Chauffe-eau à chauffage indirect pour chaudière à gaz : spécificités d'utilisation et de raccordement

Une chaudière à gaz puissante installée dans une maison de campagne peut résoudre facilement le problème du chauffage et de l'approvisionnement en eau chaude. Mais la quantité d'eau chauffée pour les besoins hygiéniques et ménagers est limitée et ne satisfait pas toujours les propriétaires. Pour compenser ce déficit, on installe un BCN – un ballon d'eau chaude à chauffage indirect pour chaudière à gaz.

Examinons les caractéristiques et les capacités fonctionnelles de l'accumulateur, et découvrons comment l'utiliser au mieux avec une chaudière à gaz pour obtenir un résultat optimal.

Caractéristiques distinctives du ballon d'eau chaude à chauffage indirect

Un ballon d'eau chaude est un grand réservoir dont la fonction principale est le stockage. Il existe en différents volumes et formes, mais sa fonction ne change pas. Sans ballon, un problème peut survenir lors de l'utilisation, par exemple, de deux douches simultanément ou d'une douche et d'un robinet de cuisine.

Si une chaudière domestique à deux circuits d'une puissance de 24-28 kW ne délivre en continu que 12-13 l/min, alors qu'une douche nécessite 15-17 l/min, l'ouverture d'un robinet supplémentaire entraînera un déficit d'approvisionnement en eau. La chaudière n'aura tout simplement pas la capacité suffisante pour alimenter plusieurs points d'eau chaude.

Si une grande cuve de stockage est installée dans la maison, même avec plusieurs points de puisage ouverts simultanément, tous seront approvisionnés en eau chaude.

Tous les ballons d'eau chaude à accumulation peuvent être divisés en deux grandes catégories :

• à chauffage direct, qui créent une réserve d'eau chaude à l'aide d'un élément chauffant – par exemple, une résistance électrique ;
• à chauffage indirect, qui chauffent l'eau à l'aide d'un fluide caloporteur déjà chaud.

Il existe d'autres types de ballons – par exemple, les chauffe-eau à accumulation ordinaires. Mais seuls les accumulateurs volumétriques peuvent recevoir indirectement de l'énergie et chauffer l'eau.

Le BCN, contrairement aux équipements dépendants de l'énergie fonctionnant à l'électricité, au gaz ou aux combustibles solides, utilise la chaleur produite par la chaudière. En termes simples, il ne nécessite pas d'énergie supplémentaire pour fonctionner.

Construction du BKN. À l'intérieur du réservoir se trouve un serpentin – un échangeur de chaleur tubulaire en acier, laiton ou cuivre, qui fait office d'élément chauffant. La chaleur à l'intérieur du réservoir est conservée selon le principe d'un thermos.

Le réservoir de stockage s'intègre facilement dans le système d'eau chaude sanitaire (ECS) sans poser de problèmes en cours d'utilisation.

Les utilisateurs voient de nombreux avantages à utiliser un BKN :

• l'appareil ne nécessite pas d'alimentation électrique et est avantageux d'un point de vue économique ;
• l'eau chaude est toujours prête, il n'est pas nécessaire de laisser couler l'eau froide et d'attendre qu'elle chauffe ;
• plusieurs points de puisage peuvent fonctionner librement ;
• une température de l'eau stable, qui ne baisse pas lors de la consommation.

Des inconvénients existent également : le coût élevé de l'appareil et l'espace supplémentaire dans la chaufferie.

Le volume du réservoir de stockage est choisi en fonction du nombre de personnes vivant en permanence dans la maison. Les plus petits chauffe-eau sont conçus pour 2 consommateurs, donc lors du choix, on peut partir d'un volume de 50 litres.

Selon toutes ses caractéristiques, le BKN est adapté pour être utilisé avec une chaudière à gaz. De plus, c'est l'une des meilleures solutions pour équiper un système de production d'eau chaude sanitaire pour une maison privée avec un grand nombre d'occupants.

Mais les chaudières sont variées, nous allons donc examiner à la fois les options acceptables et celles où des problèmes peuvent survenir.

Équipement de chauffage au gaz + BCN

Dans une résidence secondaire pour les vacances d'été, il n'est pas nécessaire d'installer un système de communication complexe, alors que pour un cottage où l'on vit à l'année, il est indispensable. Il ne faut pas se demander si un chauffe-eau supplémentaire pour la chaudière à gaz est nécessaire – il sera certainement un achat très utile, augmentant considérablement le confort de vie dans la maison.

Nous allons passer en revue les principaux schémas de raccordement du BKN afin de prévenir les erreurs possibles lors de l'installation indépendante de l'équipement.

Schéma de raccordement à une chaudière à un circuit

Les appareils à un circuit remplissent l'une des fonctions annoncées par le fabricant : soit ils assurent le chauffage de l'eau pour l'ECS, soit ils chauffent la maison – la deuxième option étant beaucoup plus utilisée dans la vie quotidienne.

La solution combinée – une chaudière à gaz à un circuit + un BKN – est l'une des meilleures pour un petit cottage.

Schéma de raccordement du BKN à la chaudière à gaz. Le chauffage de l'eau pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire se fait de manière synchrone, après quoi elle est distribuée sur deux branches – vers les radiateurs de chauffage et le chauffe-eau.

Le processus de chauffage se déroule selon le schéma suivant :

• l'eau froide entre dans la chaudière, où elle est chauffée à la température souhaitée (par exemple, +80°C) par le brûleur à gaz ;
• le caloporteur chauffé circule dans le circuit de chauffage – vers les radiateurs – et dans l'échangeur thermique du chauffe-eau à accumulation, c'est-à-dire le ballon;
• Grâce à l'augmentation de la température de l'échangeur thermique, l'eau dans le ballon se chauffe et, lors de l'ouverture des robinets de puisage, parvient à l'utilisateur.

Lors de la mise en œuvre de ce schéma d'une chaudière à gaz à un circuit avec un ballon indirect, les caractéristiques techniques sont prépondérantes : la puissance et le débit du caloporteur.

Selon les moyennes, l'eau dans le ballon, si celui-ci n'a pas fonctionné au préalable, chauffe de zéro à une température acceptable en 5 à 15 minutes, de sorte que l'attente ne sera pas longue. L'appareil est généralement en état de marche, donc l'accès à l'eau chaude est permanent.

Examinons les particularités du raccordement des dispositifs en question.

Pour commencer, vous devez choisir l'emplacement d'installation le plus approprié – le plus souvent, il s'agit d'une chaufferie, un local non habitable séparé. Il est préférable de placer les appareils à proximité les uns des autres – ainsi le processus de chauffage est plus rapide et la consommation de matériaux est moindre.

L'installation au sol implique une mise en place telle que la distance par rapport aux obstacles ou équipements les plus proches soit d'au moins 0,5 mètre – cela est nécessaire pour l'entretien ou l'inspection de l'appareil.

Le raccordement s'effectue des deux côtés : celui du chargement et celui de l'alimentation en eau.

À la sortie du ballon, il est recommandé d'installer un vase d'expansion à membrane, qui compense la dilatation thermique et stabilise le fonctionnement du système. Tous les circuits doivent être équipés de vannes à boisseau sphérique et de clapets anti-retour, régulant le sens des flux du caloporteur.

L'installation de filtres n'est pas non plus superflue – l'eau alimentant le système peut être de qualité variable, et en cas d'incident, du sable ou d'autres débris peuvent s'introduire, susceptibles de contaminer le caloporteur et de mettre hors service l'équipement.

Un élément essentiel est le circulateur, assurant l'alimentation en eau à la pression nécessaire. Il se monte sur la canalisation entre la chaudière et le ballon, et est piloté par l'un des moyens suivants : soit le thermostat de l'accumulateur, soit la sonde thermique de la chaudière.

Des robinets d'arrêt sont installés de chaque côté du circulateur. Un robinet similaire se trouve à l'entrée d'eau froide de la chaudière.

Sur le raccord du ballon, installez un té avec un robinet de vidange, et sur les deux conduites, des robinets d'arrêt, de manière à pouvoir toujours isoler l'appareil de la chaudière pour le nettoyage ou tout autre entretien. Sur la conduite de départ, avant le robinet d'arrêt, placez un purgeur d'air.

La solution optimale consiste à raccorder à l'aide d'une vanne thermostatique à trois voies, qui organise la sortie du caloporteur de la chaudière et le divise en deux flux : vers le ballon et vers le circuit de chauffage. Elle permet de réguler la température : si un chauffage jusqu'à +80-90°C convient pour les radiateurs, pour les planchers chauffants, il est préférable de se limiter à +45°C.

S'il n'y a pas de vanne trois voies, on installe deux pompes de circulation, dont l'une dessert le BKN et l'autre est destinée à la branche de chauffage.

Schéma de raccordement de la chaudière au système solaire. L'interaction avec le capteur solaire nécessite la mise en place d'un circuit fermé distinct avec un échangeur de chaleur et des thermocapteurs.

On utilise parfois des circuits avec recirculation du fluide caloporteur – par exemple, pour maintenir constamment le sèche-serviettes en état de fonctionnement. L'eau chauffée circule dans un circuit fermé, empêchant le tuyau de refroidir. Un élément obligatoire est la pompe de circulation, tandis qu'un clapet anti-retour n'est pas nécessaire. L'inconvénient d'un tel système en été est une surconsommation d'énergie.

Lors du passage de la chaudière à gaz en « mode été », le circuit de chauffage est simplement coupé – le brûleur à gaz chauffe le fluide caloporteur pour le ballon. Mais il existe une autre solution : simplement éteindre la chaudière à gaz et utiliser uniquement le ballon. Cela est possible si le réservoir est en outre équipé d'une source de chauffage autonome – un thermoplongeur.

Deux options d'utilisation avec une chaudière à deux circuits

Les propriétaires d'équipements de chauffage au gaz s'intéressent également au fonctionnement d'un ballon de chauffe indirecte avec une chaudière à gaz à double circuit. Les spécialistes estiment que l'interaction des appareils est possible, mais le résultat dépend du schéma de raccordement : avec l'un d'eux, ils ne sont tout simplement pas conçus pour fonctionner ensemble.

Intégration du ballon dans le circuit d'eau chaude sanitaire

Examinons d'abord le cas où le ballon est intégré dans le circuit d'eau chaude sanitaire. D'un point de vue hydraulique, tout semble correct. Un thermostat mécanique à trois contacts, placé dans le boîtier du ballon, ferme le circuit d'alimentation électrique de la pompe lorsque la température baisse.

Celle-ci, à son tour, commence à pomper l'eau qui circule dans le circuit entre deux échangeurs de chaleur : elle est chauffée par le brûleur à gaz, puis se déplace vers le serpentin du BKN.

En termes simples, les deux appareils remplissent leurs fonctions : la chaudière cesse de chauffer et commence à chauffer l'eau pour l'eau chaude sanitaire, tandis que le ballon tente, grâce à la température élevée de l'eau chaude, de chauffer le contenu de son « réservoir ».

Le problème vient justement du décalage des paramètres de température. Supposons qu'au départ la température de remplissage du ballon soit de +15 °C et que la température de chauffage recommandée de l'eau dans la chaudière soit de +60 °C – le limiteur automatique ne permet pas d'aller au-delà.

La différence entre les deux paramètres donnés de 45° est significative, donc l'échange thermique dans le ballon se produit de manière assez intense. Mais la température commence à augmenter, et lorsqu'elle atteint +40 °C, la différence est déjà beaucoup plus faible – seulement 20°. Par conséquent, l'échange thermique ralentit.

N'oublions pas que l'eau continue de circuler entre les deux appareils. Le brûleur à gaz de la chaudière commence à recevoir non pas le fluide à 15 °C provenant du réseau d'eau froide, comme recommandé par le fabricant, mais un liquide chauffé à 40°, puis à 50° C provenant du ballon.

En conséquence, la température du liquide monte instantanément à +60°C, le capteur s'active, le brûleur s'arrête, car il est programmé sur des paramètres sûrs pour les consommateurs.

Dans le chauffe-eau, l'eau commence à refroidir – le capteur se rallume et le processus de circulation reprend. Et ainsi de suite constamment. Cela conduit à ce que l'eau dans le chauffe-eau n'atteigne pas la température souhaitée, mais reste insuffisamment chaude, ce qui ne convient pas pour un usage domestique de l'eau chaude sanitaire (ECS).

Le processus d'interaction des deux appareils pourrait avoir lieu si le brûleur de la chaudière chauffait le fluide caloporteur à +80°C, mais cela est interdit par les instructions pour protéger les utilisateurs contre les brûlures.

Une autre raison de ne pas utiliser le ballon d'eau chaude et le circuit d'ECS de la chaudière à gaz ensemble réside dans l'impossibilité de chauffer l'eau du chauffe-eau à une température supérieure à +60°C. Cela est lié aux normes sanitaires.

Environ une fois par semaine, l'appareil est rempli d'eau chaude à environ 70-75°C afin que la bactérie Legionella ne se multiplie pas dans le réservoir, dont les colonies ressemblent à du mucus. Une grande quantité de bactéries dans l'eau entraîne le développement d'allergies et d'autres maladies.

On peut conclure qu'en raison de deux raisons, mais importantes, le schéma d'association d'une chaudière à gaz et d'un ballon d'eau chaude via le circuit d'ECS est considéré comme inefficace et dangereux. Si vous possédez déjà une chaudière à double circuit, utilisez-la simplement conformément à sa fonction : utilisez un circuit pour le système de chauffage, l'autre pour l'ECS.

Interaction du ballon d'eau chaude avec le circuit de chauffage

La deuxième option est l'interaction du ballon d'eau chaude avec le circuit de chauffage. Cette solution technique fonctionne parfaitement si la puissance de la chaudière à gaz est insuffisante, et c'est la seule manière efficace de connecter un ballon d'eau chaude à une chaudière à double circuit.

On ne touche pas au circuit d'ECS, et on utilise seulement la branche responsable du chauffage – c'est-à-dire celle qui va vers les radiateurs et le système de « plancher chauffant ». Le tuyau menant au ballon d'eau chaude doit être raccordé directement sous la chaudière, après le robinet.

En cas de commande électronique, il faut régler la chaudière pour chauffer l'eau à +70°C – c'est ce caloporteur qui entrera dans le ballon, où la régulation ultérieure de la température aura lieu. Le thermostat situé dans le ballon, lorsque la température baisse, enclenchera la pompe, et lorsqu'elle atteint la valeur nécessaire, il l'arrêtera.

Avec une commande mécanique de la chaudière à gaz, tout se passe différemment. Un deuxième thermostat – celui du ballon – est connecté au thermostat de la chaudière, et ainsi le premier dispositif peut être contrôlé par le second. Par exemple, si l'on règle le second à une température de +80°C, alors le premier, le thermostat de travail, demandera de chauffer l'eau à +80°C, indépendamment de la température qui est réglée sur lui.

Lorsque l'eau dans le ballon est chauffée à la température souhaitée, le deuxième thermostat coupe le circuit, et le premier, situé sur la chaudière, redevient le « maître ». Si à ce moment-là, une température de +40°C est réglée sur lui, alors elle redescendra à 40.

Comment réaliser le raccordement sans erreurs ?

Pour que les deux appareils – la chaudière à gaz et le BKN – fonctionnent de manière fiable et pendant toute leur durée de vie, il est important de réaliser correctement le raccordement, c'est-à-dire installer le groupe de sécurité et d'autres éléments.

Lors de l'installation de filtres à tamis, veillez à vérifier leur orientation – une flèche est indiquée sur le corps pour montrer la direction du débit d'eau.

Un tel filtre ne peut pas être installé verticalement, car les grosses particules s'accumulent alors dans la tuyauterie et non dans le filtre lui-même. Le nettoyage ne pourra être effectué que par lavage sous pression – ce qui risquerait de salir toute la chaufferie.

Le vase d'expansion ne doit pas être installé séparément, mais entre le ballon et le clapet anti-retour, sinon il sera inefficace et ne remplira pas sa fonction.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comment réaliser le raccordement d'une chaudière à un seul circuit avec un ballon d'eau chaude sanitaire :

À propos des nuances du raccordement d'un ballon à chauffage indirect :

Raccordement d'une chaudière à gaz à un ballon d'eau chaude sanitaire en pratique :

Pour l'installation et le raccordement du ballon, nous vous recommandons de faire appel à des professionnels afin d'éviter tout problème de chauffage ou d'eau chaude sanitaire par la suite, dû à un mauvais raccordement ou à l'absence d'éléments importants dans le système. N'oubliez pas non plus les instructions du fabricant, qui précisent souvent les particularités de fonctionnement de l'appareil avec tel ou tel dispositif.