Un argument courant lors de la récente vague de froid glacial : pas de chauffage, des tuyaux gelés, des conduites d'eau souterraines et d'égouts gelées également ! Mais il y a toujours au moins un problème auquel les propriétaires ne s'attendaient pas : manquer d'eau chaude alors qu'ils n'ont jamais eu ce problème auparavant et qu'il n'y a pas (encore) d'adolescents vivant avec eux. Les adolescents ont tendance à prendre une douche chaude à l’âge de 13 ans et à y rester jusqu’à 20 ans !
C'était une maison avec un chauffe-eau électrique de type réservoir. À votre arrivée, vous découvrez qu'il s'agit d'un modèle de réservoir de 50 gallons et qu'il y a un petit point humide directement sous le tube d'égouttement de la soupape de décharge qui s'étend jusqu'à six pouces du sol. Combien de temps dure l'eau chaude pendant les douches ? « Je m'enfuis vers la fin de ma douche et mon mari y va en premier à cause de nos horaires de travail. » Les douches sont prises dos à dos, ce qui vous amène à croire que le tube plongeur est ok.
Vous dites au propriétaire que le froid extrême et glacial fait que l'eau froide municipale entrante atteint les températures les plus basses que nous ayons vues depuis des années. Une vérification rapide révèle que l'eau froide entrante est à 35F, ce qui indique que les niveaux de gel approchent de la profondeur de 3,5 pieds de leur conduite d'eau. Une eau plus froide a nécessité de modifier le mélange de douche pour utiliser plus d'eau chaude afin de maintenir la même température de mélange pour plus de confort, ce qui équivaut à moins de temps avant que le mélange ne devienne non durable. Elle veut une meilleure réponse ! « Je veux que tu me dises précisément pourquoi nous manquons d'eau chaude ! » Comme le dit le proverbe : si maman n’est pas heureuse, personne ne sera heureux !
Afin de vérifier que le chauffe-eau fonctionne correctement, vous éteignez d'abord le disjoncteur de 30 ampères et 220 volts et vous n'avez pas besoin de faire un LOTO (étiquette de verrouillage) car le panneau de disjoncteurs est à quelques pieds et visible. En retirant le panneau d'accès supérieur, vous vérifiez entre les deux bornes et de chaque borne à la terre pour vous assurer que le disjoncteur a été correctement étiqueté et qu'aucune tension parasite n'est présente. Le thermostat et le câblage étant maintenant exposés, vous remettez le disjoncteur en marche et trouvez 235 volts aux deux bornes supérieures.
Les thermostats supérieur et inférieur sont satisfaits, donc pas d'appel actif de chauffage et, comme vous vous y attendiez pleinement, un côté de l'élément chauffant est alimenté tandis que l'autre côté reste éteint jusqu'à ce que vous fassiez couler de l'eau chaude suffisamment longtemps pour déclencher le thermostat ou que vous augmentiez le réglage de la température du thermostat. Le thermostat supérieur et le thermostat inférieur sont réglés séparément pour vérifier la consommation d'ampères pour chaque élément, ce que votre pince ampèremétrique indique 18,8 ampères.
La loi d'Ohm décrit la relation entre la tension, le courant et la résistance dans un circuit électrique. Découvert par le physicien allemand Georg Simon Ohm et publié en 1827, il stipule que le courant circulant dans un conducteur entre deux points est directement proportionnel à la tension aux bornes des deux points et inversement proportionnel à la résistance du conducteur. Nous pouvons utiliser l'une des formules de la loi d'Ohm pour déterminer les watts réels (et non ceux indiqués) pour les éléments chauffants : watts = ampères x volts.
Ampères 18,8
Volts 235
Watts 4 418
Un watt d'énergie produit 3,412 Btus et 4 418 x 3,412 = 15 074,216 Btu par élément, mais un seul élément fonctionne à la fois car deux fonctionnant simultanément rechercheraient 37,6 ampères à partir d'un disjoncteur de 30 ampères évalué pour une charge maximale de 80 % de 24 ampères.
Un gallon d'eau pèse 8,34 livres et nous devons augmenter l'eau entrante de 35 F à 120 F, soit un delta-T de 85 F. 8,34 x 85 = 708,9 Btu requis par gallon. 15 074,216/708,9 = 21,3 gallons par heure de récupération à la température actuelle d'eau froide entrante de 35F. 21,3/60 minutes = 0,355 gallons par minute, et les propriétaires vous disent que leurs deux douches durent au total 20 minutes.
Pour obtenir le pourcentage d'eau chaude requis pour la température mixte de 105F qu'ils utilisent dans leur douche, vous utilisez la formule suivante : (105 – 35)/(120 – 35) = 0,824. Si leur pomme de douche utilisait 2,5 gallons par minute, une douche de 20 minutes utiliserait 41,2 gallons d’eau chaude. Cependant, la pression de leur eau entrante est de 98 PSI, et son mari a retiré il y a longtemps le limiteur de débit et leur pomme de douche coule à 3,5 GPM.
3,5 x 0,824 = 2,884 gallons d'eau chaude dans le débit par minute. 2,884 x 20 minutes = 57,68 gallons d'eau à 120 F requis, et même en ajoutant le taux de récupération, c'est pourquoi ils manquent d'eau chaude.
Pour obtenir le pourcentage d'eau chaude requis pour la température mixte de 105F qu'ils utilisent dans leur douche, vous utilisez la formule suivante : (105 – 35)/(120 – 35) = 0,824.
Après avoir présenté diverses options, ils ont opté pour un deuxième chauffe-eau de 50 gallons jumelé en parallèle et doté de vannes/canalisations afin que l'un d'entre eux puisse être isolé (pour entretien ou remplacement) sans interrompre le service. En outre, leurs deux jeunes enfants seront adolescents dans quelques années, date à laquelle ils pourront améliorer leur service électrique pour ajouter un chauffe-eau électrique sans réservoir ou – mieux encore – ajouter un chauffe-eau électrique autonome séparé de type réservoir pour la salle de bain des enfants. L’eau froide éjectera toujours un adolescent de la douche !
Quant à la petite flaque sous la rampe d'égouttement et sa soupape de décharge ? En vous assurant qu'aucune eau n'est utilisée nulle part dans la maison et en vérifiant le cadran du compteur d'eau, qui ne bougeait pas, vous fixez ensuite un manomètre au drain de la chaudière du chauffe-eau ou à tout autre raccord fileté de tuyau sur le système d'eau potable froide ou chaude et ajustez le thermostat supérieur ou inférieur du chauffe-eau pour lancer un appel de chauffage et observer la jauge.
Le résultat indiquait soit une perte de charge d'air sur le vase d'expansion thermique de 4,5 gallons, soit une vessie compromise. Pas d'eau de la vanne Schrader inférieure, mais il y avait de l'air et après avoir fermé la vanne principale et vidé la pression (en laissant un côté froid ouvert sur un robinet), la pression d'air du réservoir n'était que de 20 PSI. Étant donné qu'ils ne veulent pas que vous installiez un PRV, vous devez augmenter la pression d'air du réservoir à au moins 95 PSI pour augmenter le volume d'acceptation de la dilatation thermique et empêcher la vessie d'être collée au réservoir avec un peu de séparation d'eau entre la vessie et le réservoir, sinon la vessie peut coller au réservoir. Un deuxième vase d'expansion thermique sera nécessaire lorsque le chauffe-eau supplémentaire de 50 gallons sera installé.