Pompes - éléments importants dans la circulation hygiénique d'eau chaude sanitaire

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06.04.2017

Les circulateurs à eau chaude sanitaire possèdent deux fonctions clés dans les systèmes d'eau potable : tout d'abord, ils assurent la fourniture optimale d'eau chaude sanitaire sans devoir attendre pendant l'extraction. Ensuite, ils empêchent l'eau de stagner et sauvegardent ainsi l'hygiène de l'eau potable. L'augmentation des connaissances sur le plan scientifique par rapport à la microbiologie dans l'eau potable modifie toutefois de plus en plus les pratiques de conception et d'installation. Les interactions entre le débit, l'extraction et les températures dans un système d'eau potable par exemple montrent clairement qu'un alignement parfait de tous les composants est indispensable pour une installation d'eau chaude sanitaire sûre du point de vue de l'hygiène - y compris les circulateurs à eau chaude sanitaire. Étant donné qu'ils peuvent aider significativement à maintenir la température dans le réseau.

Pompes - éléments importants dans la circulation hygiénique d'eau chaude sanitaire

Trois titres de journaux en à peine deux semaines démontrent la nécessité des recherches dans le domaine des réservoirs d’eau potable dans les installations existantes, comme l'exige l'ordonnance allemande sur l'eau potable (TrinkwV) : « Légionnelle dans deux gymnases de Friedberg » (Bavière, Augsburger Allgemeine). « Alerte à la légionnelle dans les douches de l'école primaire de Dormagen » (Rhénanie du Nord Westphalie, WDR). « Douche interdite à cause d'une bactérie dans l'eau potable » (Brandebourg, Märkische Allgemeine). La liste peut s'allonger indéfiniment. Chaque découverte de légionnelle implique de lourdes conséquences, même si heureusement, très peu de gens tombent malade d'une pneumonie sévère comme risque d'infection possible. D'autant plus que l'ordonnance allemande de l'eau potable (TrinkwV) requiert une analyse de cause avec une élimination a posteriori qui est souvent très onéreuse dès que le seuil d'action technique de 100 unités formant colonie est dépassé par 100 millilitres.

Manque de maintien de la température à cause de la stagnation

Le manque de maintien de la température dans l'eau potable stagnante est la véritable raison d'une contamination microbienne. Étant donné que la plupart des microbes, y compris la légionnelle, se multiplient très rapidement à des températures d'eau se situant entre 25 °C et 45 °C. Et c'est particulièrement vrai lorsque l'eau stagne dans les tuyaux et que les bactéries disposent donc du temps pour utiliser les nutriments disponibles, comme par exemple le biofilm qui se trouve sur les surfaces intérieures des tuyaux. Dans le gymnase de Friedberg, les colonies de légionnelles se seraient développées dans un raccord d'extraction qui avait été mis hors service et donc n'était plus rincé suite à un raccord d'évier qui fuyait. Dans l'autre cas, la cause semble être une douche isolée et rarement utilisée. Les échanges réguliers d'eau à travers l'opération envisagée d'une distribution d'eau potable et les mesures pour maintenir la température d'eau potable en dessous de 25 °C ainsi que de l'eau chaude sanitaire au dessus de 50 °C sont également primordiaux.

Afin d'éviter la croissance dangereuse des légionnelles, les systèmes de circulation d'eau chaude sanitaire sont le point central. Étant donné que les légionnelles s'introduisent en général dans le corps humain lorsque de l'eau contaminée est atomisée et inspirée - comme par exemple lorsque vous prenez une douche. Nous ignorons toutefois souvent que les pompes de circulation d'eau chaude sanitaire peuvent apporter une contribution non négligeable au maintien de la température.

Débit régulier par rapport au niveau de température

Afin de ne pas laisser des températures qui causent la croissance des légionnelles et conformément à la feuille de travail W 551 de la DVGW, l'eau doit avoir une température supérieure à 60 °C [1] lorsqu'elle quitte le chauffe-eau. La température de retour à l'entrée de la chaudière-eau peut au maximum être inférieure de 5 K. Afin de garantir cet écart de température, le réglage correct du circulateur, parmi d'autres choses, joue un rôle important.<s></s>

Un exemple : La consommation spécifique de chaleur d'un tuyau d'eau chaude qui est fixé dans des pièces non chauffées, par exemple à la cave, s'élève à 11 watts par mètre (d'après la feuille de travail W 553 de la DVGW). Lorsque tous les tuyaux sont correctement isolés conformément à l'ordonnance allemande sur les économies d'énergie (Energieeinsparverordnung (EnEV)), les pertes de chaleur estimées des tuyaux de distribution s'élèvent à 4 K. Le débit spécifique pour assurer l'écart de température nécessaire de 60 °C/55 °C par conséquent s'élève à 2,3 litres par heure. Si l'isolation thermique des tuyaux d'eau potable devait se situer en dessous des normes EnEV, alors le débit devrait être augmenté afin de compenser les pertes de chaleur plus importantes. A contrario, si les tuyaux sont montés dans des fourreaux, la consommation spécifique de chaleur chute de 7 W par mètre. Le débit nécessaire pour maintenir de la température est de ce fait moins élevé et est estimé à environ 1,5 litre par heure. Ces valeurs [2] sont à prendre en compte pour le calcul de débit total pour le design de la pompe, mais également pour l'ajustage des soupapes d'équilibrage (voir tableau 1).

Contrôle de la vitesse en fonction de la température

La feuille de travail W 551 de la DVGW souligne la relation directe entre la dépendance du maintien de la température et le débit dans le circuit d'eau chaude sanitaire : «Dans des conditions d'hygiène irréprochable, les système de circulation peuvent être utilisés à des températures moins élevées pour économiser de l'énergie pendant 8 heures au maximum toutes les 24 heures par exemple grâce à la désactivation du circulateur » (section 6.4). Par rapport à cette spécification, la stipulation EnEV 2016 peut également être interprétée comme suit : «Pour l'installation dans des systèmes d'eau chaude, les circulateurs doivent être équipés de dispositifs de fonctionnement automatique pour la mise en marche et à l'arrêt » (section 14, paragraphe 4).

Deux «inconnues » dans ces deux spécifications rendent les choses très difficiles pour trouver le point d'équilibre optimal entre l'hygiène et l'économie d'énergie : Premièrement, les «conditions hygiéniquement irréprochables » dans les systèmes de circulation d'eau chaude sanitaire ne peuvent pas être clairement évaluées dans l'état des lieux. Deuxièmement, il n'est pas toujours clair d'identifier le bon moment pour arrêter la pompe sans perdre en confort. D'une part, parce que le comportement de l’utilisateur peut changer. D'autre part, parce que dans les bâtiments comme les maisons multifamiliales, les hôpitaux, les centres de soins et les hôtels, il y a presque toujours une demande en eau chaude.

Les circulateurs avec un capteur de température intégré offrent une solution pratique. En mode température contrôlée, la vitesse est régulée d'après la température de l'eau de sorte que la température de retour se trouve toujours au delà de la température minimale prédéfinie. La pompe maintient également le débit minimum prédéfini, si jamais le contrôle de température devait réduire le débit de la pompe sous le minimum prédéfini. Par conséquent, la pompe adapte automatiquement la capacité de la pompe de façon efficace en énergie et très précisément sans compromettre le maintien de la température.

Par ailleurs, certains circulateurs avec régulateur de vitesse en fonction de la température comme par exemple le «Wilo-Stratos PICO-Z », facilitent la désinfection thermique du système d'eau potable : Si la pompe détecte, via le capteur de température intégré, qu'une désinfection thermique s'est infiltrée, alors elle tourne à son régime maximal et offre une distribution rapide d'eau chaude au point de prélèvement d'eau le moins bien situé de l'installation.

La logique de pompe du «Wilo-Stratos PICO-Z » identifie une désinfection thermique soit lorsque la température de l'eau dépasse 70 °C ou qu'elle varie par rapport à une température moyenne. Une désinfection thermique peut être réalisée de cette même façon pour combattre la légionnelle en dessous de 70 °C. Ceci est particulièrement judicieux considéré du point de vue de la protection contre les brûlures.

En conclusion

Le maintien de la température, la circulation et enfin l'extraction possible d'eau chaude sont les paramètres décisifs afin d'empêcher une multiplication dangereuse des bactéries dans l'eau potable. Dans les tuyaux de circulation d'eau chaude, la configuration des tuyaux, le bon réglage du circulateur et la fourniture du débit optimal sont des facteurs d'influence non négligeables. Pour un maintien de la température économique dans le système, le régulateur de vitesse de la pompe en fonction de la température est très efficace - si la capacité de la pompe correspond au réseau de distribution. Le fabricant de pompes Wilo par exemple a à ce sujet développé des circulateurs dans différentes tailles possédant ces fonctions pour installation dans des maisons multifamiliales, des bâtiments commerciaux de petite taille comme les hôtels ou les maisons de soins ou encore des réseaux d'eau potable plus étendus comme dans les hôpitaux.

[1] Les petits systèmes de distribution d'eau potable, qui sont caractéristiques pour les bâtiments résidentiels, peuvent être utilisés, selon la feuille de travail W 551 de la DVGW à une température de sortie de la chaudière-eau de 55 °C et à une température d'entrée de 50 °C. Le prérequis, toutefois, est un échange régulier d'eau sans interruptions d'utilisation de plus de trois jours. Les systèmes de distribution avec une chaudière-eau potable ayant un contenu de ≤ 400 l sont considérés comme des systèmes de petite taille si ils ont des connexion avec un contenu de ≤ 3 l jusqu'au dernier point de prélèvement.

[2] Les valeurs générales pour les exigences spécifiques de chaleur par longueurs de tuyau dans différents environnements se trouvent dans la feuille de travail W 553 de la DVGW, tableau 3.