Principe stratification dans un ballon eau chaude

Principe de la stratification dans un ballon


Le phénomène de stratification est la conséquence du phénomène physique suivant : la masse volumique d'un fluide dépend de sa température. Plus précisément, lorsque la température d'un fluide augmente, sa masse volumique diminue.

Ainsi de l'eau à 10°C à une masse volumique de 999.79kg/m3, alors que pour de l'eau à 60°C, c'est 983.13kg/m3. La densité de l'eau varie donc avec sa température, plus l'eau étant froide, plus elle sera dense. Ainsi on peut dire simplement qu'un litre d'eau froide est plus lourd qu'un litre d'eau chaude : l'eau froide à 10 °C est 1.6% plus lourde que l'eau chaude à 60°C.

Cette propriété permet aux eaux chaudes et froides dans un volume tel un ballon d'eau chaude, mais aussi un lac ou un océan, de rester séparées en couches distinctes (strates) d'où est issu le terme de « stratification », les couches les plus froides au bas, puis progressivement jusqu'aux strates d'eau les plus chaude au-dessus. En outre, l'eau étant plutôt isolante, les échanges de température entre strates de différentes températures sont faibles, permettant au phénomène de stratification de durer dans le temps, si tant est que l'eau ne soit pas agitée.

principe stratification eau chaude ballon elyothermCette organisation en couches de différentes températures permet ainsi pour un ballon d'eau chaude sanitaire (chauffe-eau électrique, préparateur ECS, chauffe-eau solaire, thermodynamique, ballon tampon de chauffage, …) de toujours pouvoir soutirer de l'eau la plus chaude, la canne de puisage raccordée à l'alimentation en eau chaude du bâtiment prenant toujours l'eau au point le plus haut du ballon, l'eau froide de renouvellement pénétrant dans le bas du ballon sur une canne disposant d'un brise jet pour éviter le mélange des couches et la diminution de la température.

Pour connaitre la quantité d'eau chaude disponible dans un ballon, il faut disposer d'au moins une sonde de température en bas du ballon et une sur le haut : si les températures sont sensiblement égales, la totalité du ballon est à une température uniforme ; en revanche si les températures sont sensiblement différentes, il est impossible de savoir où se trouve la limite entre eau chaude et froide, et donc d'estimer la quantité d'eau chaude disponible (certains ballons disposent à cette fin de prises de température uniformément réparties sur toute la hauteur du ballon).

Le schéma ci-contre décrit le processus de chauffe du ballon d'eau chaude à une température uniforme. Il ne montre cependant uniquement 2 étapes de progression en température, par paliers de 15°C. L'écart entre la partie froide et la partie réchauffée (15°C pour notre animation) dépend de la puissance délivrée par le serpentin ou la résistance. Plus cette puissance sera forte, plus l'écart sera élevé, et moins d'étapes seront nécessaires pour chauffer le ballon à la température désirée.

 

Stratification versus serpentin

L'eau chaude étant disponible dès le début en s'accumulant par strates, un ballon d'eau chaude par technologie de stratification permet un confort d'eau chaude sanitaire supérieure (réchauffage du ballon plus rapide, débits plus importants) avec une taille de ballon inférieure.

ballon ECS stratification versus rechauffage serpentin

 

animation statification ballon eau chaude elyothermanimation d'une stratification dans 2 ballons d'eau chaude en série

En résumé :

  • Pendant le chauffage d'un ballon initialement à température uniforme, le haut du ballon est toujours à une température plus élevée ou égale à celle du bas du ballon.
  • Il faut que la partie la plus froide du ballon soit chauffée avant que la partie chaude puisse monter en température.
  • La stratification existante dans un ballon n'est pas supprimée par un tirage d'eau chaude.
  • S'il y a tirage et chauffage simultanés, la stratification est aussi préservée car l'eau la plus chaude reste en haut, l'eau entrante (la plus froide) rentre au plus bas, et entre eux se trouve la zone contenant l'eau en cours de réchauffement.
  • Pour conserver la stratification, il faut prélever l'eau chaude en haut du ballon, et faire entrer l'eau froide en bas du ballon et le plus doucement possible (brise jet) pour éviter qu'elle vienne mélanger la stratification et obtenir de l'eau plus ou moins tiède.
  • Avec le temps, des échanges de chaleur se produisent à la frontière entre eau chaude et froide, mais ces échanges restent localisés et lents. La stratification est globalement stable à l'échelle de quelques jours. C'est un gros avantage car elle permet de garder l'eau chaude à température d'usage sans qu'elle soit refroidie par l'eau froide entrante.
  • Il peut être assez difficile de connaitre la quantité d'eau chaude restante dans un ballon.

 

 

Nos Prix

La garantie des plus grandes marques au meilleur prix !

Nos Garanties

Prestation haut de gamme avec des matériaux et produits de qualité

Notre Equipe

Installation réalisée sans sous-traitance par nos techniciens

entreprise rge

Compétences

Expertise et conseils multi-énergies sans aucun parti pris

Nos Délais

Intervention et délais garantis - Chaudière installée dans la journée

Notre SAV

Maintenance assurée avec extension de garantie offerte

Avec elyotherm, économisez l'énergie, pas la Qualité !
quote left 24-04-2015
Equipe professionnelle. RAS sur travaux.
[ commentaire de SIOUD le 24-04-2015 | travaux : Chauffe-eau ATLANTIC VIZENGO 300L ]
quote right 24-04-2015

quote left 15-04-2016
De bons conseils et une réalisation rapide et soignée.
[ commentaire de MORIN Jean le 15-04-2016 | travaux : Chauffe-eau thermodynamique Viessmann Vitocal 060-A ]
quote right 15-04-2016

quote left 04-12-2013
Techniciens à l'heure pour l'intervention. Travail propre et soigné. Attentifs à nos attentes et nos questions. Trés satisfait de cette intervention.
[ commentaire de Courtin Thierry le 04-12-2013 | travaux : Installation SAUNIER DUVAL Isotwin ]
quote right 04-12-2013

quote left 10-12-2014
Les installateurs ont été efficaces,discrets et propres!!! Donc , bravo! continuez ainsi!
[ commentaire de VIANES FLORENCE le 10-12-2014 | travaux : remplacement chaudière ]
quote right 10-12-2014

quote left 01-02-2016
Que ce soit au téléphone ou au niveau de l'équipe sur place : rien à dire Super !
[ commentaire de AUSENDA A. le 01-02-2016 | travaux : Ballon ATLANTIC VIZENGO 300L ]
quote right 01-02-2016

quote left 01-03-2012
Merci pour votre compréhension, et pour la qualité de votre accueil.
[ commentaire de Isabelle MONTREUIL le 01-03-2012 | travaux : Remplacement chauffe-eau ]
quote right 01-03-2012

quote left 11-02-2011
Merci encore de votre diligence pour le problème gaz de notre ancienne maison.
[ commentaire de Bruno JUTTET le 11-02-2011 | travaux : Travaux de raccordement gaz ]
quote right 11-02-2011

quote left 12-01-2017
Conseils avisés (pas de survente), travail sérieux et soigné. Prestation conforme en tout point à mes attentes.
[ commentaire de Vittoz le 12-01-2017 | travaux : A recommander ]
quote right 12-01-2017

quote left 09-05-2016
Super boulot Merci
[ commentaire de TEBBI le 09-05-2016 | travaux : Chaudière Frisquet PRESTIGE Condensation ]
quote right 09-05-2016

quote left 29-11-2012
Bonjour, Juste pour vous signaler le comportement très "pro" de vos collaborateurs hier après midi pour le changement de notre CE. Cordialement
[ commentaire de Mathilde le 29-11-2012 | travaux : Remplacement chauffe-eau électrique ]
quote right 29-11-2012

 
la société
Artisan plombier chauffagiste, ELYOTHERM, expert RGE « toutes énergies », intervient sur Lyon, sa région et ses départements limitrophes.
 
notre adresse
  • ELYOTHERM SAS
  • 10 chemin de Crépieux
  • 69300 CALUIRE ET CUIRE
 
restez connectés

Suivez-nous sur les réseaux sociaux

 
contactez-nous
Appelez-nous au
04 82 53 12 47
Par mail :
contact@elyotherm.fr
Via notre formulaire
TOP