vignette|Chauffe-eau solaire à Tel Aviv. Le chauffe-eau est un équipement domestique ou industriel servant à chauffer de l'eau à l'aide d'une source d'énergie, qui peut être l'électricité, le gaz, le fioul ou l'énergie solaire. Les chauffe-eau électriques fonctionnent soit avec une résistance chauffante, soit, pour les chauffe-eau thermodynamiques, plus récents, avec une pompe à chaleur.
On distingue deux grandes familles de chauffe-eau : les ballons d'eau chaude, qui ont une réserve d'eau chaude importante. S'ils sont électriques, ils présentent l'avantage de pouvoir chauffer l'eau pendant les heures creuses, si l'abonnement électrique le permet ; les chauffe-eau instantanés, qui chauffent l'eau uniquement à la demande, au moment du soutirage.
thumb|upright=1|Série de chauffe-eau au propane.
Historique
vignette|right|Fourneau du château de Chenonceau, chauffe-eau intégré sur le côté droit, muni de son robinet. Le chauffe-eau pratique apparaît sous forme d'un fourneau à bois ou charbon des demeures riches au . C'est un récipient clos et meuble de grand volume destiné au stockage de l'eau, posé sur le dessus de l'appareil de chauffe. Pour les fourneaux évolués qu'il faut comme les autres , le chauffe-eau est le réservoir intégré sur le côté, muni d'un robinet de puisage en pied.
Le chauffe-bain (au charbon) est inventé au , (en France depuis le Premier Empire). Celui-ci sert aux collectivités, le corps de chauffe est plus important pour cet appareil à plus fort débit.
Le premier chauffe-eau électrique à accumulation est inventé en 1915 par Frédéric Sauter.
Le chauffe-eau au gaz apparaît au début du parallèlement à l'eau courante du robinet, dans les nouvelles demeures riches pour un usage dans la cuisine.
Les chauffe-eau électriques cumulus apparaissent dans le premier tiers du .. Le système de chauffe est choisi par l'acquéreur ou le promoteur immobilier suivant la politique énergétique du pays.
Avantages et inconvénients des systèmes de chauffe La différence entre le chauffe-eau et la chaudière est que la chaudière n'est pas destinée au puisage de l'eau sanitaire. On appelle vulgairement chaudière un chauffe-eau de gros débit éloigné du point de puisage, par exemple pour les collectivités. Le désagrément reconnu pour tous les systèmes est l'inconstance de la température si la distance entre le chauffe-eau et le robinet est importante ou si plusieurs robinets sont utilisés simultanément.
+ Comparatif entre chauffe-eau instantané et à ballon d'eau chaude Chauffe-eau instantané Chauffe eau à ballon d'eau chaude Usage pratiqueLa quantité d'eau fournie est illimitée mais le débit sur le robinet en général unique Jean de Vigan, Le petit Dicobat, Arcature, : « chauffe-bain ». est limité par les capacités de l'échangeur thermique. L'eau chaude est instantanée sauf pour les chauffe-eau éloignés. Certains fabricants résolvent le problème de l'entartrage de l'échangeur par .Lorsque le robinet est faiblement ouvert on ne dispose pas toujours d'eau chaude (et avant 1960, on risquait l'explosion des chauffe-eau à gazChauffe Eau Gaz Saunier Duval Vesugaz, sur notices-utilisateur.com).Débit important si les robinets et la tuyauterie le permettent. L'eau chaude est toujours disponible même lorsque le robinet est faiblement ouvert. Le chauffe-eau peut être solaire, mixte solaire avec une autre énergie ; ces appareils sont en comble ou sur le toit.
Plus le robinet est loin du chauffe-eau, plus il faut du temps pour que l'eau chauffée lui parvienne. L'eau restée dans la tuyauterie se refroidit peu à peu.
Les ballons d'eau chaude électriques ont besoin de plus de temps que ceux au gaz naturel ou au fioul pour atteindre la température de consigne.
La température doit être réglée de préférence entre 60 et Température chauffe eau, sur ooreka.fr (consulté le 5 décembre 2017). : en dessous, risque de prolifération des bactéries dans le réservoir ; au-dessus : accroît l'entartrageSi l'eau d'alimentation est chargée en calcaire., le risque de brûlures et les pertes de chaleur (si l'isolation est médiocre)Tests achats: Systèmes de production d'eau chaude, sur test-achats.be.. Énergie La consommation est nulle en l'absence d'utilisation d'eau chaude, excepté la veilleuse (anciens systèmes à gaz).L'eau est chauffée suivant l'option choisie (continue, confort On dispose d'un ballon intermédiaire à installer près du point de puisage pour les chaudières mixtes chauffage et eau-chaude sanitaire : l'appareil consomme plus d'énergie si l'utilisation est peu fréquente et l'isolation médiocre. Prix Les chauffe-eau instantanés sont meilleur marché à l'achat mais ils ne peuvent pas bénéficier du tarif « heure creuse » le cas échéant. Peut être plus cher à l'achat, mais est mieux isolé.
Chauffe-eau Débit Lors du choix d’un chauffe-eau, est considérée sa capacité de débit (capacité et vitesse d’écoulement) : Utilisation/débit ÉvierXXXÉvier + doucheXXXXÉvier + bainXXXÉvier + douche + bidetXX
Le temps d’attente pour l’obtention d’eau chaude dépend du débit du robinet, de la section de la tuyauterie, de la distance entre le chauffe-eau et le robinet (la plus courte possible) et de l'isolation des tuyauteries (qui limitent les pertes de chaleur).
Source d'énergie
Pompe à chaleur
Le chauffe-eau thermodynamique capture de l’énergie à l’air ambiant (aérothermique) ou au sol (géothermique), qui permet de chauffer l’eau du ballon. Ce type de chauffe-eau est moins consommateur en énergie électrique et permet ainsi de réaliser des économies en limitant les émissions de gaz à effet de serre..
Électricité L’électricité est souvent utilisée pour les petits besoins d’eau (par ex. pour un évier de cuisine). Les gros appareils peuvent demander une adaptation de l’alimentation électrique. Ce type de chauffe-eau est populaire dans les régions où le prix de L'électricité est bas, comme au Québec.
Énergie solaire
Le chauffe-eau solaire utilise l'énergie du Soleil pour fournir de l'eau chaude sanitaire, éventuellement complétée par un chauffage électrique. Selon la région et la taille de l'installation, le chauffe eau solaire peut fournir entre 50 et 80 % des besoins annuel à partir d'une énergie renouvelable qui n'émet pas de ..
Gaz naturel L'utilisation du gaz naturel exige quelques adaptations : une cheminée avec ventilation supérieure et inférieure ; un dispositif de sécurité qui coupe le chauffe-eau lors d’un retour d’air dans la cheminée. Le gaz naturel est une source d'énergie fossile. C’est l’énergie qui a connu la plus forte progression depuis les années 1970. Elle représente le cinquième de la consommation énergétique mondiale.
Propane Le propane est utilisé pour les habitations qui ne disposent pas d’un raccordement au gaz naturel.
Ballon d'eau chaude
Le ballon d'eau chaude exploite le principe de la stratification thermique : l'eau chaude moins dense monte en haut du ballon où elle est puisée. L'eau froide étant injectée en bas du ballon, elle ne refroidit pas le haut de la colonne d'eau si son admission est suffisamment lente et bien répartie pour éviter les mélangesT. Streiff La stratification de l’eau dans un ballon d’eau chaude , sur apper-solaire.org, 17 août 2008..
Le premier chauffe-eau automatique avec réservoir de stockage, qui fonctionnait au gaz, a été conçu en 1889 par l'américain Edwin RuudQuand le chauffe-eau a-t-il été inventé ?, sur diffusonslascience.fr..
Capacité du réservoir Le réservoir doit être dimensionné en fonction des besoins du ménage. Il ne doit pas être trop petit car on risque de se trouver souvent sans eau chaude. Il ne doit pas être trop grand car le coût d’achat et la consommation en énergie sont plus élevés. Le dimensionnement conseillé est de : pour une habitation avec douche, pour une habitation avec une baignoire, pour une habitation comprenant deux baignoires pouvant fonctionner simultanément. Il faut également s’assurer du bon rendement du ballon d'eau chaude afin qu’il assure un confort optimal et une consommation moindre.
Réglage de la température de l'eau stockée La température conseillée est de « Température chauffe eau », sur Ooreka (consulté le 13 février 2013).. Si l'eau est trop froide, cela peut entraîner la prolifération d'agents infectieux ; si elle est trop chaude, cela augmente les risques de brûlure, la formation de tartre et les pertes thermiques donc la consommation d'énergie.
Entretien et durabilité Les ballons d'eau chaude ont une durée de vie plus ou moins longue en fonction des mécanismes mis en place pour garantir leur durabilité et de l'entretien. De manière générale les ballons d'eau chaude durent plus longtemps que la garantie constructeur. L'entretien de ce matériel étant souvent négligé, une fois la panne ou la fuite déclarée, l'appareil est souvent remplacé.
Cuve Les cuves des ballons d'eau chaude sont réalisées en métal, qui, même protégé par un revêtement comme de l'émail, peut être corrodé par l'eau chlorée.
Les chauffe-eau possèdent donc des mécanismes de protection de la cuve : L'anode sacrificielle, par exemple une anode en magnésium, protège la cuve mais doit être remplacée une fois consommée. Certains chauffe-eau utilisent également des anodes à courant imposé pour la protection anticorrosion de la cuve.
Résistance On distingue deux types de résistances, blindée et stéatite : Dans le premier cas, la résistance est plongée dans la cuve. Étant directement au contact de l'eau, elle est vulnérable à l'entartrage qui peut à terme empêcher son fonctionnement. Ces résistances sont donc à proscrire si l'eau est très calcaire. Dans le deuxième cas, la résistance est placée dans un fourreau sans contact direct avec l'eau. Il n'y a donc pas d'entartrage, mais le rendement est plus faible. Il n'est pas nécessaire de vidanger l'appareil pour changer la résistance, le fourreau maintenant l'étanchéité.
Types de chauffe-eau Ballons d'eau chaude électriques Le premier chauffe-eau électrique à accumulation est inventé en 1915 par Frédéric Sauter.
Une résistance électrique dans le réservoir amène l'eau à la température souhaitée. Les grands ballons d'eau chaude fonctionnent exclusivement sur le tarif « heures creuses » dans les pays, comme la France, où le prix de l’électricité peut être modulé en fonction de l’heure de la journée. Les ballons d'eau chaude économiques sont branchés sur le tarif bi-horaire, un interrupteur permettant un réchauffement supplémentaire durant la journée, dans les pays où le prix de l’électricité est modulée en fonction de l’heure de la journéeHeures Creuses : un prix avantageux 8h par jour, sur edf.fr (consulté le 20 novembre 2017).. Le ballon d'eau chaude de confort est proche du ballon d'eau chaude économique, mais il chauffe l’eau automatiquement si la réserve descend sous la température de référence. Les chauffe-eau instantanés sont meilleur marché, et ont une durée de vie plus longue que les ballons d'eau chaude électriques ordinaires, mais on ne peut les utiliser que pour de petites quantités (lavabos, cuisines). Ida Forbes dépose un brevet le 25 décembre 1917. Les bouilloires (seulement pour les cuisines) ne chauffent l’eau que lorsqu’elles sont remplies et si on les met en marche. Elles ont une longue durée de vie mais conviennent uniquement pour de petites quantités.
Chauffe-eau au gaz naturel et au mazout Ils sont plus économiques et généralement plus rapides que les chauffe-eau électriques.
Chauffe-eau à chauffage direct Les chauffe-eau à chauffage direct fonctionnent indépendamment du chauffage central et disposent de leur propre brûleur. L'eau traverse un tuyau en spirale placé dans les gaz chauds. Ce système est le plus avantageux : le temps de chauffage est court et le débit d'eau élevé.
Chauffe-eau à chauffage indirect