Accumulateur au gaz naturel

L’accumulateur d’eau chaude à condensation au gaz naturel permet de produire directement de l’eau chaude sanitaire à une température d’au moins 60 °C. Le brûleur gaz à air soufflé est généralement monté sous un foyer vertical dans lequel la flamme de la combustion se développe de bas en haut. A la partie supérieure du foyer, les produits de combustion entrent dans un ou deux tubes de fumées constitués de serpentins enroulés autour du foyer (voir schéma suivant). Les produits de combustion circulent de haut en bas dans ce(s) serpentin(s) et sont collectés dans une boîte de fumées sous laquelle est raccordé un tuyau d’évacuation des condensats. La condensation a lieu dès que la paroi du tube de fumées est à une température inférieure au point de rosée. L’ensemble du corps de chauffe (foyer et tubes de fumées) est entouré de l’eau à réchauffer. Le départ d’eau chaude est en partie haute pour que l’eau qui se réchauffe circule de bas en haut.  L’arrivée d’eau froide, quant à elle, se fait en bas au niveau du brûleur ce qui crée le phénomène de condensation.

Certains modèles utilisent un corps de chauffe à triple parcours, avec une flamme descendante et deux parcours dans le réservoir : la performance énergétique est augmentée.

Un accumulateur d’ECS à gaz est dit « à condensation » s’il présente un rendement au moins égal à 98% PCI.

Afin de dimensionner l’installation de production d’ECS, on détermine le débit spécifique nécessaire selon plusieurs critères dont :

• Le niveau de température
• La durée de la pointe de puisage
• Le fonctionnement en semi-instantané ou semi-accumulé

L’accumulateur au gaz naturel peut fonctionner seul ou avec un réservoir de stockage tampon qui permet de réduire la puissance du brûleur. On peut également envisager d’utiliser plusieurs accumulateurs en parallèle afin d’assurer la totalité des besoins tout en ayant une large plage de puisage. Cette association est notamment utilisée dans des cuisines collectives avec laveries par exemple où les besoins en ECS sont assez variables.

Selon l’importance et la régularité des consommations, le concepteur devra déterminer l’équilibre idéal entre le volume d’eau disponible (capacité de la cuve), le temps de montée en température, les déperditions caloriques du réseau et la puissance de chauffe. Le choix du type de brûleur (nombre d’allures) permettra de maintenir un rendement élevé de production.

Le dimensionnement devra également prendre en compte les conditions nominales et extrêmes de la production complète, y compris :

• Le bouclage ECS
• Le préchauffage éventuel de l’eau froide par un dispositif de récupération sur les eaux grises
• La boucle solaire thermique, s’il y en a une

La mise en œuvre ainsi que les raccordements eau, gaz, électricité et cheminée (le cas échéant) devront être effectués par un professionnel et sous sa responsabilité, en respectant les indications figurant dans la notice du constructeur.

Les accumulateurs ECS à gaz sont testés en termes de sécurité et de performances selon la norme NF EN 89. Datant de 1990, elle est en cours de révision notamment pour prise en compte des NOx sur ce type de produits.

Il est préférable d’installer l’accumulateur à côté des points de puisage afin de réduire les pertes thermiques sur le réseau. Il sera placé en chaufferie ou dans un local adapté en suivant la réglementation spécifique au bâtiment.

En effet, les équipements de petites puissances (20 à 70 kW de puissance utile) peuvent être installés :

• En mini chaufferie, pour les bâtiments d’habitation : (puissance calorifique ≤ 85 kW), arrêté du 2 août 1977 modifié 
• En local technique chauffage, dans les ERP : suivant arrêté du 14 février 2000 (article CH 6 et GZ 23).

Les équipements ou groupements d’équipements de puissances supérieures à 70 kW seront, quant à eux, installés en chaufferie, selon les prescriptions de l’arrêté du 23/06/1978 en habitation et Bureaux et de l’arrêté du 25/06/1980 modifié pour les ERP (article CH 5).

Néanmoins, pour les versions spécialement conçues pour être installables à l’extérieur, elles peuvent être posées

• Au sol (puissance totale jusqu’à 70 kW)
• En toiture terrasse (modèles de 20 à 300 kW)

Il faut également prévoir un système d’évacuation des produits de combustion ainsi que la panoplie hydraulique.

L’évacuation des produits de combustion des accumulateurs gaz à condensation peut être par raccordée sur :

• Un conduit (appareil de B23)
• Des dispositifs de type ventouse : selon les constructeurs, les matériels et leurs terminaux dédiés sont certifiés pour des montages horizontaux (C13), verticaux (C33), voire dissociés (C53), et même collectif (C43)

Le schéma suivant illustre les différents types de conduits de combustion cités ci-dessus :

Les longueurs de raccordement possibles des conduits varient selon les constructeurs, mais peuvent aller jusqu’à 100 m en conduits dissocié (C53) : cela permet de placer un équipement dans la plupart des projets.

Un groupe de sécurité ou une soupape hydraulique avec clapet anti-retour et vanne de barrage devra être posé sur l’entrée d’eau froide, le plus près possible de l’accumulateur ECS.

Il est également recommandé de prévoir un compteur d’eau sur l’arrivée d’eau froide, afin de pouvoir suivre les profils de consommation, voire les performances de l’accumulateur si la ligne gaz naturel comporte un compteur gaz spécifique.

Par ailleurs, un dispositif de traitement des condensats (système de neutralisation) sera raccordé sur l’appareil, selon les préconisations du fabricant, et a minima à partir de 200 kW afin de protéger les tuyauteries en aval. Il sera raccordé au système d’évacuation des eaux.

Si nécessaire, le concepteur devra aussi prévoir la mise en œuvre d’un traitement d’eau dimensionné en fonction de la consommation journalière estimée. En général, la dureté de l’eau du réseau doit être abaissée lorsque la température de consigne est relevée au dessus de 65 °C.

Tout d’abord, les critères d’entretien et de maintenance interviennent sous plusieurs aspects dans le choix d’un accumulateur au gaz naturel à condensation :

• Le choix du type de cuve dépendra en particulier des caractéristiques de l’eau de ville (ou eau industrielle disponible) et du niveau de température de production. Des études récentes ont permis d’améliorer la protection des cuves contre la corrosion, avec le développement d’anodes à courant imposé.

• La configuration de l’échangeur (absence de point bas non irrigué) ou la programmation du fonctionnement (montée périodique en température) de l’accumulateur permettent de s’affranchir du risque de développement de légionnelles.
• L’accessibilité du fond de cuve pour nettoyage est également à vérifier.

L’entretien devrait être effectué par un professionnel et doit comprendre les actions suivantes :

• Nettoyage et vérification périodique du brûleur et du foyer
• Vérification et nettoyage de l’intérieur du réservoir pour en éliminer le calcaire et les incrustations
• Vérification et remplacement des éventuelles anodes lorsque l’usure dépasse 70%

Dans le secteur de la santé, il existe des réglementations spécifiques concernant les contrôles liés à la prévention de la légionellose.

Ci-dessous les ordres de grandeur des prix fournis / posés en €HT :

Ces prix varient en fonction du fabricant.

Il y a un large panel de fabricants d’accumulateur gaz proposant des gammes de puissance différentes. On peut en citer quelques-uns :

• ACV (25 à 120 kW)
• A.O. SMITH (36 à 176 kW)
• ATLANTIC GUILLOT (38 à 176 kW)
• AUER (40 à 94 kW)
• CHAROT (24 à 62 kW)
• COLLARD & TROLART (40 à 300 kW)
• LACAZE ENERGIES (18 à 60 kW)
• STYX (19 à 85 kW)