L’échangeur de chaleur à plaques est l’élément le plus sensible

La qualité de l’eau et le régime de température sont déterminants pour la longévité

Il est fort probable que vous ayez déjà placé une chaudière combinée. L’appareil multifonctionnel qui combine le chauffage central et la production d’eau chaude sanitaire, est en effet populaire dans le marché résidentiel et le marché de la réno­vation grâce à sa compacité et en outre, son installation n’est pas plus difficile que celle d’une chaudière classique. Mais vous êtes-vous soucié de la qualité de l’eau et du réglage du régime de température lors de l’installation? En effet, ces aspects peuvent considérablement allonger, ou écourter, la longévité de l’appareil et de ses éléments.

ChaudiEre combinEe

Une chaudière combinée remplit deux fonctions en un seul appareil. D’une part, elle agit comme une chaudière classique et se charge donc du chauffage central, d’autre part, elle se charge de l’approvisionnement en eau chaude sanitaire. Ce dernier s’effectue directement dans la chaudière, sans devoir placer un réservoir ballon supplémentaire.

Dans cette optique, une chaudière combinée offre des avantages aussi bien pour l’utilisateur que pour l’installateur: elle occupe moins de place et l’installateur ne doit acheter et placer qu’un seul appareil. De plus, une chaudière combinée preste mieux qu’un chauffe-eau dans l’actuelle réglementation PEB.

En contrepartie, toutefois, l’approvisionnement en eau chaude sanitaire dépend entièrement et directement de la puissance de l’appareil. A moins de placer ou d’intégrer un réservoir tampon supplémentaire, aucune énergie n’est stockée (sous forme d’eau chaude) et il n’y a donc pas de réserves. C’est pour cette raison que les pics sont plus difficiles à compenser et quand la demande d’eau chaude excède la puissance de l’appareil, la production d’eau chaude est bloquée. Dans une application résidentielle standard, ceci se produira toutefois rarement; dans d’autres cas, un dimensionnement adapté doit éviter les éventuels problèmes (voir plus tard).

Principe de fonctionnement

Deux échangeurs de chaleur

Le mécanisme intérieur d’une chaudière combinée ne diffère pas intrinsèquement de celui d’une chaudière classique. La seule différence est de prévoir non pas un, mais deux échangeurs de chaleur. Outre l’échangeur de chaleur instantané classique qui se charge du transfert de chaleur du brûleur vers l’eau CC, une chaudière combinée comporte aussi un échangeur de chaleur à plaques pour la production d’eau chaude sanitaire.

En standard, l’appareil fonctionnera en mode CC et, à l’instar d’une chaudière classique, utilisera seulement l’échangeur de chaleur principal. Cependant, dès que le capteur de débit prévu à cet effet détecte une demande d’eau chaude sanitaire, on passe au mode ECS. Une vanne à trois voies fait en sorte que l’eau CC chaude n’est plus envoyée vers les radiateurs (ou d’autres systèmes d’émission de chaleur), mais vers l’échangeur de chaleur à plaques, qui transmet ensuite sa chaleur à l’eau chaude sanitaire.

L’un ou l’autre

Etant donné que l’eau CC en mode ECS n’est plus pompée à travers le circuit, mais entièrement utilisée pour échauffer l’eau chaude sanitaire, le chauffage ambiant est en principe à l’arrêt. Dans un contexte résidentiel, ceci pose rarement un problème: l’appareil ne reste jamais très longtemps en mode ECS et en raison de l’inertie, la pièce ne se refroidira pas de façon sensible.

Dans des périodes chaudes, la problématique est différente. A ce moment-là, il n’y a pas de demande CC et l’eau CC ne doit pas rester chaude en soi. Pour garantir un confort sanitaire suffisant, ceci est toutefois bel et bien préconisé.

Dès lors, les appareils actuels disposent le plus souvent d‘un mode confort qui veille à garder à température l’échangeur de chaleur – dans certains cas uniquement l’échangeur de chaleur principal, dans d’autres cas l’échangeur de chaleur à plaques. Sur certains appareils, cette fonction est en outre autodidacte et s’adaptera donc au comportement des utili­sateurs.

Choisir une chaudiere combinee

Des appareils combinés sont disponibles dans la gamme des chaudières aussi bien au gaz qu’au mazout. Dans le premier cas, il s’agit quasiment toujours d’appareils à condensation; dans le second cas, les deux existent.

Dimensionnement

Les chaudières combinées existent dans différentes puissances, généralement à partir de 25 kW. Mais il existe aussi des chaudières combinées de plus petite puissance, par exemple 19 kW, qui peuvent évoluer vers un niveau supérieur au moyen d’une fonction boost jusqu’à 25 kW. En effet, 25 kW constituent le minimum requis pour la production d’eau chaude sanitaire. Dans une maison unifamiliale classique, cette puissance suffira. Mais si l’on prévoit un grand consommateur tel qu’une douche pluie avec jets latéraux, ou si la maison dispose de plusieurs salles de bains utilisées simultanément, il vaut mieux choisir une puissance plus élevée sur la base du débit attendu.

Bien que la demande ECS soit généralement déterminante dans le choix d’une chaudière combinée, on ne peut pas oublier non plus le chauffage central lors du choix et du dimensionnement d’un tel appareil. Non pas parce que la puissance requise pour le CC sera supérieure, mais parce qu’elle sera justement considérablement plus basse dans les maisons neuves et les réno­vations radicales. La plage de modulation est dès lors un point d’attention important.

La puissance pour le chauffage et celle pour l’eau chaude sanitaire sont de plus en plus dissociées. Un bon dimensionnement et une bonne modulation sont des concepts-clés

Dans la plupart des cas, une chaudière combinée pourra moduler jusqu’à 20%, même si ceci peut encore être trop élevé dans certains cas, avec comme conséquence un comportement pendulaire de la chaudière. Si les exigences de confort sanitaire et la demande d’énergie pour le chauffage des pièces sont trop divergentes, il vaut donc mieux garantir le confort sanitaire autrement.

Réservoir tampon

Une solution difficile pour garantir un confort sanitaire supplémentaire est l’ajout d’un petit réservoir tampon (par exemple 40 l) et une pompe supplémentaire. De cette manière, on constitue une réserve limitée et les pics sont plus facilement supportés. Si l’énergie stockée dans le réservoir tampon est consommée, la chaudière combiné adopte à nouveau le principe instantané ordinaire. De nombreux fabricants proposent aussi des chaudières combinées avec réservoir d'eau chaude intégré.

REgimes de TempErature: entre efficacitE et confort

Comme tous les éléments sont intégrés directement dans la chaudière combinée, le placement et l’installation sont dans une large mesure comparables à ceux d’une chaudière classique. Les points d’attention complémentaires concernent surtout le réglage, et comme abordé par la suite, la qualité de l’eau.

Condenser?

Les chaudières à condensation délivrent le plus haut rendement quand elles travaillent à un régime de basse température. Toutefois, même une chaudière combinée à conden­sation raccordée à un système d’émission de chaleur adapté devra passer à un régime supérieur en mode ECS (par exemple 80/60) pour répondre à la demande. Sur les chaudières en aluminium avec échangeur de chaleur à plaques, l’action de condensation de l’appareil à ce moment-là s’arrêtera provisoirement.

Par un réglage adéquat de la température de l’eau chaude sanitaire, vous pouvez toutefois veiller dans certains cas à condenser encore pendant la production d’eau chaude sanitaire. En réglant la température de production de l’eau chaude sanitaire à 45 au lieu de 55 °C, le régime de température de l’eau CC et de l’échangeur de chaleur principal pourra être maintenu plus bas.

Bien entendu, vous devez bel et bien vous assurer qu’une telle intervention n’influence pas néga­tivement le confort sanitaire. Une douche qui réclame 6 l/min. à 45 °C, ne posera pas le moindre problème, mais des débits supérieurs peuvent être plus difficiles, parce que l’eau froide n’est plus mélangée. Dans ce cas, on peut opter pour un échangeur de chaleur à plaques plus grand ou maintenir le régime de température standard de 55 °C.

Formation de calcaire

Une autre raison pouvant justifier l’intérêt d’abaisser d’une dizaine de degrés la température de production de l’eau chaude sanitaire, en particulier dans les régions de distribution d’eau dure, est la réduction de la formation de calcaire. A 55 °C, le risque de formation de calcaire est en effet considé­rablement plus élevé qu’à 45 °C, ceci alors que le calcaire est l’un des principaux ennemis de l’échangeur de chaleur à plaques.

lA qualitE de l’eau est dEcisive

L’installation d’une chaudière combinée exige de surcroît une attention particulière pour la qualité de l’eau, tant du côté CC que du côté eau chaude sanitaire.

En effet, les petits canaux dans l’échangeur de chaleur à plaques sont tellement petits des deux côtés qu’ils peuvent se boucher relativement vite, avec des conséquences pour le débit et pour le transfert de chaleur. En premier lieu, une telle obstruction peut inciter la chaudière à fournir plus de chaleur pour un même confort d’eau chaude sanitaire – une efficacité réduite – mais à terme, l’eau chaude sera insuffisante ou ne sera tout simplement plus délivrée.

Du côté eau chaude sanitaire

Du côté eau chaude sanitaire, le calcaire, comme postulé, est le pire ennemi de l’échangeur de chaleur à plaques. Dans les régions avec une dureté de l’eau élevée, l’association d’une chaudière combinée avec un adoucisseur d’eau n’est pas une mauvaise idée. Si cela ne fait pas partie des possibilités, ou si le client n’y est pas réceptif, la longévité de l’échangeur de chaleur à plaques peut être rallongée, comme relevé, et si l’exigence de confort le permet, en faisant concorder le régime de température.

Du côté CC

Du côté CC, le calcaire est généralement moins problématique, du moins dans des applications résidentielles. En effet, il s’agit ici d’un circuit fermé de contenance limitée. Le calcaire présent peut, il est vrai, se déposer sur l’échangeur de chaleur à plaques, mais quand ceci s’est produit, le calcaire a effec­tivement également disparu de l’eau CC et la couche de calcaire ne peut plus s’accroître. En d’autres termes, l’eau qui se trouve déjà dans le circuit CC, est déjà en équilibre. Hélas, ceci ne vaut pas pour l’eau de remplissage! Aussi remplissez toujours avec de l’eau propre et éventuellement traitée. Si la chaudière combinée possède un échangeur de chaleur à plaques, faites attention sur les installations plus grandes à l’adoucissement classique avec une solution de sel. A terme, ceci peut en effet induire une hausse incontrôlée du pH et dès lors une attaque de l’échangeur de chaleur. Déminéraliser avec un tampon de pH est bel et bien possible en toutes circonstances.

A l’instar d’autres éléments de la chaudière, l’échangeur de chaleur à plaques peut subir des dégâts causés par des résidus de fer et de magnétite en provenance du circuit CC. Dès lors, une bonne pratique consiste à nettoyer le circuit CC lors de l’installation d’une nouvelle chaudière et à placer un séparateur de saletés ou un filtre (à magnétite) sur la conduite retour de l’eau CC, juste devant la chaudière. Celui-ci fait en sorte que la saleté s’accumule dans le filtre et non pas dans l’échangeur de chaleur à plaques.

entretien

Réparer ou remplacer?

La longévité d’un échangeur de chaleur à plaques dépend fortement de tous les facteurs précités. Si le client mentionne des problèmes d’approvisionnement en eau chaude sanitaire, le bon réflexe est en tout cas de contrôler l’échangeur de chaleur à plaques. En cas d’obstruction, Le remplacement intégral de l’échangeur de chaleur à plaques est du reste une bonne chose. Nettoyer est possible – des appareils et produits existent – mais est parfois une tâche complexe et dans la plupart des cas un emplâtre sur une jambe de bois. Un nouvel échangeur de chaleur à plaques, par contre, est abordable et facile à installer.

Bien entendu, il s’agit dans de tels cas de localiser l’origine de l’obstruction et de l’éliminer au mieux. S’il s’agit d’une eau CC souillée, il est conseillé de nettoyer le circuit CC et de placer un filtre. Si la formation de calcaire du côté eau chaude sanitaire est la cause, un adoucisseur ou une adaptation du régime de température est une intervention possible pour allonger la durée de vie du nouvel échangeur de chaleur.

Obligations légales

En l’absence de remarques ou problèmes spécifiques de la part du client, l’entretien se limite au suivi des prescriptions légales pour les chaudières. En Flandre, cela signifie un contrôle biennal pour les chaudières à gaz et un contrôle annuel pour les chaudières à mazout. Bien entendu, tenez tou­jours compte des prescriptions du fabricant.

Combiner est possible!

Préchauffer avec l’énergie verte

Combiner encore une chaudière combinée avec un ballon solaire ou un ballon avec pompe à eau? C’est parfaitement possible. Devant la chaudière combinée est placé un réservoir ballon, directement raccordé à la source renouvelable. Ce dernier se charge de l’échauffement initial de l’eau chaude sanitaire, de sorte que la chaudière com­binée doit chauffer uniquement de façon limitée (voire pas du tout) en cas de demande effective. Ainsi, des débits plus élevés peuvent être délivrés et les pics peuvent être absorbés plus facilement.

Attention: dans le cas des ballons solaires, l’eau dans le réservoir tampon peut atteindre des températures allant jusqu’à 90 °C. Dans ce cas, le chauffage d’appoint n’est plus nécessaire et en outre, l’eau chaude peut causer des dommages dans certains cas aux joints et autres éléments de la chaudière. Dans de tels cas, une vanne à trois voies doit veiller à ce que l’eau chaude ponte la chaudière combinée ou on peut ajouter de l’eau froide via un mitigeur de réglage pour atteindre une température plus acceptable.

Il est conseillé de placer une sonde de température adéquate entre le ballon et la chaudière combinée, qu’il s’agisse d’un ballon solaire ou d’un ballon avec pompe à chaleur. On évite ainsi le démarrage inutile de la chaudière combinée quand la température dans le réservoir ballon est déjà suffisante.

Remerciements à: ACV, Groupe Atlantic, Remeha, Sime, Vaillant en Viessmann