Comment fonctionne un chauffe-eau ?

Comment fonctionne un chauffe-eau ? Le mot chauffe-eau désigne l’appareil domestique qui assure le chauffage de l’eau chaude sanitaire (ECS) dans une maison, un appartement, ou un immeuble. Il existe plusieurs types de chauffe-eau, qui peuvent être classés selon qu’ils chauffent instantanément ou avec accumulation, et selon leur source d’alimentation en énergie.

Dans cet article nous passons en revue les principaux types de chauffe-eau, ainsi que leurs modes de fonctionnement et les caractéristiques associées à chaque type.

Voici toutes les questions pour lesquelles vous pourrez trouver ici une réponse :

quels sont les différents types de chauffe-eau et leurs spécificités ?
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comment fonctionne un chauffe-eau instantané ?
comment fonctionne un chauffe-eau à accumulation ?
quelles différences entre chauffe-eau gaz et chauffe-eau électricité ?

Quels sont les différents types de chauffe-eau ?

On peut identifier deux grands types d’appareils utilisés dans les logements pour procéder au chauffage de l’eau chaude sanitaire :

les chauffe-eau à accumulation qui chauffent une grande quantité d’eau stockée dans un réservoir ;
les chauffe-eau instantanés, qui chauffent l’eau lors de son passage dans le circuit de l’appareil dès qu’une demande d’eau chaude est faite.

Les modèles de chauffe-eau à accumulation, parfois également appelés “cumulus”, sont le plus souvent des “ballons d’eau chaude” à alimentation électrique, mais il existe également des modèles fonctionnant au gaz naturel.

Les chauffe-eau instantanés peuvent être à alimentation gaz ou électrique.

Enfin, il existe des modèles de chauffe-eau thermodynamiques et solaires, qui fonctionnent avec l’aide respectivement d’une pompe à chaleur et de panneaux solaires. Ces deux types de chauffe-eau sont dotés d’un grand réservoir pour accumuler l’eau chaude et profiter ainsi de l’inertie thermique, et la pompe à chaleur du chauffe-eau thermodynamique est en outre secondée par une résistance électrique.

Tâchons maintenant de voir comment fonctionne un chauffe-eau, selon qu’il soit électrique ou au gaz, à accumulation ou instantané.

Comment fonctionne un chauffe-eau ?

Le chauffe-eau a pour fonction de chauffer l’eau du réseau et de la distribuer dans le logement desservi - en général dans la cuisine et la salle de bains.

Quels que soient les modèles, les chauffe-eau reçoivent de l’eau sous pression du réseau d’eau, et la renvoient une fois chauffée dans le circuit d’eau chaude sanitaire du logement.

Les différences de fonctionnement entre les différents types de chauffe-eau sont relatives à la fois à la source d’énergie utilisée (électricité, gaz, pompe à chaleur ou panneau solaire) et à la présence ou non d’un réservoir accumulateur. Tâchons de comprendre comment fonctionne un chauffe-eau selon qu’il soit à accumulation ou instantané.

Comment fonctionne un chauffe-eau à accumulation ? Mécanismes et principes

Le principe de fonctionnement d’un ballon d’eau chaude :

Pour comprendre comment fonctionne un chauffe-eau à accumulation, il faut d’abord comprendre que ce type de chauffe-eau est un réservoir (un “ballon”) sous pression qui se remplit d’eau du réseau (non chauffée) par sa partie basse. Une fois à l’intérieur, cette eau du réseau est chauffée au moyen d’une résistance électrique ou par la chaleur issue de la combustion du gaz. Enfin, l’eau chauffée remonte vers le haut du réservoir (il s’agit d’une loi physique) où elle est envoyée, grâce à la pression, dans le circuit d’eau chaude du logement.

En raison du grand volume d’eau chauffé (généralement plus de 100 L) et grâce à l’isolation du réservoir, l’eau contenue à l’intérieur du ballon conserve ensuite une inertie thermique pendant plusieurs heures. Cela permet de ne chauffer l’eau que quelques heures par jour, et de disposer quand même d’eau chaude pendant toute une journée. On réalise ainsi des économies d’électricité ou de gaz.

Les avantages du chauffe-eau à accumulation :
il existe en plusieurs tailles, formes et volumes, ce qui le rend facilement adaptable à tous les types de logements et profils de foyer ;
bien dimensionné pour les besoins de la famille, il permet de ne jamais tomber à court d’eau chaude, tout en ne chauffant que quelques heures par jour → ceci est particulièrement intéressant dans le cas des ballons d’eau chaude électriques, surtout si le logement est équipée d’un compteur électrique heures creuses / heures pleines : en programmant le chauffage de l’eau pendant les heures creuses, on réalise de substantielles économies sur la facture d’électricité ;
son coût d’acquisition est plutôt faible ;
s’il est électrique, aucune maintenance régulière n’est requise - même s’il est évidemment toujours conseillé de garder un œil sur l’installation électrique.

Voyons maintenant comment fonctionne un chauffe-eau instantané.

Comment fonctionne un chauffe-eau instantané ?

Principes de fonctionnement

Le chauffe-eau instantané peut être électrique ou à gaz. Dans le premier cas, et comme pour les chauffe-eau à accumulation, ce sont les résistances qui chauffent l’eau, non pas dans un réservoir cette fois, mais dans le circuit de tuyaux chauffés à l’intérieur de l’appareil. Dans le cas des chauffe-eau à gaz, c’est la combustion du gaz qui génère la chaleur permettant de chauffer le circuit dans lequel passe l’eau.

L’eau chaude n’est pas stockée dans l’appareil, et celui-ci se déclenche uniquement lorsque de l’eau chaude est demandée dans le logement.

Les avantages du chauffe-eau instantané :
L’appareil n’entre en service qu’en cas de demande en eau chaude : en dehors de cette situation, il ne consomme donc pas d’énergie ;
le chauffe-eau instantané donne l’assurance de ne jamais manquer d’eau chaude, même au retour des vacances, puisque l’eau est chauffée instantanément et à la demande ;
enfin, il faut noter le faible encombrement des appareils, lié au fait qu’ils ne contiennent pas de réservoir.

Chauffe-eau gaz Vs. électricité : bon à savoir

Les chauffe-eau gaz présentent l’avantage de fonctionner avec une source d’énergie réputée pour être plutôt bon marché. En revanche, il faut avoir en tête que leur branchement implique un raccordement au gaz de ville, et que la loi oblige à un entretien annuel avec ramonage du conduit d’évacuation. C’est une dépense supplémentaire à prévoir.

Le rôle-clé du thermostat

Le thermostat est la pièce maîtresse du chauffe-eau. Il est placé à l’intérieur de l’appareil et permet de réguler la température de chauffage de l’eau en continu. Lorsque l’eau atteint la température de consigne donnée au thermostat, celui-ci interrompt son chauffage. Inversement, lorsque la température n’est pas assez élevée, il réactive le chauffage dans l’appareil.

Le thermostat doit être réglé sur une température de commande d’au moins 55°C, pour éviter tout risque de prolifération bactérienne, et ne pas dépasser 65°C afin de limiter les risques de brûlure en sortie au robinet.

Voir également notre article “Pourquoi mettre le chauffe-eau en marche forcée ?”