Selon les estimations de l’ANAH, un chauffe-eau thermodynamique permet de réaliser jusqu’à 70% d’économies sur les factures d’eau chaude. Ceci, grâce à son fonctionnement.
Encore appelé cumulus thermodynamique, le chauffe-eau thermodynamique est un système de production d’eau chaude. Il est composé principalement d’une pompe à chaleur et d’un ballon de stockage d’eau. Ce système produit donc de l’eau chaude sanitaire (ECS) dans un logement grâce une énergie renouvelable.
Parce qu’il n’est pas toujours aisé de le comprendre, cet article vous propose quelques éléments pour mieux connaître comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique.
Déjà, de quoi se compose le chauffe-eau thermodynamique ?
Pour mieux comprendre comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique, il est important de connaître sa composition.
Le chauffe-eau thermodynamique est un système de chauffage qui se compose principalement d’une pompe à chaleur alimentée par électricité et d’un ballon d’eau chaude. Et en fonction de la pompe chaleur du chauffe-eau, on en distingue plusieurs types :
- Le chauffe-eau thermodynamique avec pompe à chaleur aérothermique. C’est le plus utilisé actuellement et dont le fonctionnement nous intéresse ;
- Le chauffe-eau thermodynamique avec pompe à chaleur géothermique ;
- Le chauffe-eau thermodynamique avec pompe à chaleur héliothermique proche du chauffe-eau solaire.
À l’instar du procédé utilisé par l’aérothermie, le chauffe-eau thermodynamique combine un ainsi un chauffe-eau et une pompe à chaleur pour produire l’eau chaude sanitaire.
La pompe à chaleur, le ballon d’eau, l’air ont donc chacun un rôle important dans le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique.
Quel rôle joue la pompe à chaleur ?
Dans un chauffe-eau thermodynamique, la pompe à chaleur intègre un ventilateur captant l’air selon l’installation privilégiée. Elle extrait les calories qui vont permettre de chauffer le liquide colporteur, dont la chaleur va ensuite être restituée dans le ballon de stockage d’eau.
La pompe à chaleur du système permet ainsi de récupérer l’air issu de différents environnements compris généralement entre -5 et + 35°C.
- Pour un chauffe-eau thermodynamique sur air ambiant, la pompe à chaleur récupère l’énergie de l’air de la pièce où elle est installée, et rejette ensuite l’air refroidi directement dans cette même pièce ;
- Pour le chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur : la pompe à chaleur récupère l’énergie de l’air extérieur au logement et rejette ensuite l’air refroidi directement à l’extérieur ;
- Pour un chauffe-eau thermodynamique sur air extrait : la pompe à chaleur est connectée au système de ventilation et va donc récupérer l’air extrait par la VMC pour ensuite la rejeter refroidie vers l’extérieur via la ventilation.
Pour fonctionner de manière efficace, la pompe à chaleur doit être installée dans une pièce d’au minimum de 10m² (ou avec un volume d’air de 20m3), non-chauffée, dont la température doit être comprise entre 5 et 35°C pendant toute l’année. En effet, si les températures passent en dessous de 5°C, une alimentation électrique devra alors prendre le relais de la pompe à chaleur.
Quoi qu’il en soit un chauffe-eau thermodynamique peut vous donner droit à la prime énergie si vous êtes éligibles, dont le montant diffère selon vos ressources. N’hésitez pas à vous renseigner sur le dispositif afin d’amortir le coût d’installation.
Comment se passe la gestion de l’air ?
Le chauffe-eau thermodynamique a besoin pour son fonctionnement d’un certain volume d’air. Par captage aérothermique, il récupère l’énergie présente naturellement dans l’air.
Comme évoqué plus haut, cet air peut provenir : de la pièce dans laquelle le chauffe-eau est installé, de l’air provenant de la ventilation mécanique contrôlée (VMC) de votre habitation ou, plus rarement, l’air extérieur.
En effet, le fluide frigorigène qui circule dans la pompe à chaleur est maintenu dans sa forme liquide jusqu’à -5°C. Ainsi, tout air ayant une température supérieure est en mesure de provoquer son passage à l’état gazeux et donc la production d’eau chaude.
L’idéal est de capter l’air intérieur du domicile, notamment dans les pièces de services comme la buanderie ou la salle de bain. Cependant, la pièce choisie doit avoir un volume d’air d’au moins 20 m³ pour le bon fonctionnement de l’appareil, soit l’équivalent d’une superficie (minimale) de 10 m².
Il est également possible d’installer le chauffe-eau thermodynamique dans une pièce plus petite et capter l’air dans une pièce connexe plus adéquate via la pose d’une gaine permettant de capter l’air de la pièce en question, même si cette solution entraînera des dépenses plus importantes. Demandez l’avis d’un expert et profitez-en des aides disponibles pour réduire les coûts de pose et installation de votre chauffe-eau thermodynamique.
Comment fonctionne le ballon d’eau chaude ?
Lorsque les calories d’air sont récupérées, la pompe à chaleur les restitue sous forme de chaleur dans le ballon afin de chauffer l’eau. Le temps de chauffe est ici plutôt court. Par exemple, pour un ballon de 250 litres, il faut compter environ 8 heures. Le volume de stockage d’eau chaude étant généralement compris entre 150 et 300 litres d’eau.
Pour plus d’efficacité, il est généralement recommandé de placer ce ballon dans un endroit qui n’est pas soumis aux températures extérieures. Il faut donc préférer une installation en volume chauffé ou bien dans un local attenant au volume chauffé. L’objectif est d’éviter des pertes thermiques importantes encore appelées « pertes statiques ».
D’autre part, les dimensions et la capacité du ballon d’eau chaude thermodynamique sont des données importantes. Un ballon trop grand par rapport aux besoins du domicile en eau chaude va augmenter ces « pertes statiques », d’où une augmentation de la consommation en énergie.
