Produire son eau chaude avec un chauffe-eau thermodynamique

Depuis la Réglementation thermique 2012, l'eau chaude sanitaire est devenue le principal poste de consommation énergétique des maisons neuves. Le ballon thermodynamique s'impose comme la solution technique la moins énergivore.

Grâce à une excellente isolation thermique, une quasi étanchéité à l'air et une exposition bioclimatique favorisant les apports solaires, les besoins en chauffage sont secondaires dans les maisons neuves. Conséquence logique, la production d'eau chaude est devenue le principal poste de consommation énergétique. Comme le confirme Eric Baudry, président du Gifam, « dans les maisons neuves, l'enjeu n'est plus le coût de l'énergie, le niveau d'efficacité est tel que le premier poste de consommation est l'eau chaude. La production de l'ECS sur des heures creuses avec un pilotage précis et des énergies renouvelables est aujourd'hui une solution très performante. On a ainsi une production très vertueuse avec de faibles émissions de g/CO2 ».

Le chauffe-eau solaire individuel AuroStep de Vaillant est une solution solaire compacte qui propose un excellent confort en eau chaude. Il est par ailleurs facile à installer et à utiliser. A partir de 2.300 EUR HT (1 ballon + 1 capteur) www.vaillant.fr

L'objectif est donc de produire une eau chaude à moindre coût en utilisant au maximum des énergies renouvelables non polluantes. Dans ce contexte, le ballon thermodynamique s'impose comme une technologie efficace. Et force est de constater que les industriels rivalisent d'imagination pour proposer des solutions innovantes pour répondre à tous les budgets.

Cerise sur le gâteau, le ballon thermodynamique se rentabilise très vite, en particulier dans les familles avec enfants, souvent gros consommateurs d'eau chaude.

 Le chauffe-eau aérothermique

Le ballon d'eau chaude aérothermique est aujourd'hui l'équipement de base dans une très grande majorité de maisons neuves, y compris dans les maisons de primo-accédants. Il remplace le ballon électrique qui, avec sa consommation de 66 kWh/m2.an, est totalement hors-jeu.

Les raisons de cet engouement ? Les chauffe-eau aérothermiques reprennent à leur compte tout ce qui a fait le succès des antiques cumulus électriques. Ils sont simples à mettre en œuvre, ne prennent pas de place et s’adaptent à toutes les configurations climatiques, même les plus extrêmes. Et surtout ils sont financièrement très accessibles avec des prix en entrée de gamme autour de 1.500 €.

Sous un même capot, la solution auroCompact de Vaillant fait cohabiter une chaudière à condensation et un ballon de stockage solaire. A partir de 5.710 EURHT (colonne + 1 capteur). www.vaillant.fr

Techniquement, ces équipements valorisent les calories contenues dans l’air pour chauffer l'eau. Certains récupèrent les calories dans l’air intérieur, d’autres les puisent dans l’air extérieur. En règle générale la capacité d’un ballon thermodynamique se situe entre 150 et 300 litres. Sa température optimale est de 55 °C.

Pour l'Ademe, « les chauffe-eau thermodynamiques constituent des solutions de production d’eau chaude sanitaire performantes dans la mesure où l’appareil est correctement dimensionné et installé ». L’Ademe préconise l’installation de modèles avec des COP proches de 3 (voir encadré).

Chauffe-eau : comment faire le bon choix ?
Le bon Cop : le Coefficient de performance permet de différencier les performances des appareils entre eux. La quantité d’énergie utile fournit par rapport à celle qu’il consomme, est caractérisée par un Coefficient de performance. Un COP de 3 signifie que la pompe à chaleur consomme 1 kWh d’électricité et restitue 3 kWh d’énergie sous forme d’eau chaude sanitaire.
La capacité de stockage : elle doit être à peu près équivalente à vos besoins. Inutile de la surdimensionner,  le rendement du ballon en serait pénalisé. Une capacité de 300 litres convient à une famille de 6 personnes, de 150 à 200 litres à une famille de 4 personnes.
Le niveau sonore : la pompe à chaleur du chauffe-eau thermodynamique génère du bruit. Au-dessus de 50 dB, le niveau sonore est gênant. C'est donc un critère important au moment du choix, notamment dans le cas d'un ballon qui puise les calories dans l'air ambiant. Sachez que 3 dB de plus se traduisent par deux fois plus de bruit !

Le ballon thermodynamique sur air intérieur

Le ballon thermodynamique sur air ambiant est la solution la plus simple et la moins chère. Il représente plus de la moitié du marché. Dans cette configuration, la pompe à chaleur et le ballon sont associés dans un ensemble monobloc. Les calories sont alors récupérées dans le local où est installé l’appareil. Du coup, le ballon est moins soumis aux variations météorologiques.

Ce chauffe-eau thermodynamique Nuos Plus d'Ariston est classé A+ ready (ERP 2017). Il offre d'excellentes performances et un rendement optimal (COP de 3,35*). Avec un temps de chauffe record inférieur à 6 heures. www.ariston.com/fr

Attention : une pièce dans laquelle est installé un ballon sur air ambiant voit sa température s'abaisser, ce qui peut avoir des conséquences sur la consommation de chauffage. La pompe rejette en effet un air très froid, inférieur de plus de 10° à la température de la pièce ! Il faudra aussi veiller au niveau sonore de la pompe si le ballon est installé dans un placard dans le hall d'entrée comme cela se fait de temps de temps.

Le ballon thermodynamique sur air extérieur

Si vous optez pour une solution sur air extérieur, la pompe à chaleur puise les calories à l'extérieur de la maison. C'est un équipement dit split. Les atouts : un faible encombrement et une facilité d'installation. Le système comprend alors un ballon (placé dans la maison, dans le garage, le cellier…) et un récupérateur extérieur relié par un circuit contenant le fluide frigorigène.

Aquanext Split Flex de Chaffoteaux associe une pompe à chaleur et un ballon d'eau chaude. Le faible encombrement de son ballon de stockage d'eau lui permet de s'adapter à toutes les configurations. A partir de 1.966 EUR HT hors pose. www.chaffoteaux.fr

Contrairement aux systèmes sur air ambiant, l'installation est soumise aux températures hivernales. Un appoint électrique peut être nécessaire en cas de grand froid, les calories de l'air étant insuffisantes. Cette solution technique évite également les augmentations de consommation de chauffage car elle n'abaisse par la température ambiante en puisant les calories à l'extérieur et non à l'intérieur. « le chauffe-eau monobloc sur air extérieur est préférable. Il apporte un gain de place et n'a aucun impact sur le chauffage. Dans une construction neuve, cette solution répond efficacement aux exigences de la réglementation en garantissant l’apport d’énergie renouvelable et en diminuant la consommation des énergies primaires par rapport à une solution de chauffage électrique », précise Fabrio Gregori, chef de produit thermodynamique de Chaffoteaux. Et d'ajouter : « dans un projet de maison neuve, c'est une solution à privilégier ».

Récupérer l'air de la VMC

L'air vicié évacué par la ventilation mécanique contrôlée est plus précieux qu'il n'y paraît. Et pour cause, il est chaud ! Alors  autant les récupérer ses calories pour chauffer l'eau chaude sanitaire. Ce type d'installation est très efficace mais peu répandu en raison de son coût.

Aquacosy d'Atlantic est un équipement gain de place. C'est un système deux en un : il associe un chauffe-eau thermodynamique et une VMC. Il récupère les calories contenues dans l'air vicié extrait du logement par la VMC. Celles-ci sont alors utilisées pour chauffer l'eau chaude sanitaire. Aquacosy peut s'installer au-dessus d'un lave-linge et même dans un placard ! A partir de 2.200 EUR. www.atlantic-ventilation.fr

Le chauffe-eau est placé dans le volume chauffé de la maison et est raccordé au réseau de ventilation. Les tuyaux chargés d'évacuer l'air vicié de la VMC sont raccordés à la pompe à chaleur. Celle-ci récupère les calories de cet air à 20° pour chauffer l'eau.

 Le chauffe-eau sur plancher chauffant

De plus en plus de maisons sont équipées d'un plancher chauffant. Pourquoi ne pas utiliser les calories de l'eau qui y circulent ? En hiver comme en été l'eau a toujours une température largement suffisante. Le chauffe-eau s'installe tout simplement sur le circuit retour du plancher hydraulique et utilise ses calories.

La pompe à chaleur double service

Il est possible de faire coup double avec une pompe à chaleur double service qui assure le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire. Ce système est compact et simple d'utilisation. Mais attention cette solution n'est valable qui si vos besoins en eau chaude sont correctement évalués et que les consommations de chauffage et d'eau chaude sont équilibrées.

Chauffage, rafraîchissement et eau chaude sanitaire sont fournis par une seule pompe à chaleur. L'unité Altherma de Daikin est connectée pour une plus grande simplicité de contrôle. www.daikin.fr

Il existe deux types de modèles : à ballon intégré ou à ballon séparé. Le premier présente l'avantage d'être compact. La pompe à chaleur et le ballon d'eau chaude sanitaire sont regroupés sous le même bloc. Dans la seconde solution le ballon de stockage est dissocié de la PAC.

Le chauffe-eau hybride

Le CET hybride préchauffe l’eau sanitaire. La chaudière à condensation, reliée par une liaison hydraulique au CET, apporte le complément d'énergie nécessaire. Elle assure également le chauffage du logement et la production d’ECS lorsqu’il fait froid dehors et que le CET ne peut pas y puiser les calories suffisantes.

Twineo Solaire de De Dietrich est une solution multiénergie. Elle combine les performances de la chaudière à condensation et du solaire. www.dedietrich-thermique.fr

La solution est composée d’un ballon thermodynamique inférieur à 200 l et d'une chaudière gaz a condensation. Les 2 générateurs sont couplés et disposent d’une régulation perfectionnée permettant de les faire fonctionner sur les plages de températures les plus efficientes en énergie primaire. " Le chauffe-eau thermodynamique utilise une pompe à chaleur qui prélève les calories contenues dans l’air ambiant ou extérieur et les utilise pour chauffer à 40 °C l’eau stockée dans la cuve. La chaudière à condensation assure le complément en eau chaude sanitaire en augmentant la température souhaitée par l’utilisateur. C'est une solution qui répond  aux calculs conventionnels de la Réglementation thermique et qui est parfaitement adaptée aux maisons d'une surface de 90 m2 grâce notamment à un gain de place important et à un très bon rendement », précise Fabrio Gregori, chef de produit thermodynamique chez Chaffoteaux.

Les conditions de la performance
Les performances d’un chauffe-eau aérothermique dépendent de plusieurs paramètres :
- la température de l’air ambiant. Les performances diminuent en moyenne de 2% par degré en moins ;
- la température de l'eau. Les CET fonctionnent de façon optimale pour une température de consigne de 55 °C ;
- ses consommations : plus on vide le ballon, meilleure est la performance. Il est donc impératif de ne pas le surdimensionner sous peine de voir baisser sensiblement les performances de l’appareil.

Le chauffe-eau solaire individuel (CESI)

Peu diffusé le chauffe-eau solaire individuel (CESI) capte l’énergie solaire puis l’utilise pour chauffer votre eau. Les solutions solaires sont très intéressantes en termes de consommation et de performances si elles sont couplées à une chaudière à condensation. Les rendements sont améliorés avec les CESI optimisés.

Associer une pompe à chaleur air-eau avec des panneaux solaires thermiques est une solution très efficace, bien qu’encore insuffisamment répandue. Elle consiste simplement à installer une pompe à chaleur et des panneaux solaires thermiques, reliés à un ballon solaire multifonction. L’énergie du chauffe-eau solaire thermique est toujours accumulée en priorité, la pompe à chaleur se chargeant de faire l’appoint.

Le rendement élevé de ces capteurs thermiques permet de tirer le maximum du rayonnement solaire et de couvrir jusqu'à 70% des besoins annuels en eau chaude d'une famille de quatre personnes. www.elmleblanc.f

Cinq bonnes raisons de choisir un ballon thermodynamique
- Des économies d'énergie. Un CET permet une économie d'énergie de 70% par rapport aux anciennes technologies électriques.
- Une technologie parfaitement adaptée aux exigences de la réglementation thermique.
- La quantité d'eau produite couvre largement les besoins d'une famille.
- Prix accessible, entretien limité et retour sur investissement rapide.
- Faibles émissions de CO2.

Bien évaluer ses besoins
L’efficacité énergétique du ballon dépend en grande partie de la consommation d’eau chaude sur 24 heures. Les profils de soutirage vont de M à XXL. Par exemple, un profil L correspond à une consommation d’eau d’un ménage de 130 à 210 litres sur 24 heures. Il est donc essentiel de bien calibrer le ballon selon ses besoins.

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