Faire confiance mais vérifier : un test comparatif des chauffe-eau indirects

« Si vous lisez le mot « buffle » sur la cage de l’éléphant, n’en croyez pas vos yeux », a déclaré Kozma Prutkov. Mais nous le faisons. La publicité moderne est si ingénieuse que même nos propres yeux nous font parfois défaut. Et il y a beaucoup de choses sur un produit, surtout s’il est techniquement sophistiqué, que vous ne pouvez pas voir… Nous devons faire confiance à ce qu’il dit. Aujourd’hui, nous allons essayer d’ouvrir les yeux sur les chauffe-eau indirects. Malgré le désir d’embellir et de faire de la publicité pour nos produits, nous nous efforcerons d’être aussi objectifs que possible et de tirer des conclusions basées sur des faits.

Basé sur des rapports de magazines :

EVAN news No 3 19

Base objective

C’est précisément pour atteindre cet objectif – une évaluation objective – qu’au deuxième trimestre 2023, à la demande d’EVAN, JSC, nous avons testé les chauffe-eau indirects des principaux fabricants, les plus répandus sur le marché Français. La norme EN 12897:2006 ECS pour les chauffe-eau indirects à circuit fermé a servi de base aux essais.

6 chauffe-eau d’une capacité de 200 litres ont été mis à l’épreuve. Parmi eux, des appareils fabriqués par NIBE – Mega W-E-220.81 et VLM 220 KS ainsi que des indirecteurs des fabricants les plus connus du marché Français. Le chauffe-eau indirect est disponible en plusieurs modèles. Le premier et le plus courant est le réchauffeur à serpentin.

Dans ce cas, le réservoir du chauffe-eau, qui est rempli d’eau ménagère, comporte un serpentin dans lequel circule le fluide chaud. L’énergie du fluide chauffant est transférée à travers les parois du serpentin vers le réservoir et chauffe l’eau. Cinq des appareils de chauffage testés, dont les unités NIBE, sont conçus selon ce principe.

La technologie « tank-in-tank » a gagné en popularité en France au cours des dernières années. Dans ce cas, le réservoir d’eau chaude sanitaire est placé à l’intérieur du réservoir rempli de fluide thermique. L’eau à l’intérieur du réservoir est chauffée par l’énergie contenue dans le fluide caloporteur via les parois du réservoir. Ce modèle de chauffe-eau pièce à conviction A a également été testé.

Personnel, normes et instruments de mesure

Personnel : VTT Timo Nordblum, ingénieur d’essais agréé

Normes : la norme EN 12897:2006 préparateur d’eau chaude sanitaire pour chauffe-eau à accumulation fermés a servi de base aux essais

Collecte des données et contrôle de l’électrovanne : Datataker-85, s : no 095033

Mesure de la température : thermocouples de type K, + -1°C

Mesure du débit d’eau domestique : capteur de débit Krohne Optiflux 1000 DN15, convertisseur de signal Krohne IFC 050, ± ; 0,4 %

Flux de charge : ZENNER DE-13-MI001-PTB001

Un char n’est pas un char

Avant de passer aux valeurs mesurées, voyons d’abord les caractéristiques déclarées par le fabricant. Ce que le consommateur recherche en premier lieu dans un chauffe-eau? Bien entendu, le volume du réservoir est le même que celui de l’électrovanne. C’est le volume qui détermine la quantité d’eau chaude disponible sans recharge supplémentaire. Le volume du réservoir semble être une valeur qui ne peut être cachée. De plus, tous les fabricants indiquent cette valeur dans le nom du modèle.

Jetons un coup d’œil à nos sujets de test. En fait, tous les modèles sont étiquetés avec un chiffre proche de la capacité du réservoir. Cependant, faites attention au modèle A. Le volume du réservoir externe est marqué ce modèle est conçu selon la technologie du « tank-in-tank » , et le réservoir d’eau chaude sanitaire est beaucoup plus petit – seulement 126 litres.

Il convient de noter que les modèles à serpentin ont également un volume d’eau légèrement inférieur, car le serpentin occupe une partie de l’espace du réservoir. Mais cela ne fait pas une grande différence. Par exemple, le volume du serpentin du chauffe-eau VLM KS n’est que de 2,2 litres, ce qui signifie qu’un réservoir de 200 litres peut contenir 197,8 litres d’eau chaude sanitaire.

Outre le volume, le matériau de la cuve est également important. Cela déterminera la durée de vie de l’appareil et les conditions auxquelles il sera soumis. Parmi les modèles en question, 4 sont en acier émaillé et deux en acier inoxydable. La comparaison des émaux est difficile, et parce que nous avons promis de ne pas parler en détail du fait que l’usine où MEGA est produit, possède l’une des meilleures lignes d’émaillage d’Europe. Pour ce qui est des échantillons d’acier inoxydable, nous connaissons les marques suivantes. Le modèle A a une cuve AISI316L, le modèle VLM KS est AISI 444. Ces deux qualités sont dignes d’être utilisées lors de la fabrication d’un chauffe-eau.

Cependant, voici des extraits de données préparées sur la base d’un rapport de fabricant par AcelorMittal. « L’acier AISI 444 présente une très bonne résistance à tous les types de corrosion grâce à son chrome Cr , son molybdène Mo et sa double stabilisation avec du niobium Nb et du titane Ti . Leur teneur se traduit par une très bonne résistance à la piqûre, supérieure à celle des aciers austénitiques AISI304L, AISI316L et AISI316Ti. Sa valeur PREN équivalent numérique de la résistance aux piqûres est de 24 25, ce qui indique une très bonne résistance à la corrosion, supérieure à celle des grades austénitiques 304L, 316L et 316Ti

Cela fait du NIBE VLM KS le leader en termes de qualité du matériau de la cuve. À propos, notez que dans l’échantillon A, seul le réservoir interne d’eau chaude sanitaire est en acier inoxydable et que le réservoir externe est en acier de construction. Une autre caractéristique du réservoir est la pression qu’il peut supporter. Tous les chauffe-eau indirects testés ont une pression d’alimentation en eau chaude sanitaire de 6 bars, la pression de fonctionnement dans le réservoir ne peut donc pas être inférieure à cette valeur. Cependant, l’eau se dilate lorsqu’elle est chauffée, et la pression à l’intérieur du réservoir peut augmenter. Il est donc bon d’avoir une certaine réserve. Cette réserve est fournie par l’échantillon A pression du réservoir 8.6 bar , l’échantillon B 10 bar et le NIBE VLM KS 10 bar .

Les fabricants réglementent également de manière obligatoire la température maximale de l’eau dans le réservoir. Et bien que dans les ménages normaux, nous utilisons le plus souvent de l’eau à 40 degrés, plus vous pouvez chauffer l’eau, plus vous obtenez la même eau à 40 degrés pour le même volume de réservoir. Cela élargit également la gamme d’applications du réchauffeur – en plus de l’utilisation domestique normale, il peut également être utilisé pour tout processus où de l’eau à haute température est nécessaire. Le VLM KS est en tête dans ce domaine, avec une température interne de réservoir autorisée pouvant atteindre 100 °C. Proche de cette valeur 95°C l’échantillon B.

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ConseilLe choix de l’appareil de chauffage commence par une évaluation de la cuve. Volume, matériau, pression de fonctionnement, température maximale admissible du réservoir – ce sont les spécifications pertinentes. Attention, le chauffe-eau instantané a plusieurs valeurs de volume : volume total, volume du circuit primaire, volume du ballon ECS. Le volume du réservoir interne pour la préparation de l’eau chaude est important.

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Bobine et plus encore

Le deuxième élément le plus important du serpentin indirect – l’échangeur de chaleur. Comme nous l’avons déjà mentionné, il s’agit soit de la bobine, soit du circuit primaire – le réservoir. La caractéristique de l’échangeur de chaleur indiquée par tous les fabricants est sa surface. En fait, c’est l’une des rares valeurs qui peut être mesurée, rapportée et maintenue avec précision. Les autres performances puissance, rendement, etc. ne dépendent pas de la cylindrée.p. dépendent d’un grand nombre de facteurs et sont difficiles à comparer, mais nous y reviendrons plus tard.

Alors, pourquoi la zone? En effet, plus la surface de transfert de chaleur est grande, plus la capacité est élevée, toutes choses étant égales par ailleurs. C’est l’un des avantages de la conception du réservoir dans le réservoir. Parce que la bobine est si petite et le réservoir est si grand. Cependant, une grande surface de transfert de chaleur peut également être obtenue avec un petit volume de bobine. Un exemple de cette solution est le serpentin à peigne du chauffe-eau VLM KS qui a une surface de 1,9 m2. Il est encore plus grand que le modèle A « tank-in-tank » et trois fois plus grand que le modèle B avec la plus petite surface de bobine0,6 m2.

Mais nous sommes tous pour l’objectivité. La décision finale quant à l’échangeur de chaleur qui fonctionnera le mieux sera prise en fonction des résultats des tests. En ce qui concerne le matériau de l’échangeur de chaleur, nos articles testés sont disponibles en 2 versions, en commençant par la meilleure :

– Le cuivre modèle VLM KS – possède la conductivité thermique la plus élevée et occupe donc la première place ;

– acier de construction échantillons A, B, D, H, NIBE MEGA – deuxième place.

Comme pour le réservoir, la pression de fonctionnement et la température maximale admissible sont définies pour l’échangeur de chaleur. La plupart des appareils de chauffage sont conçus pour une pression de 3 bars, qui est la valeur minimale admissible pour la pression de la bobine. Le type A correspond à cela.Il existe cependant de nombreux systèmes de chaudières pour lesquels la pression de fonctionnement normale est nettement supérieure. Par exemple, une chaudière de chauffage électrique FIL SPL fonctionne à 10 bar. Par conséquent, plus la pression autorisée dans la bobine est élevée, plus la gamme d’applications possibles est grande. La pression de fonctionnement la plus élevée des appareils NIBE est de 16 bars

Quant à la température maximale possible dans le serpentin/ circuit primaire, elle détermine d’abord la température à laquelle l’eau du réservoir peut être chauffée. Il est évident que si la température du fluide caloporteur est limitée à, disons, 90 degrés, l’eau du réservoir ne peut pas être chauffée au-delà de cette valeur sans une source supplémentaire, telle qu’un élément chauffant.

Les deux échantillons d’essai D et H sont tous deux limités à 80°C. Cela signifie, par exemple, qu’en cas d’utilisation avec les chaudières EVAN, dont la plupart supportent une plage de température allant jusqu’à 85 °C, la température du liquide de refroidissement doit toujours être limitée, ou le système rendu plus complexe par l’installation d’une connexion d’eau froide en amont du serpentin. Sinon, les conditions de fonctionnement de l’appareil ne sont pas celles spécifiées par le fabricant

Si 85 °C est le seuil de température normal pour les appareils domestiques, des températures beaucoup plus élevées sont souvent rencontrées dans le secteur industriel. Par exemple, une chaudière FIL peut chauffer jusqu’à 100°C et, avec un thermostat spécial, jusqu’à 110°C! Seuls les trois modèles analysés : Pattern B, MEGA et VLM KS présentent cette température.

Une autre caractéristique stipulée par le fabricant – la vitesse d’écoulement nominale dans la bobine le circuit primaire. Le point de consigne est, en fait, la vitesse recommandée à laquelle l’appareil est mesuré. Comme nous l’avons déjà écrit à de nombreuses reprises, le rendement, la capacité, le temps de chauffage – toutes ces variables dans le fonctionnement d’un chauffage indirect sont très variables et dépendent d’un certain nombre de paramètres, dont le débit.

Plus la température est élevée, plus les performances de l’indirecteur sont bonnes. Si, par contre, un débit trop élevé est requis, cela entraîne des coûts supplémentaires : il faut prévoir une chaudière plus grande, une pompe plus grande et des sections de tuyaux plus grandes, etc.d. Et plus les exigences du fabricant sont élevées en matière de débit calorifique, plus les exigences en matière d’isolation thermique de l’ensemble de la ligne de chargement sont élevées.

Plus le débit requis est élevé, plus l’effet des pertes entre la source et le réservoir sur les performances du réchauffeur est important. Par exemple, pour l’échantillon A, qui a le débit nominal le plus élevé 75 l/min , une perte de seulement 1 degré de la température du fluide chauffant dans les tuyaux entraînerait une perte de 5 kWh de rendement avec un cycle de charge de seulement 10 minutes, la perte de chaleur est d’environ 870 W/h . Il convient également de prêter attention aux réglementations en vigueur. Ainsi, selon le SNiP 41-01-2003 « CHAUFFAGE, VENTILATION ET CLIMATISATION », la vitesse admissible du mouvement de l’eau dans les tuyaux ne doit pas dépasser 1,5 mètre par seconde.

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ConseilsLe débit de l’échangeur de chaleur est une caractéristique qui a une incidence directe sur les résultats du fonctionnement de l’échangeur de chaleur. Chaque fabricant définit une vitesse nominale, c’est-à-dire la vitesse optimale pour ses chauffe-eau. Avant d’acheter l’appareil, renseignez-vous pour savoir si vous pouvez répondre aux exigences de débit et quels sont les coûts. Dans le cas contraire, les attentes à l’égard de l’appareil risquent de ne pas être satisfaites.

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Prouvé par l’exploitation

Tous les essais de chauffage ont été effectués au débit recommandé par le fabricant nominal . D’une part, elle place les personnes testées dans des conditions inégales ; d’autre part, elle va à l’encontre des conditions de fonctionnement recommandées par les fabricants.

Le plus important pour l’appareil est la quantité d’eau chaude qu’il produit et la rapidité avec laquelle il chauffe. En général, le paramètre déterminant en la matière pour une bouteille – cylindre ou bouteille de stockage – est la capacité du cylindre. Pour la « bobine indirecte », c’est le paramètre le plus critique.

Dans le dernier numéro de notre magazine, nous avons donné des graphiques de la variation de puissance d’un chauffe-eau indirect. La puissance d’un chauffage indirect dépend considérablement de la différence de température entre l’eau et le fluide chauffant, c’est-à-dire qu’au début du chauffage, lorsque l’eau du réservoir est froide, l’appareil présente une surtension. La capacité diminue au fur et à mesure que le chauffage progresse. Le deuxième paramètre qui a une influence majeure sur le rendement d’un chauffage indirect est le débit du fluide caloporteur : plus le débit augmente, plus le rendement augmente généralement aussi

Néanmoins, dans le cadre des tests effectués, la capacité des échantillons présentés a été mesurée. Conditions d’essai : chauffage de l’eau de 15 à 60°C avec un fluide caloporteur de 80°C au débit nominal selon les indications du fabricant . La capacité de charge a été mesurée sans débit de HTW et avec un débit de 12 l/min Fig. 1 .

Dans les deux mesures, le meilleur résultat a été obtenu par le modèle A, ce qui est prévisible, car la vitesse d’écoulement dans son circuit primaire est plusieurs fois supérieure aux exigences des autres modèles. Il convient toutefois de noter que la puissance augmente de manière disproportionnée. Si l’on compare avec le VLM KS au débit immédiatement supérieur, par exemple, le débit requis pour le modèle A est trois fois plus élevé, alors que le rendement n’est supérieur que de 20 % avec débit ECS et de 50 % sans débit .

Mais passons maintenant aux caractéristiques plus claires et pratiques de l’échangeur de chaleur. Par exemple, le taux de chauffage. Pendant l’essai, de l’eau froide à 10°C a été chauffée à 60°C avec un fluide caloporteur à 80°C. Le temps de chauffage le plus rapide 17 minutes était pour l’échantillon A. Cependant, nous nous rappelons que malgré un étiquetage similaire, tous les échantillons ont des volumes de ballon ECS différents, l’échantillon A étant le plus petit.

Par conséquent, ramenons le temps de chauffage de l’eau dans le réservoir à un dénominateur commun – calculons la vitesse de chauffage. Dans ce cas, le modèle A prend la deuxième place, la première place revenant au VLM KS, avec un temps de chauffe calculé de 8,33 litres/seconde. La plus mauvaise performance a été montrée par le modèle B – le réservoir de 200 litres, qui a chauffé pendant 64 minutes fig. 2 !

La réponse à la question de savoir quelle quantité d’eau chaude l’appareil fournit est déterminée par plusieurs chiffres. Commençons par la génération. Pour le mesurer, l’eau du réservoir a été chauffée à 65 degrés, puis la charge a été arrêtée. L’eau a ensuite été portée à 40°C à l’aide d’un mélangeur et évacuée à raison de 12 litres par minute. Si le réservoir de chauffage n’est pas équipé d’un mélangeur, le rendement a été calculé selon la formule voir Fig. 3 . article « Acier ferritique, cuivre peigné » dans EVAN-news n° 2 18 juillet 2023. .

Le chauffe-eau MEGA est le meilleur en termes de rendement, tandis que l’extérieur est l’échantillon A.Le premier a le plus grand volume de ballon ECS, le second le plus petit. Par ailleurs, la quantité d’eau à 40 degrés obtenue peut être plus importante en chauffant l’eau du réservoir à une température plus élevée. Cependant, comme nous l’avons déjà mentionné, tous les chauffages ne peuvent pas tolérer une température élevée du réservoir. Par conséquent, le rendement lors du chauffage de l’eau dans le réservoir à 80 degrés n’est calculé que pour le VLM KS, MEGA et le modèle A. Les résultats sont illustrés dans la Fig. 3.

L’indicateur le plus important est probablement le temps nécessaire pour produire de l’eau à 40 degrés à un débit et une charge constants. En termes simples, cela vous indique dans combien de temps l’eau chaude contenue dans le réservoir sera épuisée, si elle est utilisée en permanence. Ainsi, le liquide de refroidissement à 65°C chauffe l’eau de 10 à 65°C, puis l’eau à 40°C commence à s’écouler à un débit de 12 litres/minute. La charge reprend dès que la température du réservoir descend en dessous de 55 degrés.

Les trois chauffe-eau ont donné des résultats similaires : les échantillons H, B et D ont pu produire de l’eau à 40 degrés dans les conditions susmentionnées pendant 15, 16 et 17 minutes, respectivement. Mais les trois autres chauffe-eau – échantillon A, NIBE VLM KS et NIBE MEGA – sont capables de produire de l’eau chaude en continu! C’est-à-dire qu’avec une consommation de 12 litres par minute, ce qui est suffisant pour faire fonctionner une douche et un évier en même temps, le propriétaire de ces modèles de chauffe-eau n’a pas à craindre que l’eau chaude s’épuise, et devra attendre le prochain lot de chauffe. Cela n’arrivera pas.

Minimiser le gaspillage

Une autre caractéristique, qui n’apparaît pas dans la fiche technique, mais qui est très importante, est la qualité de l’isolation thermique. Tous les appareils modernes sur le marché utilisent une isolation thermique très efficace, car le refroidissement de l’eau chauffée est un gaspillage d’argent. Mais il reste à voir lesquelles de ces solutions parviendront à minimiser les pertes de chaleur. Les mesures ont été effectuées lorsque l’eau du réservoir était chauffée à 65°C et que la température ambiante était de 25°C fig. 4 .

Le leader – les plus faibles pertes de chaleur – est le chauffe-eau VLM KS. Nous savons maintenant que l’expression « isolation thermique en polyuréthane à cellules fermées à haut rendement » n’est pas seulement un stratagème de marketing, mais une véritable économie d’argent. Si la performance de chauffage spécifiée par les fabricants correspond ou non aux résultats des tests Tab. 1 ? En outre, la perte de chaleur a été mesurée à une température plus élevée dans le réservoir 80°C . Comme seuls trois échantillons peuvent tolérer de telles valeurs, les tests ont été effectués pour eux. Il est évident que plus le delta entre la température de l’eau de l’entrée et de la sortie est élevé, plus le delta entre la température de l’eau de l’entrée et de la sortie est élevé

Bonne livraison

La France couvre 1 9 % de la superficie terrestre. C’est beaucoup. Que dire, il suffit de regarder la carte, où de Kaliningrad à Vladivostok, il y a plus de 7000 km. Dans un tel contexte, il est plus important que jamais de livrer les produits au consommateur de manière à préserver leurs propriétés externes et internes. Et ceci est largement déterminé par la qualité de l’emballage. Dans le cadre des tests effectués, les examinateurs ont également caractérisé l’emballage des chauffe-eau. Deuxièmement, le matériau de la bobine est le plus faible et donc le plus grand risque d’endommagement dans le spécimen A.Le VLM KS a le meilleur emballage – assez solide d’une part, et facile à retirer d’autre part.

Qualité intégrale

Quelle que soit la façon dont on le considère, un chauffe-eau indirect est un appareil difficile à évaluer. Presque toutes les caractéristiques sont accompagnées des mots « si », « sous la condition » et « avec les paramètres donnés ». Cependant, pour résumer la recherche, nous aimerions arriver à une sorte de résultat synthétique. À cette fin, nous avons évalué tous les paramètres de l’essai sur une échelle de 6 points en fonction du nombre d’échantillons concernés par l’essai . 1 point pour l’échantillon le moins performant, 6 points pour le meilleur, et les points restants en fonction de leur position entre le meilleur et le pire. Quelques paramètres non numériques ont fait exception. Tout d’abord, il s’agit du matériau de la cuve.

Il est présenté en deux versions et les points ont été distribués en conséquence : 2 – acier inoxydable ; 1 – acier émaillé. Deuxièmement, le matériau de la bobine, il y a également deux options : le cuivre en peigne – 2 points, l’acier – 1 point. Et enfin, la fonction d’écoulement des eaux. Comme nous considérons cette caractéristique comme l’une des plus importantes, les 6 points ont été attribués aux modèles qui ont prouvé leur capacité à fonctionner comme un chauffe-eau à circulation, et 1 point aux modèles dont la production d’eau chaude était de durée limitée.

Bien entendu, certains des paramètres considérés sont plus importants que d’autres. Toutes les caractéristiques des échantillons testés sont résumées dans le tableau ci-dessous. indique les valeurs les plus importantes pour votre projet, et vous donne la possibilité de les classer en conséquence. Le graphique final Fig. 1 illustre notre évaluation intelligente de toutes les caractéristiques déclarées et mesurées. 5 .

Vous entendez souvent l’expression « choisissez avec votre cœur » dans les publicités, mais nous pensons que vous devriez choisir le chauffe-eau avec votre tête. Maintenant, vous pouvez le faire.

TABLEAU 1. RÉSULTATS DES TESTS DES CHAUFFE-EAU INDIRECTS