Parmi les nouveaux types de chauffe-eau disponibles aujourd'hui, le modèle classique à accumulation reste le plus répandu. Environ la moitié de ces chauffe-eau fonctionnent au gaz et l'autre moitié à l'électricité. Tout plombier vous le dira : les chauffe-eau électriques sont les plus faciles à installer, mais tout le monde ne sait pas comment les réparer en cas de panne.
Aux États-Unis, environ 1,5 million de chauffe-eau sont remplacés chaque année simplement parce qu'ils ne fonctionnent pas correctement. Combien de ces appareils pourraient être réparés, prolongeant ainsi leur durée de vie ? Cet article présente les principaux composants d'un chauffe-eau électrique, explique leur fonctionnement pour fournir de l'eau chaude sanitaire et décrit comment optimiser ses performances grâce à un thermostat adapté.
Éléments chauffants pour chauffe-eau
L'élément qui convertit l'électricité en chaleur dans un chauffe-eau est la résistance. Il s'agit essentiellement d'une résistance électrique. Lorsque le courant électrique la traverse, elle devient extrêmement chaude. Immergée dans l'eau, la résistance transmet la chaleur à l'eau jusqu'à ce que celle-ci atteigne une température spécifique (généralement 120 degrés).
Les résistances se déclinent en différentes formes afin d'optimiser leurs performances et leur durée de vie, et leur taille est déterminée par la puissance (en watts). La puissance la plus courante est de 4 500 watts, mais des versions de 3 500 et 5 500 watts sont également disponibles. Ces puissances ne sont pas interchangeables et sont indiquées sur la plaque signalétique de chaque chauffe-eau.
Thermostats de chauffe-eau électriques
Le thermostat supérieur est le principal élément de contrôle de la plupart des chauffe-eau. Il commande les résistances supérieure et inférieure. Un thermostat est essentiellement un interrupteur activé par la température. Lorsque le thermostat détecte une température d'eau inférieure à son point de consigne, il met en marche l'une des résistances pour répondre à cette demande de chauffage.
Le thermostat fonctionne de manière unique, car il n'entre jamais en contact direct avec l'eau. Sa face arrière mesure la température de la paroi extérieure du réservoir. Il est fermement pressé contre cette paroi et maintenu en place par une agrafe. Ce contact métal sur métal transmet la chaleur de l'eau au thermostat par conduction à travers la paroi du réservoir. Toutes les autres parties du réservoir sont isolées, à l'exception des deux points de fixation du thermostat.
La plupart des chauffe-eau électriques de plus de 75 litres (20 gallons) sont équipés de deux thermostats qui mesurent la température de l'eau en haut et en bas du réservoir. Le thermostat supérieur est le thermostat principal et contrôle en permanence le fonctionnement du thermostat inférieur.
Séquence des opérations
Lorsque vous vous réveillez le matin et que vous utilisez de l'eau chaude, vous puisez en fait de l'eau dans le haut du réservoir. Pendant que l'eau chaude est distribuée, le chauffe-eau se remplit simultanément d'eau froide. Comme cette eau est dirigée vers le bas du réservoir par le tube plongeur, le thermostat inférieur détecte en premier une baisse de température.
Il active le thermostat supérieur du chauffe-eau électrique et, tant que la partie supérieure du réservoir est chaude, il alimente la résistance inférieure. Dans la plupart des logements, les résistances ne sont alimentées qu'une à la fois. Si vous n'utilisez que quelques litres d'eau chaude, le thermostat inférieur suffit. Cependant, si vous avez du mal à vous réveiller et avez besoin d'une longue douche, ou s'il y a la queue devant la porte de la salle de bain, vous risquez de vider complètement le réservoir d'eau chaude.
Cela pourrait arriver, mais pas si l'élément supérieur intervient. Lorsque l'eau dans la partie supérieure du réservoir commence à refroidir, le thermostat supérieur prendra le relais pour maintenir la température de l'eau sortante et éviter ainsi de décevoir le prochain baigneur.
Un chauffe-eau à accumulation possède ce qu'on appelle un « débit de première heure ». Ce débit est généralement supérieur d'environ 30 % à la capacité du réservoir. Dès que les résistances détectent une baisse de température, le chauffe-eau se met en marche et produit davantage d'eau chaude. En une heure, vous pouvez obtenir plus de 190 litres d'eau chaude à partir d'un réservoir d'une capacité nominale de 150 litres.
Limiteurs de vitesse, mise à la terre et soupape de décharge de pression
Chaque chauffe-eau est équipé de dispositifs de sécurité pour vous protéger des brûlures, des électrocutions et des risques de blessure liés à l'explosion du réservoir. Ces appareils sous pression sont extrêmement sensibles, mais les plombiers, d'un sang-froid à toute épreuve, ne se laissent pas facilement intimider.
Le thermostat supérieur du chauffe-eau électrique est équipé d'un dispositif de limitation de température qui coupe l'alimentation des deux résistances si la température dépasse 150 degrés. L'eau à cette température vous brûlera la peau en un instant.
Comme tous les appareils électriques, les chauffe-eau sont équipés d'une borne de terre située dans le compartiment de câblage en haut du réservoir. Cette borne assure un chemin de faible résistance pour le passage du courant en cas de mise sous tension de l'enveloppe du chauffe-eau.
La soupape de sécurité est sans doute le dispositif de sécurité le plus important de tout système de chauffage sous pression. Si le thermostat tombe en panne et que le limiteur de température ne coupe pas l'alimentation du chauffage, la soupape de sécurité empêchera tout dommage important. Si elle détecte une pression supérieure à 10 bars (150 psi) ou une température supérieure à 99 °C (210 °F), juste en dessous du point d'ébullition de l'eau, elle s'ouvrira, permettant ainsi une évacuation contrôlée de la pression, évitant toute explosion.
Tous ces dispositifs de sécurité doivent être vérifiés périodiquement dans le cadre de entretien de routine pour assurer le fonctionnement sûr et sans problème du chauffage.
Améliorer les performances de votre chauffage
Le principal ennemi du bon fonctionnement d'un chauffe-eau est le dépôt de sédiments. Ce dépôt est composé de minéraux comme le calcium et le magnésium, présents dans l'eau dure. Ces minéraux non dissous, ainsi que le sable éventuellement en suspension dans l'eau, s'accumulent au fond de tout chauffe-eau à accumulation, réduisant ainsi sa capacité à stocker l'eau chaude.
Cette couche de dépôts affecte différemment les appareils de chauffage à gaz et électriques. Dans les appareils électriques, les sédiments s'accumulent jusqu'à recouvrir la résistance inférieure. Ils déplacent l'eau froide qui entoure normalement la résistance, ce qui provoque une surchauffe.
Un propriétaire pourrait même ne pas remarquer que la résistance est défectueuse, mais seulement que le chauffe-eau ne semble plus fonctionner correctement.
Entretien régulier d'un chauffe-eau
Le diagnostic et le remplacement d'une résistance inférieure défectueuse constituent une réparation courante. Toutefois, pour éviter que cela ne se reproduise, il convient d'éliminer les sédiments, ou du moins la plus grande partie possible. Un rinçage régulier aurait pu éviter cette réparation et permettrait au chauffe-eau de fonctionner à pleine capacité.
Un plombier pourrait recommander l'installation d'un filtre à sédiments si du sable est présent au fond de l'appareil. Si les minéraux s'accumulent rapidement, l'installation d'un adoucisseur d'eau serait également une excellente idée. Ces mesures permettront de retenir les sédiments et d'éliminer les minéraux de l'eau avant même qu'elle n'entre en contact avec le réservoir.
Un autre problème courant, pouvant être confondu avec une fuite du réservoir, est un goutte-à-goutte au niveau de la soupape de décharge. Bien que plusieurs causes puissent en être à l'origine, il s'agit généralement d'un problème avec la soupape elle-même. Dans environ la moitié des cas, il suffit d'actionner la soupape de décharge pour arrêter la fuite. Si cela ne fonctionne pas et que vous avez vérifié l'absence de surpression ou de température élevée, il vous suffit de remplacer la soupape.
Réparer avant de remplacer
Un entretien préventif régulier contribue grandement à prolonger la durée de vie d'un chauffe-eau électrique, et les réparations peuvent générer des marges plus importantes pour les plombiers. De plus, cela permet d'éviter l'accumulation de déchets non recyclables dans les décharges et les centres de recyclage.
