Les chaudières à granulés avec production d’eau chaude sanitaire (ECS)

En plus du chauffage, les chaudières à granulés peuvent également assurer la production d’eau chaude sanitaire. De quoi bénéficier d’un prix de l’énergie très attractif pour cet usage. Cela représente toutefois un surcoût à l’achat et nécessite souvent davantage de place dans la chaufferie. Voici un guide pour comprendre quelles sont les solutions possibles et choisir la plus adaptée à votre situation.



chaudière à granulés avec production eau chaude

Ballon tampon et ballon d’eau chaude sanitaire

Avant d’entrer dans le vif du sujet, il est important d’avoir une vue d’ensemble de l’installation d’une chaudière à granulés. Celle-ci peut comporter un ballon tampon et un ballon d’ECS. Ces équipements ont des fonctions bien distinctes mais peuvent parfois être imbriqués physiquement l'un dans l'autre comme on le verra par la suite. Il faut donc bien faire la différence.

installation chaudière à granulés avec production eau chaude

Ballon tampon (facultatif) : Le ballon tampon ou d’hydro-accumulation est une réserve d’eau chaude qui stocke l’énergie produite par la chaudière. Elle la redistribue ensuite au réseau de chauffage pour chauffer la maison ou l’eau chaude sanitaire. Autrement dit, on ne se douche pas avec l’eau de ce ballon. Celle-ci circule en circuit fermé et sert à chauffer les équipements de la maison.

chaudière à granulés avec un ballon tampon

Le ballon tampon permet de longs cycles de chauffe et améliore le rendement global, notamment en mi-saison. Photo : Bigeard EURL (55).

Ce réservoir tampon offre de la souplesse à l’installation. Il permet à la chaudière de ne pas s’éteindre et s’allumer en permanence, notamment en mi-saison lorsque les besoins de chauffage ou d’eau chaude sont faibles. Il n’est cependant pas toujours obligatoire. En effet, les chaudières à granulés sont capables de moduler leur puissance et donc d’avoir des cycles de chauffe assez longs si elles sont bien dimensionnées. Chaque fabricant a ses recommandations sur ce point.

chaudière à granulés avec ballon tampon et ballon eau chaude

Une installation avec un ballon tampon et un ballon ECS séparés. Photo : Castel Chauffage (02).

Ballon d’eau chaude sanitaire : Ce ballon contient l’eau qui va circuler dans le réseau sanitaire du logement, c’est donc bien l’eau de la douche. Cette eau peut-être chauffée par la chaudière à granulés, par un dispositif indépendant ou par les deux à la fois. C’est l’objet de la suite de l’article.

Chaudière à granulés et chauffe-eau indépendant

Solution technique : Ici, l’ECS n’est pas chauffée par la chaudière à granulés. Le plus souvent, on trouve un ballon d’eau chaude électrique qui préexiste à l’installation de la chaudière à granulés. L’eau du cumulus est chauffée par une résistance électrique qui peut être directement immergée ou protégée par un fourreau. Cette dernière solution est moins sensible au tartre et donc plus durable.

Avantages et inconvénients : Cette solution est peu onéreuse à l’achat, c’est son principal atout. Comptez environ 800€ pour un équipement fourni et posé. En revanche, le coût d’utilisation reste très élevé en comparaison des granulés de bois qui demeurent 2 à 2.5 fois moins coûteux que l’électricité. Il y a donc tout intérêt à chauffer son eau chaude avec la chaudière à granulés.

chaudière à granulés et cumulus électrique

Un cumulus électrique peut s’envisager en parallèle d’une chaudière à granulés mais ce ne sera pas forcément un bon calcul à moyen terme.

Pour rappel, le poste de l’ECS représente environ 12% de la consommation énergétique des ménages. Une part qui devient prépondérante dans les logements bien isolés avec de faibles besoins de chauffage.

Chaudière à granulés avec production d’eau chaude

Solution 1, préparateur ECS indépendant : Un ballon de stockage de l’eau chaude sanitaire est mis en œuvre près de la chaudière à granulés. Il comprend un échangeur de chaleur dans lequel circule l’eau du réseau de chauffage. Ce peut-être un serpentin ou un système de double enveloppe.

préparateur eau chaude avec serpentin ou double enveloppe

A gauche, échangeur de type serpentin. A droite, système double enveloppe.

Un ancien ballon électrique, dépourvu de ce type d’échangeur, ne peut donc pas servir pour cet usage. Cette solution est à privilégier si l’installation ne comprend pas de ballon tampon.

chaudière à granulés avec ballon eau chaude sanitaire

L’eau de la chaudière circule dans les échangeurs du ballon ECS pour le chauffer.

Pour gagner en compacité, certains fabricants intègrent le ballon d’ECS dans le réservoir de granulés. Attention, le chargement des granulés devra se faire manuellement dans ce cas (système d’aspiration automatique non compatible).

chaudière à granulés avec ballon eau chaude dans le réservoir

Imbriquer les éléments permet un gain de place. Photo : Henras Frères (46)

Solution 2, préparateur ECS immergé dans le ballon tampon : Le préparateur ECS est cette fois immergé dans le ballon tampon. Il peut prendre la forme d’une cuve en inox ou d’un serpentin en inox plissé qui offre une grande surface d’échanges pour une production instantanée. Dans les deux cas, le chauffage de l’eau chaude se fait par bain marie.

ballon tampon avec eau chaude sanitaire au bain marie

A gauche, ballon tampon avec cuve ECS immergée.
A droite, ballon tampon avec serpentin inox.

L’intérêt est de gagner de la place par rapport à une installation avec un ballon tampon et un ballon ECS distincts. Les pertes thermiques liées à la distribution sont également réduites.

chaudière à granulés avec eau chaude dans le ballon tampon

Une cuve ECS de 130 L est plongée dans le ballon tampon.

On trouve aussi des solutions où le ballon tampon et l’eau chaude sanitaire sont directement intégrés dans la chaudière.

chaudière à granulés avec eau chaude dans le ballon tampon intégrés

Les éléments imbriqués permettent un gain de place appréciable quand l’espace est réduit. En contrepartie, la maintenance est plus délicate. Imaginons par exemple que le ballon tampon vienne à percer et nécessite d’être remplacé. Cela obligera aussi à changer le ballon ECS immergé à l’intérieur alors qu’il fonctionne correctement. Il en résulte un surcoût inutile et un gaspillage de ressources.

Avantages et inconvénients : Le coût à l’investissement est environ deux à trois fois celui d’un cumulus électrique. Comptez autour de 1700€ pour un préparateur ECS indépendant et plutôt 2 500€ pour un ballon tampon avec eau chaude incluse. En contrepartie, ces deux solutions permettent de bénéficier d’un coût très attractif pour chauffer son eau chaude et d’une plus-value écologique.

Et en été ? La principale interrogation réside dans l’utilisation de la chaudière en été. En effet, toutes les chaudières à granulés disposent d’un mode « été » qui ignore le réseau de chauffage pour ne transmettre la chaleur que vers l’eau chaude sanitaire. Ce fonctionnement mobilise cependant toute la chaudière « juste » pour chauffer l’ECS. On sollicite la résistance électrique d’allumage ainsi que tout le système d’entretien : raclage des échangeurs, compacteur de cendres… Cela ne vaut pas forcément le coup, surtout si les besoins en ECS sont assez faibles.

chaudière à granulés avec résistance électrique chauffe eau

Généralement, un simple interrupteur permet d’activer une résistance électrique.

De ce fait, une résistance électrique au niveau du ballon d’eau chaude est souvent proposée en option de façon à ne pas solliciter la chaudière uniquement pour l’ECS. Le surcoût se situe entre 150 et 300€ pour une résistance de 3 000 W.

Chaudière à granulés avec production d’eau chaude instantanée

Solution technique : Certaines chaudières à granulés proposent une production d’eau chaude instantanée avec un débit de 10 à 20 L par minute grâce à un échangeur à plaques. Cela représente 1 à 2 douches simultanées.

Avantages et inconvénients : Dans ce cas, un ballon ECS n’est pas nécessaire ce qui répond à une contrainte de place et limite le budget de l’installation. Toutefois, ce type d’échangeur est plus sensible à l’encrassement (adoucisseur d’eau obligatoire) et n’est pas adapté pour une grande consommation d’eau chaude. De plus, les températures au point de puisage peuvent fluctuer créant un inconfort pour l’utilisateur.

chaudière à granulés

A partir de 24 kW, le fabricant Laminox propose des chaudières à granulés avec production ECS instantanée. Photo : AMH Entreprise (01).

On retrouve enfin la limite de l’eau chaude sanitaire en été évoquée précédemment. Cette problématique est d’autant plus forte ici que les cycles seront très fréquents et brefs ce qui peut réduire la durée de vie du matériel. Cette solution ne vous sera donc pas forcément conseillée en première intention.

Chaudière à granulés avec production d'eau chaude solaire

Solution 1, le chauffe-eau solaire ou CESI : 1 à 3 panneaux solaires thermiques (selon la région, l’orientation des capteurs et la contenance du ballon) chauffent l’eau contenue dans le ballon ECS. Cela se traduit par l’ajout d’un serpentin dans le préparateur ECS. Ce dernier peut donc recevoir de la chaleur depuis la chaudière à granulés et/ou depuis les panneaux solaires. Votre installateur vous parlera peut-être de ballon « bi-énergie » ou de CESI (Chauffe-Eau Solaire Individuel).

chaudière à granulés avec chauffe-eau solaire

Fonctionnement du chauffe-eau solaire. Schéma : Ademe.

Cette solution produit 50 à 80% des besoins d’eau chaude sanitaire à l’année et se suffit à elle-même en été. La chaudière peut donc être coupée sans risque pendant cette période. On gagne bien sûr en coût d’utilisation car l’énergie solaire est totalement gratuite. Mais aussi d’un point de vue écologique : aucune émission de CO2 ou de particules fines générées par les capteurs solaires. Le revers de la médaille est le surcoût induit. Comptez environ 2 000€ de plus par panneau solaire.

Solution 2, le chauffage solaire ou SSC : 4 à 8 panneaux solaires thermiques sont connectés sur le ballon tampon qui dispose d’une plus grande capacité de stockage que le ballon d’ECS. Cette eau peut ainsi servir pour le chauffage ou pour l’eau chaude sanitaire.

chaudière à granulés avec chauffage solaire

Fonctionnement du chauffage solaire. Schéma : Ademe.

Cette solution, qualifiée parfois de SSC (Système Solaire Combiné), peut produire 40 à 60% des besoins en chauffage et en ECS. Elle est particulièrement adaptée dans le nord car la saison de chauffe est plus longue. En effet, en mi-saison (automne, printemps), il y a des besoins de chauffage et l’ensoleillement peut être bon. Si l’investissement est supérieur, cette installation peut donc être amortie plus vite qu’un CESI.

En revanche, elle nécessite souvent davantage de place avec un ballon tampon imposant. Certains fabricants proposent donc des chaudières « tout en 1 » pour réduire l’emprise au sol.

chaudière à granulés tout en un

Une chaufferie complète sur moins de 1 m². Le silo de granulés se trouve dans une pièce attenante.

Que ce soit pour le CESI ou le SSC, la technologie des panneaux solaires thermiques est très fiable.

Dimensionnement du ballon d’eau chaude sanitaire

Capacité : Le dimensionnement du ballon d’ECS dépend principalement du nombre d’habitants. On considère en moyenne que chaque personne utilise quotidiennement 56 L d’eau chaude à 40°C. Pour une famille de 5, cela représente donc un volume de 280 L à 40°C. Mais en pratique, l’eau est stockée à au moins 55°C pour des raisons d’hygiène. Si l’on prend en compte cette température de stockage, cette famille aura besoin d’environ 186 L à 55°C, soit un ballon de 200 L en pratique.

chaudière à granulés avec ballon ECS

Ici, un ballon ECS de 200 L est relié à la chaudière. Photo : Natherm (69).

Formule : Voici une formule pour estimer rapidement la capacité du ballon d’ECS selon sa température de stockage.


V ECS, X = V ECS, 40 * (40-10) / (X-10)
X = Température de stockage en °C.
V ECS, 40 = Besoin en ECS à 40°C en L.
10 = Car la température de l’eau froide est de 10°C.

Ainsi, un « petit ballon ECS » de 130 L immergé dans un ballon tampon à 70°C pourra assurer un volume de 260 L à 40°C, soit les besoins journaliers de 4 à 5 personnes.

Puissance de la chaudière : Pour une maison isolée, il n’est pas nécessaire de surdimensionner la chaudière pour les besoins en eau chaude sanitaire car la production peut se faire quand la demande en chauffage est réduite. En revanche, la consommation de granulés doit être anticipée et le volume du silo de stockage dimensionné en conséquences.

Prix d’une chaudière à granulés avec production d’eau chaude sanitaire

Il faut généralement compter entre 16 000 et 22 000€ pour une chaudière à granulés avec production d’eau chaude sanitaire. Heureusement, de nombreuses aides financières existent pour soutenir cet investissement. Voici un exemple de devis « type » :


Chaudières à granulés8 000 €
Ballon tampon incluant ECS2 500€
Silo textile 4 tonnes
et système d’aspiration
3 500€
Fumisterie2 500€
Main d’œuvre2 000€
Total HT18 500€
Total TTC19 518€

Chaque projet reste bien sûr unique et le chiffrage dépend des conditions locales. Pour obtenir le tarif le plus intéressant, il faut mettre en concurrence plusieurs installateurs pour comparer les prix et les solutions techniques.

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Comparatif des solutions de production d’eau chaude sanitaire

Pour terminer ce panorama, voici un récapitulatif des avantages et inconvénients de chaque solution.


SolutionAvantagesInconvénientsEn 1 mot
Chauffe-eau
indépendant
Peu coûteux à l’achat
Souvent préexistant
Pas rentable à terme
Pas écologique
Plutôt à éviter du fait
du coût de l’énergie.
Ballon ECS
relié à la chaudière
Prix énergie
Ecologique
Surcoût
Résis. élec. en été
A privilégier si pas
de ballon tampon.
Ballon ECS
dans ballon tampon
Prix énergie
Ecologique
Compacité
Surcoût
Résis. élec. en été
Maintenance
A privilégier
si ballon tampon
ou manque de place.
ECS instantanéePeu coûteux
Prix énergie
Ecologique
Peu volumineux
Chaudière puissante
Encrassement
Fluctuations temp.
Usure rapide en été
A envisager si place
très contrainte.
Chauffe-eau
solaire
Prix énergie +
Ecologie +
ECS 100% solaire en été
Surcoût +A privilégier
si budget nécessaire
et orientation toiture
favorable (est, sud, ouest).
Chauffage
solaire
Prix énergie ++
Ecologie ++
ECS 100% solaire en été
Surcoût ++

Conclusion : ECS et granulés de bois, un duo gagnant



Le prix attractif des granulés de bois fait qu’il est souvent plus rentable d’utiliser cette énergie pour produire son eau chaude sanitaire même si cela induit un surcoût à l’achat.

Il reste préférable de stocker cette eau chaude même si cela prend un peu plus de place : soit dans un préparateur ECS dédié, soit dans un ballon tampon (si utile). En effet, la production instantanée possède plus d’inconvénients que d’avantages et pourra conduire à une usure plus rapide de la chaudière.

L’idéal reste d’opter pour une solution mixte « solaire et granulés » qui offre un prix de l’énergie encore plus bas et une plus-value écologique encore plus forte. Cependant, le surcoût ne sera pas à la portée de toutes les bourses.

Pour aller plus loin, consultez notre guide d’achat sur les chaudières à granulés, un retour d’expériences avec une chaudière qui assure l’ECS avec un système de bain marie et une installation avec des panneaux solaires thermiques.


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