Bien dimensionner les équipements de production d'eau chaude sanitaire

La production d’eau chaude regroupe la production de chaleur, les échangeurs éventuels, le ballon de stockage et toutes les tuyauteries nécessaires au bon fonctionnement de cet ensemble. Le rendement global de la production d’eau chaude sanitaire (en incluant les pertes thermiques de tous les organes qui précèdent) se situe en général entre 50 et 70 %. Ce résultat est assez médiocre et la détérioration s’explique ainsi :



• une très forte intermittence, notamment en été, oblige la chaudière à s’arrêter très fréquemment pendant des périodes qui peuvent être assez longues, ce qui occasionne des pertes à l’arrêt importantes dégradant considérablement le rendement ;
• le très faible niveau de calorifugeage en chaufferie (les canalisations ou les ballons de stockage étant peu isolés, de très grands tronçons, notamment à proximité des raccordements, ne l’étant pas du tout) ;
• les organes comme les vannes, les corps de pompe, les échangeurs, etc, ne sont jamais calorifugés et constituent de très importantes sources de déperdition de chaleur. Il faudra désormais les traiter avec plus de rigueur, en ne laissant plus aucune surface de déperdition dans la chaufferie.

Un autre handicap du dimensionnement vient de ce que la méthode de calcul des débits de pointe à 10 minutes, utilisée par toute la profession, et qui permet de déterminer la puissance des équipements, conduit à des débits surdimensionnés, d’un facteur deux à trois. C’est ce que laissent apparaître toutes les campagnes de mesures. Il est probable que la méthode de calcul, fondée sur la nature et le nombre des équipements en place, sera bientôt révisée à la lumière de ces nouvelles informations issues des mesures. Cela permettra de diminuer de façon sanitaire et d’améliorer ainsi le rendement annuel de la génération de chaleur. Accessoirement, cela permettra aussi de réduire le coût des installations.

Enfin, il faut recommander le recours au chauffe-eau solaire, à chaque fois que c’est possible. En effet, la production maximale du chauffe-eau solaire a lieu l’été, précisément au moment où le rendement de génération est le plus bas (à cause de la très forte intermittence estivale) et où, par conséquence, les consommations sont les plus élevées. Il s’ensuit que l’apport de chaleur solaire permet de très fortes économies d’énergie (1 kWh de chaleur solaire économise 3 kWh d’énergie primaire). Les campagnes de mesures mettent clairement en évidence la réduction des consommations d’énergie primaire induite par le chauffe-eau solaire.

Pour autant, il ne faut jamais surdimensionner une installation solaire, celle-ci pouvant être source de surchauffe et de dysfonctionnement en été. De surcroît, la productivité, et donc la rentabilité d’une installation surdimensionnée ne sont pas très bonnes. En immeuble collectif, on peut préconiser une surface de capteurs de 1,2 à 1,5 m² par logement, associée à des volumes de stockage de 50 litres par m² de capteur solaire.

Enfin, de nombreuses installations de production d’eau chaude solaire ne fonctionnent pas correctement pour des causes mineures qui ne devraient pas se produire. Par exemple, il arrive souvent que le ballon solaire soit réchauffé par le retour de la boucle de distribution ECS et soit ainsi porté à environ 50 °C en permanence, ce qui interdit, la plupart du temps, le fonctionnement des capteurs solaires. L’autre cause très fréquente de dysfonctionnement est l’insuffisance de la pression de prégonflage des vases d’expansion de la boucle solaire, ce qui a pour conséquence, lors de la première surchauffe venue, de vider le circuit d’une partie de son contenu, de le désamorcer, rendant ainsi toute production impossible.