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Comment choisir un chauffe-eau thermodynamique ?

Comment choisir un chauffe-eau thermodynamique ?

Denis, Bricoleur autodidacte, Les Yvelines

Guide écrit par:

Denis, Bricoleur autodidacte, Les Yvelines

15 guides

Un chauffe-eau thermodynamique est écologique et économique. Sur air ambiant, air extrait ou air extérieur : la pompe à chaleur puise les calories dans l’air et les restitue à l’eau du ballon. COP, montée en température, capacité du ballon : voici nos conseils pour bien choisir votre chauffe-eau thermodynamique.  
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Bien choisir un chauffe-eau thermodynamique (CET) repose sur plusieurs critères interdépendants. En premier lieu, il faudra choisir l’emplacement du chauffe-eau thermodynamique. Celui-ci détermine le modèle de CET (monobloc ou split), la source d’air, et la plage de températures de fonctionnement. Ensuite, vous pourrez identifier les autres caractéristiques liées à la capacité du ballon et aux performances.

Caractéristiques liées à l’emplacement du chauffe-eau thermodynamique

  • L’installation de la pompe à chaleur : CET monobloc (PAC intégrée sur le chauffe-eau) ou CET split (en 2 blocs, la PAC est installée à l’extérieur). Ce critère est directement lié à la source d’air.
  • La source d’air : air ambiant (garage ou buanderie de minimum 10 m²), air extérieur, ou raccordement sur VMC.
  • La plage de température de fonctionnement de la PAC : de - 5°C à + 42°C environ (voir températures minimum du lieu d’installation).

Caractéristiques liées à la capacité du ballon et aux performances 

  • La capacité du ballon ou nombre de personnes : compter 50 litres par personne (volume minimum de 100 l pour un CET).
  • Le temps de chauffe : entre 5 et 11 heures 
  • Le Coefficient de performance (COP) : entre 2 et 5. Plus il est élevé, moins le CET est énergivore (le COP est donné pour une température de référence (7°C). Le coefficient perd en performances si la température descend en dessous de ce seuil). Il existe aussi des chauffe-eau thermodynamiques héliothermiques à assistance solaire qui peuvent atteindre des COP de 7 en été.
  • Efficacité énergétique : entre 70 et 110 % (rendement)
  • La classe énergétique : de A+ à G
  • Le pilotage : programmateur et/ou Smartphone

Pour pouvoir être éligible en rénovation énergétique, le COP doit être supérieur ou égal à 2.4 si le chauffe-eau thermodynamique est à air ambiant, et à 2.5 s’il est à air extrait. De même, le CET doit afficher une efficacité énergétique minimum selon le profil de soutirage (M : 95 % ; L : 100 % ; XL : 110 %).

Comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique est un chauffe-eau électrique à accumulation dont l'eau est chauffée par une mini pompe à chaleur (PAC) d'une puissance de 1 à 2 kW. La PAC est soit intégrée au-dessus du ballon (modèle monobloc), soit déportée à l'extérieur de la maison (modèle split). La pompe à chaleur permet avec de l'air compris entre -5 et 42°C environ, de chauffer l'eau sanitaire à 50 /60°C et ceci d'une manière 2 à 3 fois plus économique qu'un chauffe-eau classique.  

Un chauffe-eau thermodynamique est rentabilisé en 5 ans en moyenne.

Fonctionnement de la PAC dans la production d'eau chaude sanitaire

Le réchauffement de l'eau est donc réalisée grâce à la PAC qui capte les calories présentes dans l'air. Leur transfert à l'eau se fait par l'intermédiaire d'un fluide frigorigène soumis à des changements d'état (liquide, gazeux) dans un cycle thermodynamique d'évaporation, de compression, de condensation, et de détente. L'électricité ne sert qu'à faire fonctionner le ventilateur (pour le captage de l'air) et le système de thermodynamie. 

Si l'air est trop froid soit en dessous de la plage de températures préconisée par le fabricant, la pompe à chaleur perd de son efficacité. Une résistance électrique intégrée dans le ballon entre alors en service et réchauffe l'eau à la manière d'un simple chauffe-eau électrique à accumulation.

COP ou Coefficient de Performance

Le COP indique le rapport entre l'énergie électrique consommée et l'énergie restituée. Le COP varie avec la température de l'air, et sa valeur est donnée pour une température de 7°C. Choisissez-le de préférence supérieur à 3,2.

Plus le COP est élevé, plus le CET est performant. Il se situe entre 2 et 5 environ.

Source des calories ou le prélèvement de l'air

Le prélèvement de l'air de la pompe à chaleur peut se faire soit :

  • de l'air ambiant de la pièce ou est installé le CET (voir paragraphe dédié plus bas) ;
  • de l'air extrait de la VMC ;
  • de l'air extérieur.
La source d'air est relative à l'emplacement et au lieu d'installation du chauffe-eau thermodynamique.

Capacité du ballon d'eau chaude

Le volume minimum observé est de 100 litres (l) pour un chauffe-eau thermodynamique, ce qui correspond au besoin de 2 personnes.

Pour tout calcul, compter 50 litres par personne.

Durée de la montée en température

Selon le modèle de CET, il faut entre 5 et 11 heures pour chauffer l'eau du ballon.

Privilégiez des durées courtes pour plus de confort.

Plage de températures de fonctionnement de la pompe à chaleur

La pompe à chaleur du chauffe-eau thermodynamique fonctionne selon une plage de températures comprises entre -5°C et + 42°C environ.

Vérifiez les températures minimales hivernales de votre région et choisissez un CET compatible ou revoyez la source d'air.

Protection contre la corrosion

La protection contre la corrosion est le plus souvent apportée par une anode ACI hybride (le haut de gamme de l'anode), offrant la meilleure protection cathodique qui soit.

L'anode est intégrée dans le ballon et protège la cuve de la corrosion.

Encombrement et nuisance sonore

Tout est fonction du modèle de chauffe-eau sélectionné et de l'espace d'installation disponible. Si vous optez pour un CET split, tout est possible. Le ballon est moins encombrant et celui-ci peut très bien être installé dans un garage, ou facilement être dissimulé dans un meuble ou dans une niche aménagée comme un simple chauffe-eau électrique à accumulation.

Si vous choisissez en revanche un CET monobloc, la pompe à chaleur génère environ 50 dB lors de son fonctionnement. Il est alors préférable d'installer le CET dans un garage ou une buanderie pour éviter les nuisances sonores.

Suivant l'emplacement du chauffe-eau thermodynamique dans votre logement, l'air peut provenir de trois sources différentes.

Air ambiant

L'air aspiré par le chauffe-eau provient de la pièce où il se trouve. Vu les débits en jeu, cette pièce doit être suffisamment grande, au moins 25 m3 soit environ 10 m². Une buanderie, un garage ou une cave non chauffés peuvent faire l'affaire. Pour éviter qu'elle ne se transforme en glacière, il est recommandé de rejeter l'air refroidi directement dehors.

L'air ambiant d'une telle pièce prend rarement une température négative ce qui garantit une certaine régularité et efficacité de la pompe à chaleur.

Air extrait de la VMC

L'air aspiré provient de la VMC de la maison. L'intérêt est que l'air vicié provenant de la VMC a une température de l'ordre de 19°C boostant le rendement de la pompe à chaleur. L'air refroidi vicié est rejeté à l'extérieur. Le chauffe-eau dans ce cas assure deux fonctions : ventilation et production d’eau chaude.

Le prélèvement de l'air par la VMC est optimal. Cependant ce type d’installation est onéreux et rend dépendant le CET de la VMC.

Air extérieur

Le prélèvement par source d'air extérieur est la configuration la plus courante. Deux cas sont possibles.

Chauffe-eau thermodynamique monobloc

La pompe à chaleur est située à l'intérieur de la maison et il s'agit d'un chauffe-eau thermodynamique monobloc.

L'air est amené et expulsé par deux gaines sortant à l'extérieur.

Chauffe-eau thermodynamique split ou bi-blocs

La pompe à chaleur est placée à l'extérieur de la maison et il s'agit d'un chauffe-eau thermodynamique bi-bloc ou split. La PAC est alors reliée par une liaison frigorifique au ballon d'eau chaude. Du fait de son faible encombrement, le CET peut être installé dans un placard, une salle de bains ou encore un cellier, au plus près des utilisateurs.

Voir le catalogue ManoMano
Liaison frigorifique

Sachez qu'il existe aussi des chauffe-eau thermodynamiques héliothermiques à assistance solaire qui peuvent atteindre des COP de 7 en été. Le fluide frigorigène n'est plus réchauffé par l'air mais par les rayons solaires.

Vérifiez que le fluide frigorigène n'a pas d'impact sur la couche d'ozone (R134A, R410A).

A l'instar de la production d'eau chaude sanitaire, de l'isolation thermique, de la ventilation et d'autres systèmes de chauffage, les chauffe-eau thermodynamiques s'inscrivent dans le programme de Rénovation énergétique visant à réduire la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre des bâtiments.

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Denis, Bricoleur autodidacte, Les Yvelines, 15 guides

Denis, Bricoleur autodidacte, Les Yvelines

Je suis tombé dans le bricolage il y a une dizaine d'années lors de l'achat d'une maison à rénover. Après avoir isolé les combles, refait les salles de bains, les WC, la cuisine, les chambres… j’ai construit un bâtiment annexe, installé un nouveau portail et sa clôture et équipé la maison d'un chauffe-eau solaire. J’ai coulé des dizaines de m3 de béton en dalles et en fondations et rénové la toiture… je peux dire que les matériaux et les outils, ça me connait ! Les heures passées à chercher des informations sur les forums et dans la presse spécialisée pour trouver des solutions à mes problèmes se comptent par milliers... alors vous faire profiter de mes connaissances sur les outils et les équipements de maison n'est qu'un juste retour d'expérience ! 

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