Zoom sur le fonctionnement d’un ballon d’eau chaude électrique

Qu’est-ce qu’un cumulus ou ballon d’eau chaude ? Cet article s’attarde sur la manière dont il fonctionne pour produire l’eau chaude. Un ballon d’eau chaude peut être thermodynamique, électrique, à gaz ou solaire. Le principe de fonctionnement d’un ballon d’eau chaude est de transmettre la chaleur à l’eau stockée via une résistance ou un échangeur. Pour en savoir plus sur le fonctionnement du ballon d’eau chaude, lisez la suite.

C’est un appareil de production d’eau chaude sanitaire (ou ballon ECS) très simple. Le fonctionnement d’un ballon d’eau chaude s’appuie sur quatre éléments :

Les cumulus élèvent la température de l’eau grâce à des résistances (ballon électrique) qui chauffent en heures creuses ou des échangeurs thermiques (ballon thermodynamique, chauffe-eau solaire, à gaz, ou ballon échangeur). Le système transmet la chaleur à l’eau du ballon sous l’effet du passage d’un courant, d’un fluide caloporteur ou d’eau chaude de la chaudière. Un ballon électrique a deux types de résistances.

La résistance stéatite n’est pas au contact direct de l’eau du ballon. Elle est dans un fourreau qui transmet à l’eau les calories par conduction. L’avantage des résistances stéatites est la maintenance. Il est possible de les changer sans vider l’eau du réservoir. La consommation électrique est plus basse qu’avec les résistances blindées.

Pour produire de la chaleur, certains fabricants privilégient les économies de fabrication. Le prix des ballons avec résistances thermoplongées (ou blindées) est inférieur à celui des ballons d’eau chaude avec résistances stéatites. Dans cet appareil, les résistances sont directement au contact de l’eau, elles transmettent la chaleur sans intermédiaire.

Le thermostat coupe l’alimentation en énergie du dispositif de chauffe (résistance électrique ou échangeur thermique) quand l’eau atteint la température de consigne. Quand la température de l’eau descend sous la consigne, le thermostat délivre à nouveau de l’énergie. Ce thermostat génère des économies d’énergie parce qu’il permet de régler la température de l’eau stockée. Retenez qu’un ballon thermodynamique et un chauffe-eau solaire ont une résistance électrique d’appoint.

Pour alimenter votre bain ou votre douche, le ballon d’eau chaude s’assure que le volume d’eau stocké soit à la bonne température. Les principes d’accumulation et de stratification garantissent que l’eau chaude soit toujours disponible, mais cela suppose de savoir comment entretenir son ballon d’eau chaude. Détaillons un peu ce fonctionnement.

Le fonctionnement d’un ballon d’eau chaude s’appuie sur le stockage d’avance de l’eau chaude. Le ballon d’eau chaude est une cuve (entre 50 et 300 l) aux parois isolées, pour garder l’eau à bonne température le plus longtemps possible. Le ballon d’eau chaude est l’opposé d’un appareil de production d’eau chaude instantané.

Un cumulus exploite le phénomène de stratification. Le ballon, schématiquement, se compose de couches d’eau froide (en bas du ballon) et de couches d’eau chaude (en haut du ballon). Le remplissage de l’eau froide s’effectue par le bas du ballon. Le puisage de l’eau chaude a lieu par le haut du ballon

Pour fournir de l’eau chaude au logement, le ballon d’eau chaude a besoin d’une alimentation d’eau qui vient du réseau. Il chauffe tout le volume d’eau qu’il contient, et produit de la chaleur quand la température de l’eau baisse ou que quelqu’un puise de l’eau. Selon l’énergie utilisée (gaz, soleil, air, électricité), il génère plus ou moins d’économies.

Le ballon d’eau chaude n’a pas besoin de pompe. La chaleur élève la température de l’eau et son volume, ce qui crée une certaine pression dans le ballon. Cette montée en pression du volume d’eau crée une poussée naturelle de l’eau stockée vers les robinets. C’est grâce à ce phénomène que le ballon alimente le réseau domestique en eau chaude.

Un robinet automatique (groupe de sécurité) assure le remplissage du ballon en eau froide. Dès qu’une personne prend une douche, un bain, ou puise de l’eau chaude, elle vide un certain nombre de litres. Le groupe de sécurité compense cette perte d’eau en apportant un volume d’eau froide équivalent. Comme cet apport d’eau refroidit tout le volume, un cycle de chauffe démarre