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Auteur : les anciens

Eté 2008 : Brieuc.

Mars 2009 : Thibaud

Notes :

  • antidote appliqué. Thibaud
  • Style css des tableaux : Thibaud

03.04.09

  • Winmerge : ok – Sylvie
  • Mise en page [liens internes, tdm, en bref !, passage général sur la mise en page de la feuille] – Sylvie

Choix de la technologie

Avant toute installation du préparateur d’eau chaude sanitaire au gaz

On devra s’assurer :

  • que le local dans lequel doit être installé le générateur est conforme à la réglementation,
  • qu’il est suffisamment ventilé si ce n’est pas un appareil à ventouse, et à l’abri du gel,
  • que le conduit de fumée sera capable d’évacuer les gaz brûlés ou que les sorties de ventouses respectent la réglementation,
  • qu’il n’y a pas d’incompatibilité de tirage avec une installation de ventilation ou une hotte d’extraction,
  • que la présence d’un adoucisseur d’eau en amont ne soit pas de nature à affecter la durée de vie du réservoir par la présence du sel dissous.

Puis, parmi les différentes technologies de préparateur instantané gaz, on pourra distinguer différents critères de choix :

Choix d’un appareil étanche ou appareil « à ventouses »

En vue de limiter les risques de mauvaise combustion et de production de CO dans l’ambiance (toxicité très importante), on ne pourrait trop recommander l’appareil « étanche », encore appelé « appareil à ventouses ». Celui-ci fonctionne de façon totalement indépendante du local : l’air est pris à l’extérieur, il participe la combustion puis est rejeté vers l’extérieur par deux tubes concentriques (sortie en façade ou en toiture).

Il est d’usage obligatoire en Hollande.

Accumulateur gaz à ventouse.

  1. Sortie ventouse en façade.
  2. Conduit de fumées.
  3. Coupe-tirage.
  4. Arrivée d’eau froide (tube plongeur).
  5. Départ d’eau chaude.
  6. Habillage à haute isolation.
  7. Anode magnésium (protection corrosion).
  8. Réservoir.
  9. Corps de chauffe.
  10. Mystère…
  11. Foyer.
  12. Socle thermo-isolant.
  13. Brûleur atmosphérique à rampes inox et régulation pneumatique avec thermostat incorporé.

Aujourd’hui les raccordements ne posent plus de problèmes, puisqu’il existe des appareils à ventouse équipés d’un ventilateur qui règle l’amenée d’air de combustion et l’évacuation des gaz. Ces modèles sont plus chers mais il faut faire le bilan complet, y compris l’absence du coût de construction d’une éventuelle cheminée.

Allumage

On choisira un allumage électronique plutôt que le système dépassé de la veilleuse. Celle-ci consomme en pure perte environ 120 m³ de gaz par an, soit un coût d’environ 40 € par an.

Il existe des veilleuses électroniques dont l’électricité est créée par le passage de l’eau elle-même, ce qui a pour avantage de ne pas devoir raccorder électriquement l’appareil.

Question : la durée d’allumage en est-elle ralentie ?

Les accumulateurs gaz à chauffe rapide

Un compromis entre préparateur instantané gaz et accumulateur gaz peut être trouvé dans les appareils dits « accumulateur à gaz à chauffe rapide ».
Ils peuvent travailler en toute autonomie, ce qui permet de séparer les fonctions chauffage et production ECS
Leur gros point faible reste le rendement. Si les constructeurs ont amélioré les rendements de combustion et l’isolation de leur matériels, il reste cependant une perte permanente liée à leur fonctionnement « atmosphérique ». Leur foyer est ouvert, donc de l’air ambiant, attiré par la dépression de la cheminée, va balayer l’appareil et refroidir l’eau stockée en permanence. La flamme s’allumera régulièrement rien que pour maintenir l’eau en température.

Exemple.

Voici la fiche catalogue de l’appareil ci-contre :

Capacité : 185 l
Quantitié d’eau disponible en 1 heure : 385 l avec Delta T° = 35 K

Puissance utile : 9,18 kW
Puissance enfournée : 10,2 kW

Consommation d’entretien : 5,04 kWh/24 h
Température des fumées : 171°C

Sur base des données catalogue, on obtient un assez bon rendement instantané de combustion :

9,18 / 10.2 = 90 %

Mais par contre on annonce une consommation d’entretien de 5,04 kWh/24 h.

Imaginons que seulement 150 litres d’eau à 45°C soient utilisés. Cela représente une énergie utile de :

0,150 m³ x 1,163 kWh/m³.K x (45 – 10) K = 6,1 kWh

Le rendement de stockage devient

6,1 / (6,1 + 5,04) = 55 %

Soit un rendement global de

55 % x 90 % = 49,5 % !!!

Bien sûr, on a utilisé l’appareil en mode accumulation pure… Si, par contre, on lui fait tirer 2 000 litres d’eau chaude sur la journée, le rendement se rapproche des 90 % annoncés.

Lors de l’achat, il est très important de vérifier la consommation d’entretien annoncée (ou cachée…) par le fabricant. D’une certaine manière, ces pertes par la cheminée centrale correspondent à celles d’une mauvaise isolation de l’enveloppe.
S’il faut stabiliser la température de l’eau, a priori, il semble que la réserve d’eau doit être dissociée du lieu de production. Il vaut mieux que ce soit la boucle qui dispose d’une réserve d’eau puisque ce ballon peut être bien isolé. On peut alors s’inspirer des schémas de régulation d’un producteur instantané à plaques.

Schéma d’installation

Voici les schémas tels que proposés par Gaz de France (brochure « eau chaude sanitaire collective au gaz indépendante », disponible au Cegibat).

Générateur seul.

  1. Générateur.
  2. Vanne d’arrêt gaz.
  3. Filtre gaz.
  4. Réducteur de pression.
  5. Vanne d’arrêt.
  6. Compteur d’eau.
  7. Filtre eau.
  8. Clapet anti-retour.
  9. Manomètre.
  10. Soupape de sécurité.
  11. Purgeur automatique.
  12. Pompe de bouclage.
  13. By-pass.
  14. Raccord isolant.

Générateur avec…

  1. Générateur.
  2. Vanne d’arrêt gaz.
  3. Filtre gaz.
  4. Réducteur de pression.
  5. Vanne d’arrêt.
  6. Compteur d’eau.
  7. Filtre eau.
  8. Clapet anti-retour.
  9. Manomètre.
  10. Soupape de sécurité.
  11. Purgeur automatique.
  12. Pompe de bouclage.
  13. By-pass.
  14. Raccord isolant.
  15. Vanne mélangeuse/mitigeur.

Le choix des tuyauteries de raccordement

Le cuivre s’érode facilement, si bien que de nombreuses particules de cuivre se mettent en circulation, se déposent sur les tuyauteries acier et constituent de nombreuses micropiles enclenchant le processus de corrosion galvanique. C’est une des raisons qui font que l’utilisation du cuivre est proscrite en amont de tuyauteries galvanisées.
Un ballon d’eau chaude sanitaire en acier galvanisé se détériore s’il est raccordé à l’arrivée d’eau de ville par des tuyauteries en cuivre. Si le cuivre est situé en aval de l’acier, il y aura peu de problèmes.

Sécurité des systèmes gaz

Le risque des appareils traditionnels

Les appareils de production d’eau chaude sanitaire fonctionnant au gaz sont à l’origine de nombreux accidents liés à la production de CO. Ce n’est pas la technique qui est en cause mais bien le non respect des règles d’installation et d’utilisation.
Un appareil traditionnel demande une évacuation des gaz brûlés correcte et le respect d’une ventilation suffisante (norme NBN D50-003).
Il sera sensible au bon tirage thermique de la cheminée. Il faut donc que l’étanchéité du local où il est inséré ne soit pas trop importante. Attention à la présence d’une hotte d’extraction d’air dans le local qui risquerait d’inverser le sens du flux d’air dans le conduit de fumées !

Chaque année, près de 300 personnes perdent la vie en Belgique par intoxication au CO… alors que la solution est techniquement si simple : l’appareil étanche.

Réglementation

En ce qui concerne les appareils non étanches, il existe une réglementation visant à limiter au maximum les accidents liés à la production de CO par les appareils instantanés (« chauffe-bains « ) ou chaudières murales combinées.
À partir du 1er janvier 96, seuls les appareils gaz portant un marquage CE peuvent être commercialisés en Belgique.
L’AR du 3 juillet 1992, transposant en droit belge la Directive européenne (90/396/CEE) « Appareils à gaz » du 29 juin 1990 qui constitue la base du marquage CE, autorise la commercialisation en Belgique d’appareils portant ce marquage pour autant qu’ils portent également l’indication CAT 12E+.
Cette indication signifie qu’il s’agit d’appareil fonctionnant uniquement (code 1) au gaz naturel (code 2) L ou H (code E) et ne comportant aucun réglage (appareil réglé en usine une fois pour toute).
Depuis cet AR, une nouvelle catégorie est permise pour les chauffe eau : CAT 12E(s)B. Les appareils de cette catégorie (principalement les chaudières à prémélange) possèdent un réglage possible de la pression de gaz mais celui-ci est scellé et donc non accessible aux utilisateurs.
Concrètement, l’impact direct de ces dispositions dans le domaine des appareils de production instantanée d’eau chaude est le renforcement de la sécurité. En effet, depuis le ler janvier 1996 deviennent obligatoires :

  • pour les petits appareils 5 l/min : un dispositif de contrôle d’atmosphère (dans la norme indiqué comme CDA),
  • pour les chauffe-bain et les chaudières murales : un dispositif de contrôle de l’évacuation des produits de la combustion (= sécurité de refoulement, appelée aussi TTB d’après la dénomination néerlandaise « thermische terugslagbeveiliging »).

CDA – Contrôle d’Atmosphère ?

Ce dispositif de sécurité doit interrompre l’arrivée du gaz au chauffe-eau type AAS (non raccordé à un conduit d’évacuation des produits de la combustion), avant que ne puisse apparaître, dans le local dans lequel il est installé, un niveau de CO dangereux pour les occupants éventuels (fixé à 100 ppm, ce seuil est totalement inoffensif pour un occupant éventuel du local).
La norme ne prescrit pas comment le fabricant doit réaliser un dispositif CDA. Elle prescrit les performances et les techniques d’essai à utiliser par le laboratoire d’agréation pour juger si la solution technique présentée par le fabricant répond bien à l’exigence de base.
La norme impose également au dispositif une deuxième performance : interrompre l’arrivée du gaz au brûleur en cas d’encrassement de l’échangeur, puisqu’un encrassement éventuel pourrait, à terme, mener à la formation de CO.

TTB – Thermische TerugslagBeveiliging ?

Ce dispositif de sécurité doit interrompre l’arrivée du gaz au chauffe-bain en cas de refoulement des produits de la combustion en quantité dangereuse dans le local où est installé l’appareil (cheminée bouchée ou évacuation dans une zone en surpression, vent refoulant, arrivée d’air insuffisante, extracteur mécanique trop puissant dans le local, …).
Son principe est basé sur un phénomène physique très simple : tout appareil à gaz avec brûleur atmosphérique raccordé à une cheminée doit comporter un coupe-tirage antirefouleur. Celui-ci comporte toujours un orifice par lequel de l’air ambiant du local est aspiré pour diluer les produits de la combustion.
En cas de déficience au niveau du tirage, le phénomène s’inverse et des produits de la combustion chauds sont envoyés dans le local. Il suffit donc de mesurer la température du flux dans cet orifice : en cas de refoulement la température sera nettement au-dessus de la température ambiante.
Il est admis qu’après intervention du dispositif de sécurité, l’appareil redémarre automatiquement mais, dans ce cas, il est exigé un délai d’attente (temporisation) de minimum 10 minutes. Il est clair que si la cause de l’intervention du dispositif persiste, l’appareil se remettra en sécurité après un certain temps. Puis redémarrera, puis se mettra en sécurité et ainsi de suite.
Remarque : en pratique , les fabricants et importateurs belges d’appareils instantanés de production d’eau chaude et de chaudières murales – réunis au sein de la Collectivité du Gaz – ont convenu, depuis le 1er janvier 1994 de ne plus commercialiser que des appareils munis du dispositif de sécurité de refoulement TTB.
D’autre part, et depuis début 1991, ils ne proposent plus que des chauffe-eau d’une capacité de 5 litres/min, raccordés ou non à une cheminée, équipés d’un dispositif de contrôle d’atmosphère CDA.

Sortie des ventouses en façade

Voici ce que dit la réglementation française à ce sujet :
Les orifices d’évacuation des appareils à circuit étanche rejetant les gaz brûlés à travers un mur extérieur doivent être situées à 0,4 mètre au moins de toute baie ouvrante et à 0,6 mètre de tout orifice d’entrée d’air de ventilation.

Ces deux distances s’entendent de l’axe de l’axe de l’orifice d’évacuation des gaz brûlés au point le plus proche de la baie ouvrante ou de l’orifice de ventilation.

Les orifices d’évacuation et de prise d’air des appareils à circuit étanche débouchant à moins de 1,8 mètre au dessus du sol doivent être protégées efficacement contre toute intervention extérieure susceptible de nuire à leur fonctionnement normal.

Les orifices d’évacuation débouchant directement sur une circulation extérieure (voie publique ou privée) à moins de 1,8 mètre au-dessus du sol doivent comporter un déflecteur inamovible donnant au gaz une direction sensiblement parallèle au mur ».(Arrêté du 2 août 1977).