Le chauffe-eau thermodynamique

Les chauffe-eaux thermodynamiques (CET) sont de plus en plus courants, notamment dans le neuf puisqu'ils sont considérés comme une énergie renouvelable et répondent ainsi aux critères de la RE 2020. La production d'eau chaude sanitaire thermodynamique consiste à appliquer le système d'une pompe à chaleur à un ballon d'eau chaude sanitaire.

• Principe et performance du chauffe-eau thermodynamique
• Configuration et emplacement
• Prix d'un Chauffe-eau thermodynamique
• Retour d’expériences chauffe-eau thermodynamique Chaffoteaux
• Avantages / Inconvénients du chauffe-eau thermodynamique
• Vidéo : quel chauffe-eau choisir ?

Principe et performance du chauffe-eau thermodynamique

Un chauffe-eau thermodynamique fonctionne exactement de la même manière qu'une pompe à chaleur, c'est-à-dire qu'il va capter les calories présentes dans l'air (ou dans le sol) pour chauffer l'eau.

Le ventilateur (1) aspire l'air ambiant qui réchauffe le fuide frigorigène dans l'évaporateur (2). Grâce au compresseur (3), la pression du fluide augmente, ce qui élève sa température. Ensuite, le fluide libère ses calories à l'eau du ballon via la condensation (4). Enfin, la pression du liquide diminue au niveau du détendeur (5) pour permettre un nouveau cycle.

Le ballon dispose d'un appoint électrique (6) en cas de besoin.

Le COP d'un CET est généralement situé entre 2 et 4 et dépend largement d'où se situe la prise d'air. Ainsi, pour être éligible aux aides financières, le COP de l'appareil doit être supérieur à 2,5 pour une installation sur air extrait et 2,4 pour les autres cas. La méthode de calcul du COP influe également sur les résultats (température d'air, de consigne du ballon, etc.), c'est pourquoi une norme d'essai a été créée : EN 16147 (anciennement la norme EN 255-3). Les produits dont les performances ne mentionnent pas cette méthode sont donc à proscrire.

Configuration et emplacement

Prise d'air ambiant

Le ballon thermodynamique est situé dans une pièce non chauffée mais isolée, type garage ou buanderie, d'un volume supérieur à 20 m³ et capte l'air ambiant directement. Cela permet de ne pas avoir de bruit à l'intérieur. Cependant, le risque est de refroidir de manière trop importante le local où il est situé avec un cercle vicieux : la PAC refroidit l'air, qui lui apporte alors moins d'énergie et la PAC voit ses performances diminuer. De plus, le local n'étant pas chauffé, les pertes par refroidissement du ballon sont importantes. C'est une configuration déconseillée, d'autant que la température peut descendre largement en dessous de zéro et donc faire des dégâts dûs au gel (canalisation d'eau, matériel, etc.).

Prise d'air extérieur

Monobloc

Le ballon thermodynamique est situé dans le volume chauffé. L'air est capté de l'extérieur via des gaines. Les pertes par refroidissement sont diminuées, mais les performances sont légèrement moins bonnes qu'avec la prise d'air dans un local isolé. Il y a un risque de gêne auditive. C'est la configuration d'installation recommandée et que l'on trouve le plus dans le neuf. À noter : les CET ne sont pas forcément étanches et peuvent donc pénaliser le test d'étanchéité dans le neuf.

Split système

Le ballon thermodynamique est séparé en deux modules. La pompe à chaleur est située à l'extérieur et y capte l'énergie contenue dans l'air. Le ballon, situé en volume chauffé, ne sert que de stockage (cumulus). Il peut y avoir une gêne auditive du voisinage et les performances sont dégradées, car les risques que la pompe à chaleur givre sont importants, ce qui impose des cycles de dégivrages via des résistances électriques. Les problèmes de fiabilité sont également plus présents, car la pompe à chaleur est soumise aux intempéries.

Prise d'air extrait

VMC Simple Flux

Le ballon thermodynamique est situé dans le volume chauffé. Il capte l'énergie de l'air extrait par la VMC Simple Flux. Il y a un risque de gêne auditive, mais les performances sont largement accrues. Le prix de ce système est sensiblement supérieur aux autres et il faut un débit d'air suffisant pour qu'il puisse fonctionner correctement.

VMC Double Flux

Très semblable à la VMC Thermodynamique dont il est une évolution, le ballon thermodynamique couplé à une VMC Double Flux récupère la chaleur de l'air extrait et produit à la fois du chauffage et de l'eau chaude sanitaire. C'est le tout-en-un de la maison. Cependant, peu de modèles sont disponibles et il y a donc relativement peu de retours sur les performances réelles. Ces dernières ne sont pas forcément plus élevées que celles sur simple flux, puisque le fait de travailler sur 2 régimes de température différents entraîne une diminution du rendement.

Tout est possible

En réalité, tout comme une pompe à chaleur, on peut puiser la chaleur partout où elle est présente, donc dans l'air comme évoqué dans les configurations précédentes, mais également dans le sol ou dans l'eau, avec des solutions géothermiques. Toutefois, les CET géothermiques sont très rares et peu intéressants (pour un particulier). Dans la majorité des cas, ce sera une pompe à chaleur géothermique qui assurera le chauffage et éventuellement l'eau chaude sanitaire en complément.

Prix d'un Chauffe-eau thermodynamique

Si vous installez vous-même l'appareil, les premiers prix sont de l'ordre de 1 500€ :

Si vous passez par un professionnel, voici 3 devis pour l'installation d'un chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur dans une pièce chauffée, réalisés pour une maison neuve.

• Devis 1: Chauffe-eau thermodynamique Atlantic Odyssée 220L ==> 2350€ HT soit 2820€ TTC
• Devis 2: Chauffe-eau thermodynamique Atlantic Odyssée 270L ==> 2150€ HT soit 2580€ TTC
• Devis 3: Chauffe-eau thermodynamique Chaffoteaux et Mory 250L ==> 2050€ HT soit 2460€ TTC

À cela, il faut rajouter une alimentation électrique de 80€ TTC. On peut donc trouver un produit fourni et posé à environ 2600€ TTC.

Il est également indispensable de tout mettre en œuvre pour réduire sa consommation d'eau ce qui permettra au ballon de moins fonctionner. Toutes les factures (eau et électricité) seront allégées.

Si vous envisagez de faire appel à un professionnel, il est important de réaliser plusieurs chiffrages afin de mettre les entreprises en concurrence et faire baisser mécaniquement les prix. Pour cela, vous pouvez utiliser une application de devis en ligne gratuite et sans engagement.

Retour d’expériences chauffe-eau thermodynamique Chaffoteaux 250L

Caractéristiques Techniques du chauffe-eau thermodynamique Chaffoteaux

Le chauffe-eau est en outre fabriqué en France et garantit 2 ans en ce qui concerne les parties électriques et frigorifiques et 5 ans pour la cuve. Les pièces d’usure (joints) ne sont logiquement pas couvertes. Le prix du ballon thermodynamique est de 2 500€ TTC posé (TVA 20%).

Installation et bruit du chauffe-eau thermodynamique Chaffoteaux

Le ballon équipe une maison neuve. Il est installé en « monobloc » dans un cellier, l’air est capté directement à l’extérieur.

À un mètre autour du ballon, le sonomètre indique 57 dB à l’intérieur, comme à l’extérieur. Ce bruit correspond, selon l’échelle de l’Ademe, à une fenêtre sur cour. Il représente clairement une gêne auditive. En revanche, en fermant la porte du cellier, le sonomètre placé à 20 cm devant celle-ci, n’indique plus que 37 dB ce qui se situe en termes de bruit entre une chambre à coucher et un salon, ce qui est tout à fait acceptable. Un local fermé est donc indispensable pour garantir un confort acoustique satisfaisant.

Fonctions du chauffe-eau thermodynamique Chaffoteaux

Mode Auto : La chauffe s'effectue en un nombre d’heures maximum (8 heures par défaut, valeur recommandée en hiver). Pour atteindre cet objectif, le ballon peut utiliser uniquement la pompe à chaleur, la pompe à chaleur et la résistance (1 500W) ou uniquement la résistance (2 500W).

Mode Boost : L’appareil utilise simultanément la pompe à chaleur et la résistance pour atteindre la température de consigne le plus rapidement possible. Le chauffe-eau thermodynamique repasse en « Auto » dès que la température de consigne est atteinte.

Mode Boost 2 (activable dans le menu installateur uniquement) : Identique au mode Boost. À la fin de la chauffe, le ballon reste en mode Boost 2.

Mode Green : Il s’agit du mode le plus économique. Dans ce cas, le chauffe-eau thermodynamique n’utilise que la pompe à chaleur pour chauffer l’eau. La résistance n’est activée que dans les cas suivants : la plage des températures extérieures ne permet pas le fonctionnement de la pompe à chaleur (-5°C, +42°C), dégivrage et anti-légionnelle. Ce mode est recommandé lorsque les températures sont au-dessus de 0°C.

Program (activable dans le menu installateur uniquement) : Ce mode permet de programmer votre chauffe-eau thermodynamique selon deux programmes (P1 et P2) qui peuvent fonctionner en combinaison. Dans ce mode, la priorité est donnée à la pompe à chaleur, la résistance intervient si besoin. Ce mode permet de tirer profit des options « heures pleines / heures creuses ».

Mode Voyage (activable dans le menu installateur uniquement) : Ce mode est prévu pour gérer vos absences tout en limitant les consommations d’énergie. Pendant cette période, le ballon sera éteint mais la protection anticorrosion restera assurée. La température de la cuve sera également maintenue à une température supérieure à 5°C.

Comment faire pour accéder au « menu installateur » pour avoir accès à tous les réglages ? Il suffit d’appuyer sur la molette de contrôle pendant 5 secondes puis de naviguer jusqu’à l’affichage « P0 – CODE ». Il faut alors sélectionner cette option et indiquer le code 234 pour avoir accès à l’ensemble des paramètres. Une pression sur le bouton « Mode » permet de quitter le « menu installateur ».

Une étanchéité à l’air décevante couplée à un problème de condensation…

Pour cette maison neuve, l’étanchéité à l’air requiert une attention toute particulière. De ce point de vue, le chauffe-eau thermodynamique ne tient pas ses promesses puisque le test d’infiltrométrie fait état de « fuites moyennes » au niveau du carénage de l’appareil. Selon le bureau d’études, ces défauts seraient très courants sur ce type d’appareils :

En outre, de l’humidité apparaît très clairement avec l’arrivée du froid. Ce filet d’eau ne provient pas de la cuve mais bien de la partie supérieure du ballon :

La fuite est assez importante au point qu’une serpillière soit nécessaire d’autant que le ballon thermodynamique est posé sur un sol stratifié, peu compatible avec une humidité excessive.

Ballon thermodynamique Chaffoteaux : un bilan mitigé

Avantages du chauffe-eau thermodynamique

• Éligible aux aides financières en vigueur
• Consommation électrique environ 3 fois moins élevée qu'un chauffe-eau électrique classique
• Compatible avec la RE 2020 en tant que solution d'énergie renouvelable

Inconvénients du chauffe-eau thermodynamique

• Part d'électricité non négligeable
• Peut être bruyant s'il est placé à proximité des pièces de vie
• Peu compatible avec une solution d'électricité Heures Pleines/Heures creuses (il vaut mieux produire l'eau chaude en journée où l'air est plus chaud)
• Performances très dépendantes des conditions d'installation (prise d'air, climat, etc.) et non certifiée. Seule une norme d'essai est à respecter (donc les performances restent des données constructeurs).

Quel chauffe-eau choisir en vidéo

Conclusion

Les chauffe-eaux thermodynamiques sont de plus en plus courants, notamment dans le neuf, où ils sont en concurrence avec les panneaux solaires thermiques. Les CET permettent de réduire de manière importante les consommations d'énergie de l'eau chaude sanitaire, qui deviennent de plus en plus significatives dans les consommations des maisons neuves. Ils répondent par ailleurs à l'obligation d'avoir une production d'énergie renouvelable. Les performances peuvent varier du simple ou double et il est donc important de comparer chaque solution dans son ensemble, en vérifiant que les données sont bien issues de la norme EN 16147.