieur d’un ballon “solaire”, lui-même disposé en série avec un ballon d’appoint. Cet appoint est nécessaire partout en France pour garantir la température de consigne et un débit d’eau chaude suffisant, puisque les seuls capteurs ne peuvent pas fournir de l’eau chaude tous les jours en quantité suffisante.
• LES LIMITES ET LES FREINS ?
Certains secteurs ne sont pas spécialement prédisposés à une solution d’énergie solaire. En effet, les immeubles de bureaux où la consommation d’eau chaude sanitaire est faible, les écoles, collèges, lycées et gymnases généralement inoccupés pendant l’été ne se prêtent pas à une telle solution.
Cas 1 : Appoint électrique : attention aux volumes !
Solution la plus utilisée en France, l’appoint électrique vient en complément de l’échangeur principal solaire. Ce dernier se situant en partie basse du réservoir de stockage, l’échangeur électrique est positionné dans sa partie haute.
Certains modèles sont couverts par le label Promotelec. Dans les logements équipés en “tout électrique” l’appoint est programmé pour fonctionner pendant la nuit pour bénéficier du tarif “heures creuses” afin de réduire les coûts de fonctionnement. Cependant, le fait que l’échangeur d’appoint se trouve en partie haute du ballon empêche de bénéficier de la totalité de sa capacité. En effet il est dans ce cas impossible de chauffer la partie basse du ballon de stockage.
Il devient alors impératif de sur dimensionner ces capacités de stockage pour ne pas avoir des manques d’eau chaude sanitaire en fin de journée et provoquer l’insatisfaction de l’utilisateur. Par exemple, là où généralement suffit un ballon de 150 litres, il faudra en prévoir un de 200?l au minimum. Cette solution peut donc être compatible avec des petits logements, mais certainement insuffisante pour des habitations ayant d’importants besoins en ECS. On peut envisager, dans certains cas, un appoint en série. On installe alors le chauffe-eau solaire en série avec un chauffe-eau électrique conventionnel existant ou neuf. L’eau chaude solaire peut servir directement ou transiter par le chauffe-eau électrique. Ce dernier fonctionne donc en appoint si nécessaire et augmente la température de l’eau préchauffée par le soleil.
AVANTAGES : l’investissement est relativement faible?; le fonctionnement par thermostat programmable est simple.
INCONVENIENTS : coût élevé de l’énergie électrique en appoint?; nécessité d’augmenter la capacité des ballons à installer, avec tous les problèmes d’encombrement que cela implique.
Solution n° 3 : ECS solaire
Cas 2 : Appoint chaudière ou PAC
Le ballon de stockage est équipé d’un échangeur “circuit capteurs” alimenté par les panneaux solaires, dans sa partie basse et un second échangeur “circuit d’appoint” en partie haute. Cet appoint fait partie d’un ensemble de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire et le chauffe-eau solaire permet alors de faire d’importantes économies d’énergie primaire (de gaz par exemple), surtout si l’on opte pour une chaudière à condensation. Cette solution est très utilisée en Allemagne et dans les autres pays du Nord de l’Europe, mais moins sur notre territoire. Le principal inconvénient de ce système est la nécessité de maintenir la chaudière en fonctionnement en été pour une utilisation occasionnelle. Une alternative est alors possible, on peut intégrer une troisième source de réchauffage de l’eau chaude sanitaire, par l’intermédiaire d’une résistance électrique qui prend alors le relais de la chaudière en période estivale. Enfin, un tel investissement est assez coûteux avec ce ballon de stockage équipé de deux échangeurs et d’un appoint électrique supplémentaire éventuel.
AVANTAGES : économies d’énergie primaire.
INCONVENIENTS : la chaudière est toujours en fonctionnement, même en été?; le coût élevé d’un ballon à deux échangeurs.
Cas 3 : L’appoint séparé
Le nombre de jours où un chauffe-eau solaire peut fonctionner sans appoint varie avec le climat, mais dépend aussi du dimensionnement de l’installation en fonction des besoins. Il est évident que dans le Sud de la France, l’énergie solaire peut fournir de l’eau chaude pendant plus longtemps que dans le Nord, surtout si l’orientation des capteurs a été bien déterminée pour favoriser le captage de rayonnement solaire en hiver (inclinaison à 60°). Aussi, on peut s’équiper d’une autre source de production en appoint pour prendre la relève pendant les jours sans soleil. On opte alors pour un appoint
séparé, tel qu’un chauffe-bain, une chaudière instantanée ou un cumulus électrique. Dans ce cas, la température d’eau chaude solaire sera à portée de vue pour ne pas se laisser surprendre par un manque d’ECS. Ce système impose une permutation manuelle vers la solution d’appoint, mais son coût est nettement moindre qu’une solution automatisée. L’appoint séparé est également utilisé quand on opte pour des chauffe-eau solaires monoblocs, avec le ballon de stockage fixé au-dessus des capteurs. Attention?: ne pas utiliser cette solution monobloc pendant l’hiver car le ballon, situé sur le toit, se trouve directement exposé au gel.
AVANTAGES : l’investissement est réduit?; pendant une grande partie de l’année, l’eau chaude est 100?% solaire.
INCONVENIENTS : la permutation vers l’appoint doit se faire manuellement.
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