Comment fonctionne le chauffe-eau thermodynamique ?
Le chauffe-eau thermodynamique est un appareil qui permet la production et le stockage de l’eau chaude sanitaire. Ce dispositif s’appuie sur le principe de l’aérothermie pour le chauffage de l’eau sanitaire de votre logement. Il puise l’air ambiant et en extrait la chaleur nécessaire pour chauffer l’eau. Avec ses très bonnes performances énergétiques, il permet de réduire la consommation d’électricité et s’inscrit donc dans une démarche d’économies d’énergies et de transition énergétique.
Europe Énergie vous propose de découvrir tout ce qu’il faut savoir sur le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique dans cet article complet.
Détail
Chauffe-eau thermodynamique : comment ça marche ?
Le chauffe-eau thermodynamique (CET), également appelé ballon thermodynamique, fonctionne au moyen de l’association d’une pompe à chaleur (PAC) et d’un ballon de stockage. La PAC aspire l’air ambiant avec un ventilateur. L’air permet de réchauffer un fluide caloporteur qui circule dans un circuit fermé. Une fois que toutes les calories qu’il contient ont été utilisées, l’air est évacué. Il peut être rejeté dans la pièce où se situe le chauffe-eau, ou à l’extérieur selon la disposition de l’installation.
La chaleur va permettre le changement d’état du liquide caloporteur. Il va être comprimé dans le compresseur de la pompe. Cette action va augmenter la pression et la température et le transformer en gaz. L’intégralité de la chaleur contenue dans le gaz est alors acheminée vers le ballon grâce à un échangeur thermique. L’eau contenue dans le ballon peut ainsi être chauffée. Lorsqu’il est privé de sa chaleur, le fluide retrouve son état liquide. Le fonctionnement en circuit fermé permet la réutilisation de ce dernier pour un nouveau cycle de chauffe.
Son fonctionnement est sensiblement le même que celui d’une pompe à chaleur air-air, qui elle, permet la diffusion d’air chaud dans votre habitation.
Performances
Performances énergétiques du chauffe-eau thermodynamique
S’il emploie majoritairement une ressource renouvelable et inépuisable pour fonctionner, le chauffe-eau thermodynamique nécessite tout de même une alimentation électrique. Il assure la production de l’eau chaude sanitaire en utilisant 70 % de l’énergie disponible dans l’air. La part de consommation d’électricité n’est donc plus que de 30 %.
La plupart des logements utilisent des ballons d’eau chaude à effet joule qui fonctionnent avec des résistances électriques. Comparé à ces dispositifs, le chauffe-eau thermodynamique permet de réaliser de belles économies sur la part du chauffage de l’eau sanitaire de votre facture d’électricité. Le constat est le même pour les ballons alimentés au gaz ou au fioul, le CET est incontestablement plus économe en énergie.
Comparé à un système de production d’eau chaude associé à une chaudière, le chauffe-eau thermodynamique permet de limiter les dépenses énergétiques à hauteur de 50 %.
Coefficient de Performance
Le rendement du chauffe-eau thermodynamique est exprimé avec le coefficient de performance (COP). Il s’agit du ratio entre les calories produites par l’appareil et l’énergie utilisée. La mesure est effectuée en laboratoire en accord avec les normes européennes. Le coefficient pour une utilisation courante est donc souvent légèrement inférieur à ce qui est annoncé par le fabricant.
Les pompes à chaleur des CET affichent des coefficients de performance situés entre 3 et 4. Cela signifie que pour tout kW d’électricité injecté dans le système, la pompe en restitue entre 3 et 4 fois plus.
Temps de chauffe
Le chauffe-eau thermodynamique est assez rapide pour chauffer le volume de son ballon. Il faut compter environ 8h pour qu’un ballon de 250L atteigne sa température d’usage. Cette capacité de chauffage rapide permet de ne pas craindre la pénurie d’eau chaude.
Une résistance électrique en cas de besoin
Pour assurer les besoins plus conséquents, les dispositifs de CET sont pourvus d’une résistance électrique. Elle prend le relais et permet de chauffer l’eau du ballon. Ainsi, il n’est pas possible de manquer d’eau chaude. Ce mode de fonctionnement est destiné à une utilisation occasionnelle. C’est par exemple le cas si vous recevez des invités et que la consommation d’eau chaude sanitaire est supérieure à votre utilisation normale. Le dimensionnement de l’installation doit tout de même être réalisé afin de limiter l’usage de la résistance et de bénéficier des économies d’énergies du chauffe-eau thermodynamique.
Installation
Conditions pour le bon fonctionnement d’un chauffe-eau thermodynamique
Pour que le liquide caloporteur reste à l’état liquide, la température ne doit pas descendre en dessous de -5°C. Pour éviter un dysfonctionnement en période de grand froid, il est donc préférable de l’installer à l’intérieur.
Afin de fonctionner correctement, le dispositif nécessite de pouvoir brasser un volume d’air d’au moins 20m3. Cela représente une surface au sol d’environ 10m2. Il est préconisé de ne pas installer le chauffe-eau thermodynamique dans une pièce de vie, mais plutôt dans un espace annexe, si possible non chauffé. Vous pouvez par exemple installer votre chauffe-eau thermodynamique dans :
- La buanderie
- Le cellier
- Le garage
- Le sous-sol
- Les combles perdus
Sachez que si vous ne disposez pas d’un positionnement adéquat, il est possible de capter l’air d’une autre pièce. Une gaine et une bouche permettront de l’acheminer jusqu’au dispositif. Vous pouvez également utiliser l’air de la VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) pour alimenter un chauffe-eau thermodynamique.
Enfin, dans des cas plus rares, il est possible de capter l’air extérieur. Cette méthode est bien moins efficace, surtout en période hivernale. Le bloc de captage de l’air doit être installé à l’extérieur du bâtiment, ce qui oblige à percer un mur pour le relier au chauffe-eau.
Brancher la prise d’air du CET directement sur une VMC simple ou double flux permet de bénéficier d’un coefficient de performance 2 fois plus élevé que s’il utilise l’air extérieur.
Un entretien du chauffe-eau thermodynamique régulier permet à l’appareil d’avoir une espérance de vie de 15 à 20 ans.
Avantages & inconvénients
Fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique : le bilan
Vous vous intéressez au chauffe-eau thermodynamique pour le chauffage de l’eau sanitaire de votre domicile ? Il est l’heure de dresser le bilan des avantages et inconvénients de ce système.
Inconvénients du chauffe-eau thermodynamique
S’il compte de nombreux avantages, le CET présente toutefois quelques inconvénients.
- Ne fonctionne pas avec une énergie 100% renouvelable
Nous l’avons détaillé plus haut, l’appareil utilise environ 30 % d’électricité pour produire la chaleur nécessaire au chauffage de l’eau. Il est cependant possible de pallier ce désavantage en optant pour une installation de panneaux solaires qui compense la consommation électrique. Cette option permet de devenir totalement indépendant pour la production de l’eau chaude sanitaire de votre foyer.
- Bruit du ventilateur
Il peut s’agir d’une contrainte, mais contrairement au cumulus, la pompe à chaleur du CET émet un peu de bruit. Il est donc plus judicieux de ne pas le positionner contre un mur qui donne sur une pièce de vie ou une chambre. Afin de mettre de côté toute forme de dérangement, il est possible d’opter pour la fixation de patins anti vibrations ou de poser un revêtement antibruit.
- Nécessite un volume de 20m3
Vous ne pourrez pas non plus installer le chauffe-eau thermodynamique dans n’importe quelle pièce. Il a besoin d’un espace suffisant pour fonctionner correctement.
Avantages du chauffe-eau thermodynamique
Les quelques contraintes liées à l’installation d’un chauffe-eau thermodynamique sont largement compensées par ses nombreux avantages :
- Utilisation de l’air comme source d’énergie à 70%
Renouvelable et inépuisable, l’utilisation de l’air comme source d’énergie principale est l’un des gros avantages de ce dispositif. Cela permet de réduire sa consommation d’électricité et de faire des économies d’énergie.
- Considéré comme source d’énergie renouvelable dans le cadre de la RT2020
Si vous vous apprêtez à faire construire un logement neuf, il devra répondre aux normes énergétiques de la RT2020. Bonne nouvelle, le chauffe-eau thermodynamique est considéré comme une source d’énergie renouvelable et est donc pris en compte dans les calculs du bilan énergétique.
- Remplace parfaitement un système de ballon à résistance électrique
Si vous cherchez à réduire votre facture d’électricité, vous pourrez espérer un gain allant jusqu’à 70% sur le chauffage de l’eau en remplaçant votre vieux ballon par un système thermodynamique.
- Prix d’achat accessible
Le coût total sera influencé par différents paramètres. La main-d’œuvre pour la pose devra être prise en compte, l’accessibilité du lieu d’installation dans l’habitation, la marque, le modèle, le volume du ballon ainsi que la dépose de l’ancien matériel sont également à évaluer.
- Éligibilité aux aides et financements
Le chauffe-eau thermodynamique étant considéré comme un moyen de production d’énergie renouvelable, son installation est éligible à des aides financières. Ces financements s’inscrivent dans le cadre de la Transition Énergétique et ont pour but d’inciter les citoyens à réduire leur consommation d’énergie.
- Ne rejette pas de CO2
Si on fait abstraction du mode de production de l’électricité, produire de l’eau chaude sanitaire avec un CET ne libère pas de gaz à effet de serre dans l’atmosphère. Il s’agit d’un mode de chauffage de l’eau respectueux de l’environnement.
Devis gratuit
Chauffe-eau thermodynamique : demandez un devis gratuit
Vous l’aurez compris, le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique s’inscrit dans le cadre de la transition énergétique. Il assure la production d’eau chaude sanitaire tout en respectant l’environnement.
Son coût d’installation faible et son éligibilité à des aides financières en font une solution de choix pour équiper sa construction neuve ou pour une rénovation.
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Questions fréquentes sur le thème fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique
Où dois-je installer l’unité extérieure de la pompe à chaleur ?
L’installation de l’unité extérieure de votre pompe à chaleur est déterminée par plusieurs facteurs tels que : les nuisances sonores qu’elle peut engendrer; sa protection et son efficacité; ou encore son intégration harmonieuse sur le plan visuel.
La PAC air/air est-elle efficace pour refroidir sa maison ?
La pompe à chaleur aérothermique air/air est très indiquée pour refroidir efficacement son logement. La version réversible de la PAC air/air est particulièrement recommandée pour cet usage.
Existe-t-il des labels qualité pour les pompes à chaleur ?
Il existe des labels pour certifier la qualité de votre pompe à chaleur aussi bien les produits que les services : QualiPAC, Eurovent, NF PAC, etc.
Quelle puissance de clim pour 100 m² ?
Il faut en moyenne une puissance de 100 W par m² pour assurer la climatisation.
Les pompes à chaleur sont-elles bruyantes ?
Le ventilateur et le compresseur d’une pompe à chaleur génèrent du bruit. Mesuré à moins d’un mètre d’une pompe en fonctionnement actif, le niveau sonore peut monter entre 50 et 60 décibels.
