Conception et fonctionnement des chaudières à gaz

Lorsqu'il s'agit d'eau chaude dans un appartement ou une maison, de nombreuses personnes choisissent d'acheter un chauffe-eau à gaz. Afin de ne pas se tromper dans le choix d'un équipement de ce type, il est utile de savoir comment il est construit et comment il fonctionne.

Dans les chauffe-eau à gaz, on distingue les composants suivants :

• Le brûleur principal. La meilleure option s'appelle le brûleur, fabriqué en acier.
• Le système de tuyaux dans lequel l'eau circule (échangeur de chaleur). Il est généralement fabriqué en cuivre, mais peut aussi être en acier.
• Boîtier avec régulateurs d'alimentation et de débit d'eau.
• Unité d'allumage connectée au brûleur d'allumage et à l'alimentation électrique.
• Boîte de contrôle. Certains modèles disposent également d'un écran sur lequel vous pouvez voir les paramètres de fonctionnement de l'appareil.
• Tuyaux - un pour l'alimentation en eau, un pour l'alimentation en gaz et un pour la sortie d'eau chaude.
• Vanne de gaz à membrane.
• Système de sécurité. Comprend des capteurs qui se déclenchent en cas de manque d'eau, de variation de la pression de l'eau, de surchauffe du chauffe-eau, de manque de courant d'air et d'autres situations dangereuses.
• Unité d'extraction des produits de combustion (collecteur de gaz de combustion, raccordement à la cheminée, capteur de tirage). Dans les chaudières turbo, il comprend un ventilateur et une cheminée coaxiale.

Les chauffe-eau à gaz sont appelés chauffe-eau à circulation, ce qui signifie que l'eau est chauffée lorsqu'elle circule à l'intérieur de l'appareil, plutôt que de s'y accumuler. L'eau entre dans le chauffe-eau par un tuyau d'arrivée, puis traverse un échangeur de chaleur qui est affecté par la chaleur du brûleur à gaz. Au fur et à mesure que l'eau circule dans les tuyaux, sa température augmente, ce qui permet de délivrer de l'eau chaude à la température souhaitée, du tuyau de sortie au robinet. Les gaz d'échappement sont évacués de l'appareil de chauffage par la cheminée.

L'allumage du brûleur principal dans les différents modèles d'un appareil de chauffage moderne peut se faire de différentes manières :

1. D'un élément piézoélectrique. L'utilisateur appuie sur un bouton situé sur le boîtier de l'enceinte, ce qui provoque une étincelle pour allumer le brûleur. Le brûleur d'allumage à l'intérieur de l'appareil est allumé en permanence et consomme une petite quantité de gaz. Si le brûleur d'allumage est éteint, il faut appuyer à nouveau sur le bouton pour agir sur l'élément piézoélectrique.
2. Fonctionne sur batterie. Il s'agit d'une méthode d'allumage électronique dans laquelle des piles normales fournissent une étincelle électrique pour allumer le brûleur. Lorsque l'appareil ne fonctionne pas, l'allumeur ne s'allume pas et aucun gaz n'est gaspillé. Les batteries doivent être remplacées tous les 6 à 12 mois.
3. De la turbine à eau. Le brûleur est allumé par une étincelle générée par une turbine miniature qui est entraînée par le débit d'eau lorsque le chauffe-eau est allumé. Ces modèles sont très sensibles à une faible pression d'eau.

Un exemple de schéma de câblage d'un chauffage au gaz est présenté dans la figure suivante.

Ce paramètre est souvent estimé en litres par minute. Dans ce cas, il indique la quantité d'eau chaude que l'unité est capable de chauffer en une minute. En outre, les performances de l'appareil sont directement liées à la capacité de la colonne choisie.

La capacité est le plus souvent mesurée par la baisse de température de 25° pendant le chauffage. Par exemple, si la capacité de votre modèle est de 11 litres/minute, cela signifie qu'en une minute, la température de 11 litres d'eau entrant dans le chauffe-eau augmentera de 25° lorsque l'eau chaude sortira du robinet. Normalement, on choisit une température d'entrée de 10° comme température approximative, l'eau doit donc être chauffée à 35°.

Ils varient en fonction du type de chauffe-eau :

• Ouvert. Cet appareil fonctionne par tirage naturel, en aspirant l'air de la pièce dans laquelle il est installé. Les produits de combustion sont également évacués dans la cheminée par la ventilation naturelle.
• Fermé. Il est présent dans les réchauffeurs de turbine. Ces unités sont équipées d'un ventilateur pour générer un courant d'air forcé. Les gaz d'échappement sont évacués par une cheminée coaxiale qui assure également l'alimentation en air de l'appareil de chauffage depuis la rue.

Les appareils de chauffage de l'eau fonctionnent principalement au gaz naturel, mais de nombreux modèles peuvent être convertis au gaz en bouteille (GPL). Elle est particulièrement adaptée et appréciée pour la fourniture d'eau chaude sanitaire dans les maisons de campagne et les villas sans alimentation en gaz de ville.

Ce paramètre est directement influencé par la puissance de l'appareil et la possibilité de la réguler. Vous trouverez la consommation de gaz du modèle choisi dans la fiche technique de l'appareil de chauffage. Elle est exprimée en mètres cubes de gaz par heure. Si vous voulez calculer la quantité de gaz consommée par un chauffage piézoélectrique, ajoutez environ 25 %.

La pression minimale requise pour mettre en marche le chauffage sélectionné est spécifiée dans la documentation de l'équipement. Il est particulièrement important de prêter attention à ce paramètre lors de l'installation du chauffage dans les vieilles maisons construites dans les années 60-70, car la pression dans leurs tuyaux est souvent insuffisante pour que le chauffage fonctionne. Si le fabricant déclare une pression minimale requise supérieure à 0,15 bar, le chauffage peut avoir des problèmes dans un bâtiment ancien.

Un autre élément à prendre en considération est la capacité du chauffe-eau à résister à un coup de bélier qui se produit occasionnellement lors d'un approvisionnement en eau. On parle alors d'une augmentation à court terme de la pression dans les tuyaux, qui peut provoquer des fuites et endommager les raccords. Avec une valeur comprise entre 11 et 12 bars, le chauffage peut faire face à de tels changements.

Le choix d'un appareil de chauffage avec une option de modulation augmente le confort d'utilisation de cet équipement. S'il n'y a pas de modulation, la pression et la température de l'eau diminueront lorsque le deuxième robinet sera ouvert, ce qui affectera les performances du chauffe-eau. Si la modulation est installée, les fluctuations de la pression de l'eau entraîneront une régulation automatique du brûleur, et la température de l'eau ne changera pas à la sortie de l'appareil.

Pour un fonctionnement durable et efficace du chauffe-eau à gaz, il est important de respecter les règles suivantes :

• Tenez compte de la dureté de l'eau qui entre dans l'appareil. Si nécessaire, il faut prendre soin de l'adoucir et de la purifier.
• Réglez une température confortable pour le chauffage de l'eau. Il n'est pas conseillé de trop chauffer l'eau, car cela favorise un entartrage excessif.
• Effectuez les travaux d'entretien de l'appareil de chauffage une fois par an.

La vidéo suivante explique la conception et le principe de fonctionnement de la plupart des chaudières automatiques à gaz en prenant comme exemple le modèle de chauffe-eau à gaz Neva Lux 5611.