Classe :Technologie : production ECS électrique en habitat individuel

Production ECS en habitat individuel

1. Généralités

Pourquoi produire de l’eau chaude sanitaire ? Pour avoir de l’eau chaude au différents point de puisage d’une

habitation (lavabo, évier, douche, baignoire...)

Comment produire de l’eau chaude sanitaire ? En transformant l’eau froide sanitaire en eau chaude sanitaire grâce à

une source d’énergie (apport de chaleur).

L’eau chaude sanitaire est un élément primordial du confort dans un habitat. Pour cela, la production ECS doit satisfaire 3 paramètres :

Avoir un débit correct au point de puisage.

Etre en quantité suffisante.

Etre à la bonne température.Elle est réglementairement limitée à 55°C au point de mise en distribution et 50°C au point de puisage en habitat individuel (cf arreté du 30/11/2005).

Pour cela, il existe trois grands systèmes de production ECS : La production instantanée. La production semi-instantanée La production par accumulation.

Différents source d’énergie peuvent être utilisé : L’énergie au gaz. L’énergie électrique. L’énergie solaire. L'énergie thermodynamique (PAC)

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2. Les besoins Les besoins en ECS représentent la quantité d’eau chaude nécessaire dans une habitation.Cette quantité d’eau chaude est déterminée en fonction :

Du nombre de personnes Du nombre de point d’eau à alimenter Du type d’appareil sanitaire à alimenter

Tableau représentant les capacité en ECS

3. Les types de production ECS

3.1. La production instantanée

Principe de fonctionnement :

Lorsqu’on ouvre un robinet d’eau chaude, le système s’enclenche et produit l’eau à la température souhaitée. Lorsqu’on ferme le robinet, le système s’arrête.Il n’y a donc pas de stockage d’eau.Cela nécessite donc une puissance de chauffe élevée.

3.2. La production à accumulation

Principe de fonctionnement :

Le but est de stocker de l’eau chaude à une température de stockage fixée afin de satisfaire, pendant la journée, les besoins en eau des occupants.On devra alors utiliser un ballon de « stockage ».Au fur et à mesure du soutirage de l’eau chaude, l’eau froide entre dans le ballon ce qui entraîne une chute de la température de stockage.

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Production ECS : les appareils électriques

La production de l’eau chaude à partir de l’électricité se fait la plupart du temps au moyen d’appareils à accumulation.On va donc étudier les chauffes eau électriques à accumulation

1. Fonction

Le chauffe-eau électrique est composé d’un réservoir (ballon de stockage) ainsi que d’un système de chauffage électrique.Il permet donc de chauffer une quantité d’eau pendant un certain temps.

2. Les types de chauffe-eau électrique à accumulation

Il existe 4 types de chauffe-eau à accumulation :

Vertical mural

Fixé au murCapacité de 50 à 200 litres

Horizontal mural

Fixé au murCapacité de 50 à 200 litres

Stable

Fixé au solCapacité de 150 à 300 litres

De petite capacité

Capacité de 10 à 30 litres

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3. Schéma de principe

Chauffe-eau vertical mural

Système de chauffagePrincipe de fonctionnement :

L’eau froide arrive dans le ballon de stockage en partie basse. Cette eau va être réchauffée grâce à la résistance électrique pour qu’elle atteigne la température de stockage fixée .Lorsque la température de stockage est atteinte, le thermostat permet alors de stopper le fonctionnement du système.Au moment de puisage, l’eau chaude sera prélevée en partie haute du ballon pour pouvoir alimenter les appareils sanitaires.

Alimentation électrique

Platine de fixation

Joint

Thermostat

Anode anticorrosion

Résistance

Enveloppe extérieur

Arrivée EFS

Anode anticorrosion

Isolation thermique

Cuve anticorrosion

Zone d’échange thermique

Résistance

Thermostat

Départ ECS

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4. Raccordement électrique

Le raccordement électrique doit être conforme à la norme NF C 15-100 relatif à toutes les installations électriques à basse tension.Le ballon doit toujours être relié électriquement au tableau général.

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Le groupe de sécurité

1. Raccordement hydraulique

1 : arrivée eau froide2 : réducteur de pression (en option)3 : vanne d’arrêt4 : groupe de sécurité5 : siphon6 : départ eau chaude

Le groupe de sécurité doit toujours être raccordé sur l’arrivée eau froide des ballons d’eau chaude sanitaireL’orifice d’évacuation de cet appareil doit être raccordé obligatoirement à une canalisation d’eau usée.

Le groupe de sécurité est un élément primordial du chauffe-eau électrique.Il joue le rôle de soupape de sécurité qui s’ouvre en cas de surpression dans la cuve (expansion thermique ou surchauffe).Cette surpression est due à une chaleur excessive provoquée par un défaut du thermostat.

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2. fonction

Le groupe de sécurité est une robinetterie qui permet :

D’admettre et d’interrompre le débit de l’eau dans les ballons d’eau chaude sanitaire par accumulation.

D’éviter le retour d’eau chaude vers le réseau d’eau froide(surpression à l’intérieur du réservoir pendant la chauffe).

D’évacuer automatiquement l’eau provenant de l’expansion thermique (Pression > 7 bar) dans le cas de surchauffe.

D’effectuer la vidange manuelle du réservoir.

3. Schéma de principe

4. Principe de fonctionnement

Robinet d’arrêt

Soupape de sécurité

Clapet anti-retour

Robinet de vidange

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1 : marche sans puisage :Pballon > ParrivéeEF Le clapet anti-retour est fermé par l’intermédiaire du

ressort.Pballon < 7 bars La soupape de sécurité (tarée à 7 bars) est fermée.

2 : marche avec puisage :Pballon < ParrivéeEF Le clapet anti-retour s’ouvre ce qui permet le

remplissage du ballon.Pballon < 7 bars La soupape de sécurité est fermée.

3 : expansion (ou surchauffe) :Pballon > 7 bars Le ballon est en surchauffe

Le clapet anti-retour est ferméLa soupape de sécurité s’ouvre Vidange du ballon pour raison de sécurité

4 : Vidange manuelle (dépannage) :Fermer manuellement le robinet d’arrêt pour fermer le clapet anti-retourActionner le robinet de vidange pour ouvrir la soupape de sécurité