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 Par , publié ou actualisé le 21 octobre 2009
 Rubrique "Schémas électriques - Puissance
(prises, chauffage, ..)
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Raccordement d'un chauffe-eau en heures creuses

Le chauffe-eau électrique, aussi appelé ballon d’eau chaude ou cumulus, est un appareil à forte puissance (2000 à 3000W en moyenne) et fonctionne à années entières pour maintenir l’eau chaude sanitaire à bonne température, ce qui le place aux plus hautes marches du podium des énergivores domestiques avec le chauffage pour qui est en tout électrique. Il mérite donc toute notre attention.


Principe du chauffe-eau électrique

Un chauffe-eau électrique est composé d’un réservoir (ballon), d’un relais thermostatique et d’une résistance chauffante. A l’instar d’un convecteur électrique, le thermostat du chauffe-eau va alimenter la résistance électrique chaque fois que la température de l'eau qu'il contient aura atteint un niveau insuffisant. Une fois qu'elle aura de nouveau atteint la température désirée la résistance ne sera plus alimentée, etc.
L’eau chaude utilisée est remplacée au sein du réservoir par de l’eau froide, se mélangeant à celle restante et diminuant ainsi la température globale du chauffe-eau. De fait, plus nous tirons d’eau plus la température en son sein aura diminuée et plus il faudra de temps pour que la résistance parvienne à remonter celle-ci jusqu’au seuil de réglage du thermostat, généralement entre 55°C et 70°C.

Bien que le réservoir soit isolé des pertes de chaleur sont également à prendre en considération. Elle seront plus ou moins importantes selon la qualité du chauffe-eau, sa capacité (volume donc surface extérieure) et la température environnante, le cas le plus défavorable étant d’avoir un chauffe-eau de premier prix et à grande capacité dans un garage non-isolé donc très froid en hivers.

Principe du chauffe-eau en double tarif (heures creuses)

Les fournisseurs d’électricité proposent des abonnements à double tarif. L’abonnement annuel est plus cher qu’en simple tarif et nous bénéficions de deux prix du kWh selon l’heure de consommation, les heures pleines et les heures creuses (horaires définies par le fournisseur). En heures pleines le prix kWh sera plus élevé qu’en simple tarif et inversement en heures creuses.

A titre d’exemple, EDF Bleu Ciel propose au 01/08/2011 pour un abonnement 9kVA (45A) :


 Abonnement annuel
 Prix du kWh
Simple tarif
91,25 €
0,1209 €
 Double tarif
112,85 € HP
0,1311 €
HC
0,0893 €


 Comme le montre ce tableau, prendre l’option double tarif n’est judicieux que si nous sommes certains de consommer davantage durant les heures creuses (la nuit et le midi dans certains cas) qu'en heures pleines, puisque outre la majoration sur l’abonnement le prix du kWh est lui aussi plus cher en heure pleine qu’en restant en simple tarif.
En double tarif, le chauffe-eau ne sera alimenté que durant les heures creuses. Ainsi nous puiseront dans les réserves en journée et la baisse de température sera compensée pendant les heures creuses.

Il convient dès lors de s’assurer que la capacité du chauffe-eau satisfasse nos besoins journaliers. Si avec un réservoir de 200 litres nous ne consommons en moyenne que 100L d’eau par jour, nous chauffons inutilement 100 litres quotidiennement.
A l’inverse s’il s’avère que notre consommation dépasse les régulierrement les 200L, ne serait-ce qu’un jour par semaine (grand ménage en plus des douches, etc.) nous devront terminer ces journées à l’eau froide.

Malgré ces désagréments l’usage d’un chauffe-eau électrique peut déjà à lui seul justifier le passage en double tarif. Nous verrons au chapitre suivant qu’il est possible de forcer l’alimentation du chauffe-eau en heures pleines au besoin.
On pourra à cette occasion utiliser la fonction « départ retardé » de nos gros électroménagers s’ils en sont pourvus afin qu’ils fonctionnent eux-aussi durant les heures creuses (lave-linge, sèche-linge, lave-vaisselle).


Sur le papier tout est clair mais il nous faut maintenant faire en sorte que le chauffe-eau fonctionne durant ces heures creuses. Deux principales options s’offrent à nous, l’utilisation d’un relais heures creuses avec contact ERDF ou horloge programmable.

Chauffe-eau avec relais heures creuses et contact ERDF

Lorsque nous souscrivons à un abonnement d’électricité avec double tarif, des signaux électriques cheminent par le biais du réseau jusqu’à notre installation. Notre compteur, ou à défaut un appareil appelé relais de découplage et installé par ERDF, se charge d’interpréter ces signaux et nous délivre un contact (bornes C1 et C2), ouvert ou fermé selon que l’on soit en heures pleines ou en heures creuses.

Le relais heures creuses, dont le principe de fonctionnement détaillé vous est dressé dans cette autre publication, sert d’intermédiaire entre ce contact et le chauffe-eau. En heures creuses le contact se ferme alimentant ainsi la bobine du relais heures creuses, qui à son tour commutera deux contacts de puissance pour l’alimentation du chauffe-eau.
Il est comporte en façade un commutateur trois positions : I (marche forcée), Auto (heures creuses) et 0 (Arrêt).
La marche forcée permet de passer outre les heures creuses en forçant la mise sous tension du chauffe-eau si l'eau chaude venait à manquer, et à l'inverse la position arrêt empêche la mise en marche du chauffe-eau lors de son prochain cycle ou interrompt le cycle en cours.
Attention, dans les deux cas le relais reprendra sa position "auto" pour les prochains cycles, ce afin de nous éviter la douche froide (si arrêt) ou de voir notre facture d'électricité exploser (marche forcée). En cas d'arrêt prolongé souhaité (vacances) il faudra donc baisser le disjoncteur de notre chauffe-eau.

Chauffe-eau monophasé avec relais heures creuses


schéma chauffe-eau en heures creuses


La partie commande comprenant le contact ERDF et la bobine du relais (bornes A1 et A2) est protégée par disjoncteur 2A. La partie puissance part d’un disjoncteur 20A, transite par le relais heures creuses pour finalement rejoindre le chauffe-eau.

Chauffe-eau triphasé avec relais heures creuses

Même principe de précédemment avec cette fois un chauffe-eau triphasé. En réseau triphasé + neutre les tensions sont de 400V entre phases et de 230V entre phase et neutre.
Il convient avant de prendre exemple sur le schéma qui suit de s’assurer que la tension d’alimentation de la bobine du relais est bien en 230V.

chauffe-eau triphasé en heures creuses


La partie commande reste inchangée avec notre disjoncteur 2A repris entre l’une des phases et le neutre (230V) de l’interrupteur différentiel. Pour la puissance nous avons maintenant un disjoncteur et un relais heures creuses à trois pôles (triphasés). En somme seul ici l’interrupteur différentiel est tetrapolaire (3 phases + neutre) avec en aval deux circuits bien distincts, la commande en monophasé et la puissance en triphasé (pas de neutre requis).

Chauffe-eau en heures creuses avec horloge programmable

Il nous est en effet tout à fait possible de commander notre chauffe-eau sans le contact ERDF, dès lors que nous connaissons les horaires de passage en heures creuses. Celles-ci diffèrent d’une région à l’autre et sont imposées par le distributeur (ERDF dans 95% des cas). Votre fournisseur d’électricité ne fait que s’y conformer et ne pourra en aucun cas les modifier. Les plages horaires vous concernant sont indiquées sur la facture d’électricité.

Le relais heures creuses est là encore de mise pour pouvoir bénéficier des positions de marche forcée (1), automatique (Auto) et arrêt (0). A l’instar du contact ERDF, l’horloge nous fournie un contact cette fois programmé à heures fixes, contrairement au contact ERDF qui commute aux heures précises des passages d’un tarif à l’autre. Il peut en effet y avoir un décalage de quelques minutes en les horaires théoriques et celles effectives.

L’horloge qui nécessite une alimentation 230V sera protégée par disjoncteur 2A. La phase de ce même circuit est envoyée parallèlement au contact de l’horloge (commun). Sa sortie NO (contact Normalement Ouvert donc fermé lorsqu’il est activé par l’horloge en heures creuses) regagne la borne A1 du relais heures creuses, et retour vers le neutre depuis la borne A2.

heures creuses avec horloge


La puissance est quant à elle identique au 1er schéma avec contact ERDF : Disjoncteur 20A > relais > chauffe-eau
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50 commentaires, 12 affichés
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le 18 février 2010 à 09h15
Invité
bonjour peut on vérifier si on est en heures creuse en mettant son chauffe eau en marche forcée ...si il ne s' enclenche pas cela veut dire qu'on est en HC? exact?
le 03 avril 2010 à 12h06
Invité
oui c'est exact si tu est en heure pleine ton chauffe eau ne fonctionnera pas ! par contre si tu le met en marche forcée il s'enclenchera normalement mai n'oubli pas de le remettre en marche normale!
le 09 juin 2010 à 13h03
Invité
Bonjour,

On viens de me changer mon compteur par un compteur blanc avec affichage digital. Mon probleme est qu'ils ont fait sortir deux fils pour brancher le cumulus mais ces fils ne sont pas repere. Y as t'il un danger a intervertir C1 et C2

merci pour vos reponses
le 09 juin 2010 à 13h19
ProfilSite ou blog
Freud
Bonjour,

Les bornes C1 et C2 correspondent à un simple contact. C'est donc vous qui devez fournir l'alimentation à ce circuit de commande via un disjoncteur 2A.

Pour mieux comprendre le principe de fonctionnement, référez-vous à cet autre page : Principe de fonctionnement d'un relais HC/HP

Cordialement
le 09 juin 2010 à 18h58
Invité
Rebonjour,

merci pour la reponse aussi rapide. Mais le soucis que j'ai bien que j'ai vu le principe de fonctionnement est de savoir s'il faut respecter un sens de sortie C1 C2 car d'apres le schema C1 est rouge et C2 bleu en terme plus courant(c'est le cas de le dire) si j'intervertie C1 et C2 que ce passe t'il

merci
le 09 juin 2010 à 22h58
ProfilSite ou blog
Freud
Re,

C'est la même chose. Ça n'a aucune importance du fait que c'est un simple contact. Imaginez simplement un interrupteur à la place. Il s'ouvre et se ferme, c'est tout. Le courant circule de la même manière dans les 2 sens.

Pour infos les échanges de ce type se déroulent normalement sur le forum de discussion. Les commentaires ne sont pas surveillés, c'est pourquoi beaucoup de questions y restent sans réponses.

Fred
le 10 novembre 2010 à 15h18
Invité
j'ai instalé un deuxieme cheauffe-eau sur une ligne secondaire pour un local commercial, mais quand je branche les contacteurs ca disjoncte. pourriez vous me dire pourquoi et me donner une solution si cela existe.merci
le 19 novembre 2010 à 21h47
Invité
felicitationn pour le desin en 22O c.est ok pour le montage
le 01 ja