Comment fonctionne un ballon d’eau chaude ?

Il est aujourd’hui inconcevable pour un foyer moderne de ne pas disposer de chauffe-eau. Cet équipement assure en effet la distribution d’eau chaude dans les différentes parties de la maison, notamment la salle de bain et la cuisine. Voici quelques notions à connaître pour comprendre facilement son mode de fonctionnement.

Généralités sur le chauffe-eau

Dans l’objectif de profiter du confort de cet électroménager, il faut savoir que cet accessoire se décline sous de nombreuses formes. Le chauffe-eau électrique à accumulation en particulier reste le plus utilisé pour sa facilité d’emploi et les avantages qu’il apporte. Également appelé cumulus du fait du stockage de liquide dans un réservoir, savoir de quoi se compose exactement ce matériel importe avant de comprendre le principe de fonctionnement du chauffe-eau électrique.

Dans ce contexte, la partie essentielle se représente par une cuve émaillée dans laquelle sera emmagasiné le fluide à chauffer. Il s’agit en d’autres termes du ballon d’eau chaude, dans lequel toute la procédure s’effectuera. Celui-ci contient une résistance sous forme de serpentin, dont le rôle consiste à amener l’eau à température élevée. Un thermostat de régulation sert de balise pour désactiver cette source calorifique, lorsque le niveau requis a été atteint. 

Un dispositif anticorrosion figure également dans l’installation, sachant que l’humidité et la chaleur constituent des facteurs en puissance de la formation de rouille. Tous ces éléments se trouvent à l’intérieur même du contenant blanc que vous voyez. Mais un branchement de ballon d’eau chaude spécifique permet au fluide froid d’y arriver à partir du circuit normal, et de ressortir réchauffé par l’intermédiaire de vos robinets.

Selon la configuration de la pièce dans laquelle vous voulez l’installer, vous pouvez choisir entre différents types, dont les muraux vertical ou horizontal, les modèles sur trépied ou quadripode, ou encore le chauffe-eau sur socle, qui peut se poser directement sur le sol. En gros, la mise en place doit tenir compte d’une certaine réglementation, notamment dans un local humide. Dans tous les cas, il importe également de laisser suffisamment d’espace pour faciliter l’accès en cas d’intervention technique.

Petits rappels élémentaires

Pour comprendre le fonctionnement du chauffe-eau électrique, il peut s’avérer être judicieux de réviser rapidement quelques notions de science physique, concernant notamment la propriété de l’eau. Par ailleurs, le rappel des enchaînements électriques peut également aider. 

Dans un premier temps, souvenez-vous que l’eau dispose d’une densité variable en fonction de la température. Le liquide est donc lourd lorsqu’il est froid, mais il devient léger au fur et à mesure que sa chaleur augmente. Par conséquent, le schéma interne d’un chauffe-eau électrique suit ce principe. Le raccordement du chauffe-eau pour l’arrivée de fluide se fixe ainsi par le bas, tandis que l’évacuation se fait par le haut, pour alimenter le reste du circuit de distribution après chauffage. 

En ce qui concerne la partie électricité de ce cours de rattrapage, il s’agit simplement de rappeler le principe de fonctionnement d’un thermostat. Celui-ci sert généralement de coupe-courant lorsque la température voulue est atteinte, de manière à éviter les surchauffes, et donc une détérioration de l’équipement, mais aussi un alourdissement de la facture énergétique.

Mécanisme de base d’un chauffe-eau

Avec les idées rafraîchies par rapport aux notions précédentes, il sera maintenant plus facile de suivre le fonctionnement du ballon d’eau chaude. Pour commencer, le liquide froid arrive sous pression par le bas de la cuve jusqu’à la remplir en entier. En même temps, la résistance se met en marche pour l’amener à une température élevée. 

Le phénomène de stratification se produit à ce moment : le volume d’eau le plus chaud monte vers la partie supérieure, l’eau tiède demeure au milieu et la plus froide reste en bas, avec celle qui entre par le système de remplissage. Ce cycle se répète en boucle, jusqu’à ce que tout le réservoir soit plein et arrête l’admission d’eau froide. Pour sa part, un thermostat stoppe le processus de chauffe lorsque la quantité de liquide emprisonnée atteint la température requise.

À ce moment, ce liquide est maintenu à ce niveau de chaleur par un moyen d’isolation qui fait partie de l’installation du ballon d’eau chaude. Deux cas de figure peuvent alors se présenter, pour que le fonctionnement cumulus reprenne. D’une part, il s’agit de la chute de température du contenu, qui va finir par se refroidir par phénomène de déperdition. En détectant le niveau inférieur au plafond de valeur programmé, la machine va se relancer automatiquement jusqu’au retour de la quantité demandée. Dans ce contexte, le processus ne reprend généralement qu’après un certain temps, puisque l’isolation maintient la chaleur pour une période assez longue.

D’autre part, la remise en marche se déclenche de nouveau lorsqu’une opération de puisage s’effectue à partir d’une voie de sortie. Autrement dit, quand vous actionnez un robinet pour profiter d’une douche ou pour laver votre vaisselle, de l’eau chaude quitte le réservoir par la pompe d’aspiration, sur la partie haute du chauffe-eau électrique. Ce vidage progressif déclenche la réouverture de l’approvisionnement par le bas. Le cycle va ainsi reprendre, jusqu’à ce que le robinet débiteur soit refermé pour permettre à la cuve de se remplir à nouveau. Ensuite, le thermostat arrêtera aussi la résistance dès que la température maximale sera atteinte.

Les avantages du cumulus

Ce mode de fonctionnement du chauffe-eau électrique reste le même pour la plupart des modèles dont la configuration repose sur le principe du ballon d’eau chaude. Le principal avantage se situe généralement au niveau du temps de chauffe d’un chauffe-eau de ce genre, qui est considérablement réduit. En effet, malgré la taille de la cuve, qu’il s’agisse d’un modèle pour alimenter un hôtel de 10 chambres ou un chauffe-eau pour camping-car, quelques minutes suffisent pour atteindre le plafond de chaleur programmé. 

Vous pouvez donc disposer de liquide à haute température à volonté, suivant le schéma du chauffe-eau expliqué plus tôt. Ensuite, tout repose sur la durée pendant laquelle vous utilisez l’eau chaude, avant que le thermostat ne se déclenche de nouveau. L’économie d’énergie dépend en outre du montage du chauffe-eau effectué.