Une installation d’eau chaude sanitaire (ECS) sera dimensionnée afin de satisfaire les besoins de l’utilisateur qui se traduisent par trois paramètres :
- un volume d’eau disponible en litres/jour ;
- une puissance thermique suffisante afin de maîtriser la température ;
- un débit minimal instantané.
Le dimensionnement d’un équipement d’ECS nécessite de connaître et de respecter différents critères dont les principaux sont la consommation globale journalière (en litres par jour), le choix du système de production, le choix de l’énergie, etc.
L’évaluation de ces critères doit tenir compte de nombreux paramètres, à la fois quantitatifs (nombre de personnes, durée d’utilisation), qualitatifs (type de logement ou usage du bâtiment), parfois subjectifs (contrainte existantes en rénovation), qui rendent aléatoire toute méthode de calcul empirique et nécessite de faire appel à l’expérience et au bon sens.
En résumé, plus les besoins et les hypothèses de calcul seront clairement définis, plus il sera facile de dimensionner une solution de production ECS adaptée et efficace.
Étape 1 : Déterminer les besoins en eau chaude sanitaire
Calcul de la consommation globale journalière
Il existe 3 méthodes pour déterminer le volume d’eau puisé :
- Méthode des profils types
Des enquêtes menées par le CSTB en 1979 et 1986 ont permis de faire ressortir les résultats suivant pour les logements (cf. tableau 1).
Nombre de pièce/Type | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Enquête 1979 | 40 | 55 | 75 | 95 | 125 |
Enquête 1986 | 50 | 70 | 95 | 120 | 160 |
Base à retenir pour les calculs | 75 | 105 | 150 | 180 | 240 |
Pour le tertiaire, les besoins sont parfois très irréguliers (hôtels) ou variables en fonction du point de puisage.
Le tableau 2 donne des valeurs moyennes par catégorie d’établissement.
(Source : Calculs pratiques de plomberie sanitaire. Éditions Parisiennes) | ||
Type d’établissement | Observation | Consommation d’eau à 60 °C |
Hôtel 1* | Douche collective (1 pour 4 chambres) | 70 litres/jour/chambre |
Hôtel 2/3* | Baignoire | 100-140 litres/jour/chambre |
Hôtel 4/5* | Baignoire + douche | 160 litres/jour/chambre |
Hôtel 2* Neige | Baignoire | 160 litres/jour/chambre |
Hôpital et cliniques | Hors buanderie | 40 litres |
12 litres par repas | ||
Maison de retraite | Hors buanderie | 40 litres |
10 litres par repas | ||
Foyers (chambres individuelles) | Lavabo + douche | 60 litres/jour/chambre |
WC collectif | ||
Cuisine collective | ||
École | Majorité d’élèves en 1/2 pension | 5 litres/jour/élève |
Caserne et internat | Hors restauration et buanderie | 30 litres/jour/personne |
Camping 4* | Sanitaire collectif + lavage vaisselle | 60 litres/jour/emplacement |
Usine (vestiaires) | Hors process, pour les employés | 20 litres/jour/personne |
Bureaux | 5 litres/jour/personne | |
Gymnases | Vérifier la nature des sports pratiqués (football ou rugby + 50 %) | 30 litres/utilisateur |
Restaurant | Repas ordinaire | 8 litres/repas |
Repas luxe | 12 à 20 litres/repas | |
Petit déjeuner | 2 litres/repas | |
Cantine | Cuisine de réchauffage | 3 litres/repas |
Repas normal | 5 litres/repas | |
Buanderie | Hôtel 4/5* | 7 litres/kilo de linge |
Cycle court | 6 litres/kilo de linge | |
Cycle automatique | 5 litres/kilo de linge |
- Méthode de recensement des points de puisage
Elle consiste à répertorier les points de puisage, leur débit nominal et leur période d’utilisation d’après les statistiques disponibles. Cette méthode est à déconseiller car elle conduit souvent à sur-dimensionner l’installation.
- Méthode de comptage des consommations réelles
La méthode idéale est de mesurer les consommations réelles en eau chaude. Cette méthode est adaptée dans le cadre de rénovations dans le secteur tertiaire.
Son utilisation met à l’abri de tout sur ou sous-dimensionnement du système.
Détermination de la température de l’eau
Eau distribuée
La température de l’eau varie selon les usages (bains, douches : de 33 à 40°C, lavage 55°C), avec une limite règlementaire à 60°C excepté pour certains ERP (établissement recevant du public) où la limite est fixée à 90°C.
Dans les cas courant d’utilisation d’eau chaude sanitaire, On choisit une température de stockage de 55 à 60°C.
Remarque
Des températures supérieures à 60°C présentent les inconvénients suivants :
- Augmentation de l’entartrage,
- Plus grande usure de la robinetterie,
- Danger de brûlures,
- Augmentation des pertes par stockage.
Eau puisée
En France, les températures mensuelles moyennes d’eau froide s’échelonnent de 5°C à 10°C.
Janv. | Fév. | Mars | Avril | Mai | Juin | Juil. | Août | Sept. | Oct. | Nov. | Déc. | |
Abbeville | 6,5 | 7 | 8 | 10 | 11 | 13 | 14 | 14 | 13 | 11 | 9 | 7 |
Agen | 9 | 9 | 11 | 12 | 14 | 16 | 17 | 17 | 15 | 13 | 11 | 9 |
Ajaccio | 10 | 10 | 11 | 14 | 16 | 18 | 19 | 19 | 18 | 16 | 14 | 11 |
Nice | 10 | 10 | 11 | 11 | 16 | 18 | 19 | 19 | 18 | 16 | 14 | 11 |
Marseille | 10 | 10 | 11 | 14 | 16 | 18 | 19 | 19 | 18 | 16 | 14 | 10 |
Nîmes | 9 | 9 | 10 | 13 | 13 | 15 | 17 | 18 | 18 | 17 | 15 | 11 |
Perpignan | 10 | 10 | 10 | 14 | 14 | 16 | 18 | 19 | 19 | 18 | 16 | 8 |
Toulouse | 7 | 7 | 8 | 11 | 13 | 15 | 16 | 16 | 15 | 13 | 11 | 9 |
Biarritz | 8 | 8 | 9 | 12 | 14 | 16 | 17 | 17 | 16 | 14 | 12 | 8 |
Bordeaux | 7 | 7 | 8 | 11 | 13 | 15 | 16 | 16 | 15 | 13 | 11 | 6 |
Embrun | 5 | 5 | 6 | 9 | 11 | 13 | 14 | 14 | 13 | 11 | 9 | 6 |
Clermont-Ferrand | 6 | 6 | 7 | 10 | 12 | 14 | 15 | 15 | 14 | 12 | 10 | 7 |
Grenoble | 6 | 6 | 7 | 10 | 12 | 14 | 15 | 15,5 | 14 | 12 | 10 | 7 |
Lyon | 6,5 | 6,5 | 7,5 | 10,5 | 12,5 | 14,5 | 15,5 | 14 | 14,5 | 12,5 | 10,5 | 7,5 |
Besançon | 5 | 5 | 6 | 9 | 11 | 13 | 14 | 15,5 | 13 | 11 | 9 | 6 |
Poitiers | 6,5 | 6,5 | 7,5 | 10,5 | 12,5 | 14,5 | 15,5 | 15,5 | 14,5 | 12,5 | 10,5 | 7,5 |
Angers | 6,5 | 6,5 | 7,5 | 10,5 | 12,5 | 14,5 | 15,5 | 15 | 14,5 | 12,5 | 10,5 | 7,5 |
Brest | 6 | 6 | 7 | 10 | 12 | 14 | 15 | 15 | 14 | 12 | 10 | 7 |
Rennes | 6 | 6 | 7 | 10 | 12 | 14 | 15 | 14 | 14 | 12 | 10 | 7 |
Rouen | 5 | 5 | 6 | 9 | 11 | 13 | 14 | 15 | 13 | 11 | 9 | 6 |
Paris | 6 | 6 | 7 | 10 | 12 | 14 | 15 | 15 | 14 | 12 | 10 | 7 |
Strasbourg | 6 | 6 | 7 | 10 | 12 | 14 | 15 | 14 | 14 | 12 | 10 | 7 |
Nancy | 5 | 5 | 6 | 9 | 11 | 13 | 14 | 14 | 13 | 11 | 9 | 6 |
Reims | 5 | 5 | 6 | 9 | 11 | 13 | 14 | 14 | 13 | 11 | 9 | 6 |
5 | 5 | 6 | 9 | 11 | 13 | 14 | 13 | 11 | 9 | 6 |
Choix du système de production
Il en existe 4 système de production (cf. fiche 268 :La performance des différents systèmes de production d’eau chaude sanitaire) :
- production instantanée ;
- production semi-instantanée ;
- Production en semi-accumulation ;
- production en accumulation.
La différence entre ces types de production provient du rapport entre la puissance de production et le volume de stockage choisi pour assurer le confort d’utilisation.
Mode de production | Caractéristiques |
Production instantanée | Pas de stockage |
Production semi-instantanée | Stockage limité, inférieur à certains appels, mais une puissance permettant de préparer le complément nécessaire pendant la durée de l’appel. |
Production semi-accumulation | Volume de stockage correspondant au volume prélevé lors d’une période de pointe et une puissance suffisante à la remise en température du stock entre deux pointes |
Production en accumulation | Stockage égal au volume puisé journalier, la puissance correspondant à la puissance de réchauffage en 6 à 8 heures (heures creuses, nuit) |