Pompe à chaleur et production d'eau chaude sanitaire, que choisir ?

Dans le domaine du confort domestique, la production d'eau chaude sanitaire joue un rôle primordial, affectant notre bien-être quotidien ainsi que notre budget. Deux options prédominent dans ce secteur : les systèmes traditionnels de chauffe-eau et les pompes à chaleur. Cette dernière, réputée pour sa capacité à produire du chauffage, est également efficace pour produire de l'eau chaude, bien que moins connue à cet égard. Les pompes à chaleur air-eau peuvent ainsi vous assurer un confort optimal dans votre salle de bains, en fournissant de l'eau chaude à la température désirée, tout en prenant soin de l'environnement et de vos finances. Les solutions disponibles incluent la pompe à chaleur avec production d'eau chaude sanitaire (ECS) intégrée ou déportée et le chauffe-eau thermodynamique (CET). Chacune de ces technologies présente des avantages distincts, en fonction des besoins spécifiques de votre foyer, des caractéristiques de votre logement, et de votre installation actuelle.

Pourquoi envisager une pompe à chaleur pour la production d'eau chaude ?

Fonctionnement de base d'une pompe à chaleur : transférer des calories

La pompe à chaleur (PAC) fonctionne sur un principe thermodynamique. Ce mécanisme capte les calories présentes dans l'environnement extérieur — que ce soit l'air, l'eau ou le sol — pour chauffer un domicile ou un bâtiment. Le processus débute lorsque le fluide frigorigène, qui circule à l'intérieur de la PAC, absorbe la chaleur environnante à l'état liquide et à basse pression. Ce fluide est ensuite compressé par un compresseur, une étape qui élève sa température et sa pression.

Ensuite, le fluide frigorigène surchauffé traverse le condenseur où il libère la chaleur accumulée dans l'intérieur du domicile, réchauffant ainsi l'air ou l'eau du système de chauffage central. Cette libération de chaleur permet au fluide de se refroidir et de condenser, retournant à un état liquide. Finalement, le fluide passe par un détendeur qui abaisse sa pression et sa température, le préparant pour un nouveau cycle de chauffage. Ce cycle se répète continuellement pour maintenir une température ambiante confortable à l'intérieur du logement.

Fonctionnement d'une PAC avec production d'eau chaude : échangeur thermique

Lorsqu'une pompe à chaleur est équipée pour fournir de l'eau chaude sanitaire, elle intègre un échangeur thermique supplémentaire spécialement conçu pour ce but. Cet échangeur fonctionne en parallèle avec le système de chauffage. Après que le fluide frigorigène a libéré sa chaleur pour le chauffage de l'air, il passe à l'échangeur thermique dédié à l'ECS. Là, il cède ses calories résiduelles à l'eau du circuit sanitaire, chauffant ainsi l'eau qui sera distribuée aux robinets et autres appareils domestiques. Ce processus permet donc à la PAC de remplir une double fonction : chauffer la maison tout en produisant de l'eau chaude de manière efficace et économique.

Comment avoir de l'eau chaude avec une pompe à chaleur ?

Intégration de la production d'eau chaude dans la pompe à chaleur

Lorsqu'il s'agit de maximiser l'efficacité énergétique tout en minimisant l'encombrement de l'équipement de chauffage domestique, opter pour une PAC air-eau avec module de production d'eau chaude sanitaire intégré est une solution idéale. Cette configuration, communément désignée sous le terme de "PAC mixte", combine deux fonctions essentielles en une seule unité, ce qui en fait un choix économique et pratique

La PAC mixte est équipé d’un ballon de stockage intégré au sein de l'unité intérieure, lui permettant de fournir à la fois le chauffage et l'eau chaude sanitaire. Ce dispositif tout-en-un permet de non seulement simplifier l'installation et diminuer les coûts initiaux, mais optimise également l'espace en éliminant le besoin d'équipements séparés pour le chauffage et l'eau chaude.

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Avantages de la PAC mixte

• Simplification des infrastructures : En intégrant la production d'ECS et le système de chauffage en une seule unité, la PAC mixte minimise considérablement la complexité de l'installation et de la maintenance.
• Optimisation de l'espace : Cette configuration élimine le besoin d'espaces séparés pour un chauffe-eau et une chaudière, ce qui est particulièrement avantageux dans les habitats à espace limité.
• Efficacité énergétique : Avec un seul appareil gérant deux fonctions, la PAC mixte utilise l'énergie de manière plus efficiente, ce qui peut entraîner des réductions significatives de la consommation énergétique et des coûts d'entretien.

Cependant, le choix d'une PAC mixte comporte aussi des inconvénients. Le fonctionnement continu de l'appareil, nécessaire pour assurer la production d'eau chaude tout au long de l'année, peut entraîner une usure plus rapide des composants. De plus, en cas de panne, les occupants du logement peuvent se retrouver sans chauffage et sans eau chaude sanitaire simultanément, ce qui peut poser un problème, surtout durant les périodes froides. Il est nécessaire d'installer sa pompe à chaleur mixte dans une pièce avec une hauteur de 2 mètres.

✔️ Bon à savoir ! La technologie Inverter est une caractéristique avancée intégrée dans certaines pompes à chaleur comme la Alféa Excellia duo A.I.11 ou encore dans la gamme OptiPac de PERGE. Cela optimise considérablement la gestion de l'énergie et améliore l'efficacité générale, notamment dans la production d'eau chaude sanitaire. Contrairement aux systèmes de PAC air-eau traditionnels qui opèrent selon un mode "tout ou rien", une pompe à chaleur équipée d'un Inverter ajuste sa puissance selon les besoins réels de chauffage et de production d'eau chaude. Ce procédé permet d'éviter les cycles courts et fréquents de démarrages et d'arrêts, qui sont non seulement bruyants, mais également énergivores et usants pour le compresseur

Pompe à chaleur avec système de production d'eau chaude externe

Lorsque la mise en place d'une PAC mixte n'est pas envisageable, opter pour une pompe à chaleur avec de la production d'eau chaude externe (préparateur) devient une alternative viable. Ce type de configuration sépare la gestion du chauffage et de l'eau chaude, permettant une plus grande flexibilité et adaptabilité pour répondre aux besoins spécifiques du foyer.

Comment s'organise une pompe à chaleur avec un ballon externe ?

• Pompe à Chaleur monobloc : Cette unité centrale extrait l'énergie thermique de l'air extérieur pour chauffer la maison.
• Ballon d'ECS : Un préparateur dédié à l'accumulation et à la conservation de l'eau chaude sanitaire, souvent équipé d'un élément chauffant électrique pour garantir une disponibilité continue, même lorsque la PAC est moins performante ou en pause. Avec un stockage de 200L, le préparateur de la marque Thermador est spécialement conçu pour les PAC.
• Ballon tampon : Améliore la régulation thermique du système de chauffage et diminue la fréquence des cycles de marche/arrêt de la PAC, ce qui optimise l'efficacité énergétique globale.
• Vanne trois voies : Essentielle pour orienter correctement le flux d'eau chaude entre la PAC, le ballon d'ECS, et le dispositif de chauffage. A noter que pour les pompes à chaleur de la gamme Wellea Monobloc d'Airwell, la marque propose une vanne trois voies spécialement conçu pour le fonctionnement chauffage et ECS.

Avantages de la PAC avec un préparateur ECS

• Flexibilité et adaptabilité : Une PAC avec un préparateur d'ECS permet d'ajuster précisément les capacités de l'appareil en accord avec des demandes énergétiques du domicile.
• Compatibilité avec le solaire : Le ballon d'ECS peut être couplé avec des capteurs solaires pour une bonne efficience, tirant parti des énergies renouvelables pour réduire encore davantage l'empreinte carbone du foyer.

Défis de l'Installation

La mise en place de plusieurs unités nécessite une intégration soignée et un dimensionnement précis pour assurer une performance optimale, ce qui peut compliquer le processus. Surtout, comme plusieurs composants sont impliqués, le système peut nécessiter des maintenances plus fréquentes pour rester efficace.

Pour garantir la réussite de l'installation, il est important de faire appel à des professionnels qualifiés qui comprennent les nuances du principe thermique et de la plomberie. Assurez-vous que tous les composants soient compatibles et correctement dimensionnés pour répondre à vos besoins en chauffage et en eau chaude. Vous pouvez notamment vous référez à notre calculatrice pour dimensionner correctement sa PAC air-eau.

Des innovations récentes ont permis de développer des ballons d'ECS qui intègrent un ballon externe, un ballon tampon et un système solaire en une seule unité monobloc. Cette approche minimise considérablement la complexité de la mise en place tout en offrant les mêmes avantages d'efficacité et de flexibilité.

L'association à un ballon d'eau chaude thermodynamique

Si vous êtes à la recherche d'une solution optimale pour le chauffage de votre logement tout en maximisant les économies d'énergie, envisager l'installation d'un chauffe-eau thermodynamique en complément d'une pompe à chaleur (PAC) classique pourrait être la stratégie idéale. Cette configuration permet de séparer efficacement les tâches de chauffage et de production d'eau chaude sanitaire, optimisant ainsi l'utilisation de chaque appareil selon ses points forts.

Le chauffe-eau thermodynamique fonctionne sur un principe similaire à celui d'une PAC : il extrait les calories de l'air ambiant pour chauffer l'eau, une méthode beaucoup plus efficace et économe en énergie que les méthodes traditionnelles de chauffage de l'eau.

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Les avantages du ballon thermodynamique

• Efficacité Énergétique : Les ballons d'eau chaude thermodynamique peuvent être jusqu'à trois fois plus efficaces que les chauffe-eau électriques traditionnels. Ils consomment moins d'énergie pour un rendement plus élevé, ce qui se traduit par des réductions significatives des factures d'énergie.
• Autonomie : Contrairement aux PAC mixtes, ces ballons fonctionnent de manière indépendante, ce qui signifie qu'ils ne sont pas affectés par les performances du chauffage central de la maison. Cela garantit une source constante d'eau chaude, même en cas de défaillance d'autres équipements.
• Coupler le principe thermodynamique à un système solaire : Certains chauffe-eau thermodynamiques sont solaires, ils permettent d'utiliser l'énergie solaire pour la production d'eau chaude sanitaire.

Pompe à chaleur et ECS, que choisir ?

Choisir entre une pompe à chaleur (PAC) avec eau chaude sanitaire intégrée ou non et un ballon ECS thermodynamique indépendant dépend de vos besoins spécifiques en eau chaude et de vos préférences personnelles. Pour vous aider à prendre une décision, voici les principaux aspects à considérer:

Votre besoin en eau chaude

Pour une consommation élevée d'eau chaude sanitaire, un ballon ECS thermodynamique indépendant avec une capacité de stockage plus grande est souvent plus adapté. Ce type de ballon peut gérer des demandes importantes en eau chaude, ce qui le rend idéal pour les grandes familles ou les maisons avec plusieurs salles de bains. Pour choisir la capacité d'un chauffe-eau thermodynamique et en savoir plus sur son fonctionnement, l'article Pourquoi choisir un CET ? vous guidera dans ce choix.

Coûts à court et long terme

Les coûts d'installation varient selon la complexité du système et les besoins en plomberie. Une pompe à chaleur avec ECS intégrée peut être plus simple à installer, car elle se présente comme une unité compacte, réduisant ainsi les besoins en raccordements et en travaux de plomberie. Avant de choisir une pompe à chaleur avec ballon externe, assurez-vous que la PAC soit dotée de la technologie Inverter pour diminuer considérablement les frais liés.

Geoplanete a comparé pour vous la fourchette de prix pour chaque configuration. Pour la pompe à chaleur avec la production d’ECS intégré, la fourchette est estimée entre 5 000 et 10 000€. Si vous choisissez une pompe à chaleur avec un ballon déporté, il faudra compter environ 5 200€ sans prendre en compte les frais d’installation et de raccordement. Enfin pour le chauffe-eau thermodynamique associé à la pompe à chaleur, le prix est estimé à 5 500€.

Il est également important de noter que le chauffe-eau thermodynamique peut permettre jusqu'à 70% d'économie d'énergie par rapport aux équipements de chauffage traditionnels. Cette performance énergétique peut significativement réduire vos factures d'énergie à long terme, rendant cette option particulièrement attractive pour ceux qui cherchent à optimiser leur consommation tout en minimisant leur impact environnemental.

Flexibilité et entretien

Un ballon ECS thermodynamique indépendant offre une plus grande flexibilité en termes d'emplacement au sein du logement. Vous pouvez choisir le meilleur endroit pour le ballon d'eau chaude, selon l'espace disponible dans votre maison.

En revanche, une pompe à chaleur avec un ballon intégré combine les fonctions de chauffage et de production d'eau chaude dans une unité compacte. Si l'espace est limité, ce dispositif peut être plus pratique, offrant une solution tout-en-un sans nécessiter de grands espaces intérieur.

Que choisir ?

• Pour une solution tout-en-un compacte et si vous disposez de l'espace nécessaire, une pompe à chaleur avec un ballon intégré est une excellente option. Elle combine efficacité énergétique et économie d'espace, tout en simplifiant la mise en place.
• Pour des nécessités importants en eau chaude ou pour plus de flexibilité d'installation, un ballon ECS thermodynamique indépendant est plus adapté. Il offre une grande capacité de stockage, un disposition personnalisable et des économies d'énergie substantielles, répondant efficacement aux demandes élevées en eau chaude.
• Pour une solution personnalisable, envisagez une pompe à chaleur individuelle connectée à un préparateur ECS. Cette configuration vous permet de bénéficier des avantages d'une gestion intelligente de l'énergie et d'une adaptation précise à vos besoins spécifiques de chauffage et d'eau chaude.

En résumé  

FAQ

Quels sont les critères principaux pour choisir entre une pompe à chaleur et un équipement de production d'eau chaude sanitaire ?

Lorsque vous envisagez d'installer ou de remplacer un dispositif de chauffage et d'eau chaude sanitaire, plusieurs facteurs clés doivent guider votre décision. Premièrement, évaluez les besoins quotidiens en eau chaude de votre foyer, car cela influencera directement la capacité et la méthode la plus adaptée. Selon vos nécessités, vous devrez choisir une taille et une puissance de ballon d'eau chaude. Les coûts, tant initiaux qu'opérationnels, jouent également un rôle dans le choix du dispositif. Il est aussi important de prendre en compte les subventions et les aides financières disponibles qui peuvent réduire considérablement le coût initial. Enfin, l'espace disponible pour l'installation peut limiter vos options, certains équipements nécessitant plus de place que d'autres.

Quelle configuration est la plus économique à long terme : avec ECS intégrée, ballon tampon, ou chauffe-eau thermodynamique ?

Le ballon thermodynamique couplé à une pompe à chaleur peut présenter un coût initial plus élevé, mais il est important de prendre en compte les économies réalisables à long terme. Grâce à son efficacité énergétique, le CET exploite la chaleur de l'air ambiant pour chauffer l'eau, diminuant considérablement la consommation d'énergie par rapport aux systèmes traditionnels. De plus, avec les avancées technologiques qui améliorent continuellement l'efficience de ces appareils et les aides financières disponibles pour encourager leur adoption, l'investissement initial peut souvent être amorti en quelques années seulement. En considérant ces facteurs, le CET s'avère être une solution particulièrement rentable sur le long terme avec près de 70% d’économies.

Comment l'espace disponible influence-t-il le choix entre ces différentes configurations de pompe à chaleur ?

L'espace disponible dans votre domicile joue un rôle important dans la sélection de la configuration de votre pompe à chaleur. Une pompe à chaleur avec production d'eau chaude intégré est souvent plus compacte en termes d'encombrement au sol, mais elle nécessite une hauteur minimale de 2 mètres, comparable à celle d'un grand réfrigérateur.

D'autre part, si l'espace est un facteur limitant, un chauffe-eau thermodynamique indépendant pourrait être une meilleure option. Ces systèmes offrent plus de flexibilité puisque vous pouvez choisir entre différentes tailles et puissances selon les dimensions disponibles et vos besoins spécifiques. De plus, la possibilité de sélectionner le type de mise en place, qu'elle soit verticale ou horizontale, permet d'adapter le chauffe-eau à l'espace existant, optimisant ainsi l'utilisation de chaque centimètre disponible.

Comment augmenter la température de l'eau sur une pompe à chaleur ?

Pour augmenter la température de l'eau sur une pompe à chaleur, il est important de suivre quelques étapes tout en tenant compte des recommandations pour un fonctionnement optimal. Les pompes à chaleur sont généralement configurées pour offrir un rendement maximal lorsque l’eau chaude est réglée entre 45 °C et 55 °C et le chauffage à moins de 40 °C. Cela est dû au fait que pour atteindre des températures plus élevées, le compresseur de la pompe à chaleur doit travailler sous une pression plus élevée, ce qui nécessite un effort plus important et peut réduire l'efficacité globale de l'appareil.

Si les réglages prédéfinis ne répondent pas à vos besoins, vous pouvez essayer de régler manuellement la température. Cela se fait généralement via le panneau de contrôle où vous pouvez entrer la température souhaitée directement. Soyez conscient que maintenir une température élevée peut entraîner une consommation d'énergie plus importante et potentiellement réduire la durée de vie de l'appareil en raison de l'effort du compresseur.

Tous les types de PAC permettent-ils de produire de l'eau chaude ?

Non, toutes les pompes à chaleur ne permettent pas de produire de l'eau chaude sanitaire. La capacité de production d'eau chaude dépend du type de pompe à chaleur et de sa configuration.

Les pompes à chaleur hydrothermiques ou géothermiques, ainsi que les modèles aérothermiques de type air-eau ou hybride, peuvent intégrer directement la production d'eau chaude sanitaire. Cependant, la PAC air-air est une exception. Comme elle fonctionne en diffusant la chaleur produite via la ventilation dans les pièces, elle ne peut pas intégrer de ballon d'eau chaude directement dans son système. Pour obtenir de l'eau chaude sanitaire avec une PAC air-air, il est nécessaire de coupler le système à un CET indépendant, qui produira l'eau chaude sanitaire séparément.