Pourquoi choisir un chauffe-eau thermodynamique ?

À mesure que la transition énergétique prend de l'ampleur, les foyers français se tournent de plus en plus vers des solutions respectueuses de l'environnement et économiquement avantageuses. Parmi celles-ci, le chauffe-eau thermodynamique se démarque comme une alternative de choix, conjuguant écologie et économie d'énergie. En effet, ce système innovant capte les calories de l'air pour chauffer l'eau, exploitant ainsi une source renouvelable et omniprésente. Grâce à cette technologie, il est possible de réaliser jusqu'à 75 % d'économies d'énergie, un argument de poids à l'heure où la maîtrise des dépenses devient capitale.

Vous vous interrogez sur les avantages de ce dispositif pour votre propre domicile ? Ce guide complet présente un panorama détaillé des bénéfices du ballon d'eau chaude thermodynamique, en explorant non seulement son fonctionnement et les économies qu'il permet de générer, mais aussi en évaluant son adéquation avec vos besoins spécifiques de chauffage domestique et de production d'eau chaude sanitaire.

Le chauffe-eau thermodynamique individuel est une solution ingénieuse pour répondre aux besoins en eau chaude sanitaire des foyers, en associant l'efficacité d'une pompe à chaleur à la simplicité d'un ballon électrique. Cette combinaison permet de tirer parti de l'énergie aérothermique, donc d'une énergie renouvelable, tout en garantissant une source de chauffage constante et efficace pour l'eau.

Ce dispositif qui allie l'efficacité de la technologie des pompes à chaleur avec des composants spécifiques permettant une solution de production d'eau chaude à la fois durable et économique. Voici une explication de ses composants principaux :

• Cuve émaillée : La cuve, qui peut être en cuivre, acier, inox ou plastique, est revêtue d'une couche protectrice d'émail. Cette protection est essentielle pour prévenir la corrosion du matériau, garantissant ainsi une longévité du chauffe-eau thermodynamique. L'émail sert donc de barrière contre les éléments corrosifs présents dans l'eau. À savoir qu'une cuve en inox bloque la corrosion, ainsi les chauffe-eau thermodynamiques utilisant ce matériau n'ont pas besoin d'anode, c'est le cas du modèle EDEL de la marque Intuis.
• Isolation en mousse sans CFC : L'isolation du chauffe-eau thermodynamique est cruciale pour maintenir la température de l'eau. Utilisant une mousse sans chlorofluorocarbures (CFC), elle contribue à une meilleure efficacité énergétique en réduisant la consommation d'énergie nécessaire pour maintenir l'eau à la température désirée. Cette performance se mesure en kilowatts consommés sur 24 heures.
• Résistance électrique d’appoint : Pour garantir l'efficacité constante du chauffe-eau thermodynamique même dans des conditions climatiques défavorables, une résistance électrique d’appoint prend le relais lorsque la chaleur extérieure est trop basse pour que la pompe à chaleur fonctionne efficacement.
• L’anode de protectionest divisée en 3 types :
  • Anode magnésium : Utilisée dans plusieurs modèles, l'anode en magnésium protège la cuve par le phénomène d'électrolyse, où un courant électrique naturel se forme et prévient la corrosion. Elle nécessite un remplacement périodique pour maintenir son efficacité. Airwell a joué la carte de la sécurité avec à la fois une cuve en inox et une anode en magnésium pour son modèle ELEO.
  • Anode en titane : L'anode en titane, ou ACI est conçue pour durer beaucoup plus longtemps que l'anode en magnésium et ne requiert pas d'entretien régulier, faisant usage d'un courant imposé pour protéger efficacement la cuve.
  • Anode hybride : La plus avancée, l'anode hybride ou ACI hybride, combine les bénéfices des anodes en magnésium et en titane, offrant une protection complète contre la corrosion pour une période prolongée grâce à un courant de faible intensité qui favorise une barrière protectrice autour de la cuve. L'aeromax 6 de la marque Thermor en est, par exemple, équipé.

Le chauffe-eau thermodynamique est une solution innovante pour chauffer l'eau de votre domicile de manière efficace et écologique. Utilisant le même fonctionnement qu'une pompe à chaleur aérothermique, ce système capte les calories contenues dans l'air pour chauffer l'eau, fonctionnant sur des principes similaires à ceux d'un réfrigérateur ou d'une climatisation, mais en inversé.

Le cœur du système est le fluide frigorigène, qui circule dans un cycle fermé au sein de la pompe à chaleur :

1. Évaporation : Le fluide frigorigène capte les calories présentes dans l'air ambiant, passant de l'état liquide à l'état gazeux.
2. Compression : Le compresseur augmente la pression du fluide gazeux, ce qui élève sa température.
3.  Condensation : À haute température, le fluide traverse le condenseur où il cède sa chaleur à l'eau du ballon, revenant à l'état liquide.
4. Détente : Le fluide est ensuite détendu, ce qui diminue sa pression et sa température, le préparant à recommencer le cycle.

Une fois chauffée, l'eau est stockée dans le ballon du chauffe-eau, prête à être distribuée à travers les divers points de consommation de la maison, tels que la cuisine, la salle de bain ou les toilettes.

Les chauffe-eau thermodynamiques sont conçus pour fonctionner efficacement même sur des degrès extérieurs bas. Par exemple, le modèle Aeromax 6 de la marque Thermor peut opérer entre -5 °C et 43 °C, ce qui en fait un choix idéal pour les régions aux climats variés.

En cas de températures extrêmement basses ou élevées, où la pompe à chaleur pourrait ne plus être efficace, une résistance électrique d'appoint est intégrée. Cette dernière prend le relais automatiquement pour garantir un approvisionnement continue d'eau chaude sanitaire, assurant ainsi confort et tranquillité d'esprit tout au long de l'année.

Les CET monobloc intègrent la pompe à chaleur directement au ballon thermodynamique. Cette configuration compacte facilite l'installation, la rendant moins encombrante et idéale pour les petits espaces ou pour une mise à niveau rapide. De plus, en raison de la proximité entre la pompe à chaleur et le ballon thermodynamique, les pertes thermiques sont minimisées, ce qui améliore l'efficacité du dispositif. Les modèles monoblocs sont également généralement plus abordables, offrant une solution économique pour ceux qui cherchent à réduire les coûts initiaux.  

Contrairement aux modèles monoblocs, les systèmes split séparent la pompe à chaleur du ballon thermodynamique. Cette séparation permet une plus grande flexibilité d'installation, car la pompe à chaleur peut être placée à l'extérieur de la maison ou dans une zone non chauffée, libérant ainsi de l'espace à l'intérieur. Cette configuration capte par ailleurs mieux les calories de l'air extérieur, ce qui se traduit par un meilleur rendement énergétique et de réelles économies.

Les chauffe-eau thermodynamiques utilisent différentes méthodes pour capter les calories de l'air, essentielles à leur fonctionnement. Ces méthodes varient principalement en fonction de la disposition des composants du système et de l'emplacement de l'installation.

Le système gainable représente une option flexible pour les ballons thermodynamiques. Dans ce système, le chauffe-eau est installé à l'intérieur de la maison, mais il capte l'air extérieur à travers une gaine qui traverse le mur. Ce mécanisme permet d'éviter de refroidir l'espace intérieur puisque l'air, une fois refroidi par la pompe à chaleur, est expulsé vers l'extérieur par une seconde gaine. Ce type de configuration est avantageux car il minimise les pertes d'énergie tout en maintenant une température stable à l'intérieur de la maison. De nombreuses références existent pour un chauffe-eau thermodynamique gainable, il peut d'ailleurs être installé au sol ou sur mur en fonction du modèle.

Le prélèvement d'air ambiant est une méthode où le chauffe-eau est installé dans un espace de la maison, comme un garage ou une cave. Cette configuration utilise l'air de la pièce dans laquelle il est situé pour opérer la pompe à chaleur. L'air refroidi, conséquence directe du processus de chauffage de l'eau, est ensuite rejeté dans le même espace. Les chauffe-eau thermodynamiques sur air ambiant sont particulièrement adaptés aux climats doux et aux maisons où l'installation d'une gaine serait difficile. 

En effet, il existe également des CET qui utilise les calories de l'air ambiant, mais qui rejette l'air froid à l'extérieur. Le meilleur modèle de chauffe-eau thermodynamique sur air ambiant et sur air extérieur est le Elensio de la marque De Dietrich.

Lors de l'acquisition d'un chauffe-eau thermodynamique (CET), il est crucial de sélectionner un modèle dont la capacité correspond précisément aux besoins de votre foyer pour maximiser l'efficacité énergétique et assurer un fonctionnement optimal. Voici quelques éléments clés à prendre en compte pour faire le bon choix.

Les chauffe-eaux thermodynamiques sont disponibles dans une large gamme, généralement entre 150 et 300 litres. Choisir la bonne taille est essentiel : un ballon trop grand augmentera vos coûts d'exploitation sans utilité, tandis qu'un ballon trop petit ne pourra pas répondre à vos besoins en eau chaude sanitaire lors des pics de consommation.

• Température de l'air ambiant : La performance de la PAC est directement liée à la température de l'air dont elle extrait les calories. Il est donc important de considérer l'installation dans un espace où la température est la plus stable possible.
• Consommation d'eau : Le rendement du chauffe-eau augmente avec la quantité d'eau chaude utilisée. Il est donc important de ne pas surdimensionner votre CET. Un ballon trop grand par rapport à vos besoins réels pourrait entraîner une baisse d'efficacité, car l'eau resterait plus longtemps dans le ballon, perdant ainsi de la chaleur.
• Emplacement du ballon : Installer le ballon dans un local non isolé ou exposé directement aux variations de température extérieure (comme un abri de jardin) est à éviter, puisque cela pourrait réduire significativement l'efficience de l'appareil. 

Le Coefficient de Performance (COP) est un indicateur clé de l'efficacité énergétique d'un chauffe-eau thermodynamique. Ce chiffre, que vous retrouverez sur la fiche technique de l'appareil, mesure la quantité d'énergie utile produite pour chaque unité d'énergie consommée.

• Définition du COP : Le COP est le ratio entre l'énergie thermique produite par la pompe à chaleur et l'énergie électrique qu'elle consomme. Si un chauffe-eau a un COP de 3, cela signifie qu'il produit 3 kWh d'énergie thermique pour chaque kWh d'électricité dépensé.
• Signification du COP : Un COP plus élevé représente une meilleure efficacité énergétique. Pour les chauffe-eau thermodynamiques, un COP supérieur à 2,5 est généralement considéré comme performant. Cela indique que l'appareil est capable de tripler presque l'énergie qu'il consomme en chaleur utile.

À titre de comparaison, un chauffe-eau électrique classique (cumulus) a un COP moyen d'environ 0,8, ce qui signifie qu'il perd plus de chaleur qu'il n'en produit. Cela montre pourquoi les chauffe-eaux thermodynamiques, avec un COP bien plus élevé, sont considérés comme beaucoup plus efficaces et écoénergétiques.

Les modèles de chauffe-eau thermodynamiques affichent souvent des labels énergétiques comme A ou A+, attestant de leur haute performance. Ces étiquettes sont un excellent indicateur de l'efficacité et peuvent aider les consommateurs à faire des choix éclairés lors de l'achat de nouveaux équipements.

Lors de la sélection d'un chauffe-eau thermodynamique, outre les critères de puissance totale et de coefficient de performance (COP), le V40 est un indicateur important à comprendre. Ce terme technique désigne le potentiel de l'équipement à chauffer l'eau à 40 °C sous conditions normales d'utilisation.

Le V40, exprimé en litres, mesure la quantité d'eau chaude qu'un chauffe-eau peut délivrer avant que le degré de l'eau ne descende en dessous de 40 °C. Il est directement lié aux performances thermiques de l'appareil et à son habileté à récupérer rapidement après utilisation intensive. Par exemple, un chauffe-eau avec un volume de stockage de 200 litres et un coefficient V40 de 1,75 est capable de produire jusqu'à 350 litres d'eau à 40 °C. Cela indique une conversion efficace de l'énergie en eau chaude utilisable. Autres exemples, un chauffe-eau de 200 litres avec un V40 de 1,30 fournira 260 litres d'eau chaude, tandis qu'un modèle plus petit de 150 litres mais avec un V40 de 2,0 pourra fournir jusqu'à 300 litres d'eau chaude. Ce dernier, bien qu'ayant un réservoir inférieur, serait plus adapté à un foyer avec une consommation d'eau chaude plus importante.

L'installation d'un chauffe-eau thermodynamique est un projet qui nécessite une planification minutieuse pour assurer son efficacité et sa performance. Voici un guide détaillé sur les étapes clés pour installer correctement votre chauffe-eau thermodynamique, que ce soit dans une nouvelle construction, une rénovation ou un appartement.

En fonction du type de prélèvement de l'air les emplacements seront quelque peu différents :

• Air ambiant : Idéalement, placez le chauffe-eau dans un local non chauffé et bien isolé comme un garage ou un sous-sol. En effet, comme il rejette un air frais, il transforme la pièce où il se trouve en chambre froide.
• Air extérieur : Percez des trous dans le mur extérieur pour installer des gaines qui permettront le passage de l'air sans compromettre l'isolation du bâtiment.

Installez le ballon dans le local choisi, en vous assurant qu'il est parfaitement horizontal avec un niveau à bulle. Ajustez les pieds du chauffe-eau si nécessaire et fixez l'appareil au moyen de pattes de fixation. Pour les modèles muraux verticaux, assurez-vous qu'ils sont correctement fixés au mur pour assurer leur stabilité.

• Raccordement électrique : Un circuit électrique dédié avec un disjoncteur approprié est nécessaire. La ligne doit être dimensionnée pour supporter la charge de l'appareil.
• Raccordement hydraulique :
  • Connectez la sortie d'eau chaude du chauffe-eau au réseau domestique.
  • Installez un groupe de sécurité pour réguler la pression et la température de l'eau.
  • Branchez l'arrivée d'eau froide et assurez-vous que le système de drainage des condensats est correctement configuré.
• Raccordement aéraulique :
  • Si l'appareil rejette de l'air froid, il est recommandé de raccorder une gaine qui dirigera cet air à l'extérieur pour éviter de refroidir le local d'installation.
  • Dans le cas d'un prélèvement et rejet d'air extérieur, installez deux gaines pour séparer l'aspiration et l'expulsion, éliminant ainsi les effets de dépression dans le local. 

• Configuration du système : Programmez le chauffe-eau pour qu'il réponde aux besoins spécifiques de votre foyer. Utilisez des fonctionnalités intelligentes, si disponibles, pour ajuster les plages de fonctionnement et optimiser la consommation d'énergie.
• Tests et vérifications : Après l'installation, testez le système pour s'assurer qu'il fonctionne correctement et efficacement. Vérifiez toutes les connexions et configurations pour éviter toute fuite ou déperdition en énergie.