Comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique ?
Un chauffe-eau thermodynamique (CET) est constitué d’une pompe à chaleur et un ballon de stockage (150 à 300 litres). Il en existe 3 types de CET.
Les CET aérothermiques valorisent les calories de l'air du logement
Ce sont les plus simples à mettre en œuvre et ils s’adaptent à de nombreuses situations, en rénovation ou dans les logements neufs.
Certains récupèrent les calories sur l’air du logement (ambiant ou extrait), d’autres sur l’air extérieur.
Le CET sur air ambiant
La pompe à chaleur récupère l’énergie de l’air du local où est installé l’appareil. Facile à installer même dans l’existant, cet équipement est moins soumis qu’un CET sur air extérieur aux aléas du climat. Il a cependant l’inconvénient de rafraîchir l’air du local (cellier, garage, buanderie…) où il est installé, ce qui peut entraîner une surconsommation de chauffage pour le logement.
Le CET sur air ambiant représente la moitié du marché actuel des chauffe-eau thermodynamiques.
Le CET sur air extrait
La pompe à chaleur récupère l’énergie de l’air extrait par la VMC. Directement raccordé au système de ventilation mécanique centralisé de la maison (VMC), il fonctionne avec une température d’air de 20 °C au minimum toute l’année. Cet équipement est efficace mais nécessite l’existence d’une VMC. De ce fait, il ne peut être installé que dans des logements neufs ou lors d’une rénovation lourde. Il est aussi plus encombrant que le précédent.
Certaines installations sont mixtes : le CET récupère l’énergie d’un mélange entre l’air de la VMC et l’air ambiant. Pour les CET ne fonctionnant que sur l’air extrait, il est déconseillé de sur-ventiler le logement pour assurer les besoins d’eau chaude sanitaire comme peuvent le préconiser certains fabricants.
Le CET sur air extérieur
Cet équipement (type « split ») récupère l’énergie de l’air du dehors grâce à une unité installée à l’air libre. Facile à installer et peu encombrant, il s’adapte à de nombreuses configurations. Le système comprend un ballon (à l’intérieur, dans le garage, le cellier…) et un récupérateur extérieur, reliés par un circuit contenant le fluide frigorigène. Il est soumis aux aléas du climat et ses performances dépendent de la température extérieure. L’unité extérieure peut être bruyante et gênante pour le voisinage.
Les CET géothermiques récupèrent l'énergie stockée dans le sol
Ils récupèrent l’énergie stockée dans le sol par l’intermédiaire de capteurs enterrés horizontaux ou de sondes verticales (solution marginale). Ce sont des équipements performants. Ils nécessitent une certaine surface de terrain pour l’installation des capteurs, moins importante cependant que pour une PAC géothermique dédiée au chauffage.
Les CET héliothermiques valorisent l'énergie du solaire
Les CET héliothermiques valorisent directement l’énergie solaire pour le fonctionnement de la pompe à chaleur du CET. Ils sont composés de panneaux solaires particuliers appelés capteurs évaporatifs solaires. L’énergie solaire est récupérée pour vaporiser le fluide frigorigène qui circule et transfère l’énergie à l’eau chaude via la pompe à chaleur. Ces équipements performants restent peu répandus. Ils nécessitent l’installation de capteurs en façade ou en toiture et contiennent une quantité de fluide frigorigène plus importante que les autres types de CET.
Quelques précisions techniques utiles à connaître
La capacité d’un CET se situe entre 150 et 300 litres.
En général, les CET sont équipés d’un appoint électrique. La température optimale d’un CET est de 55 °C. En fonction de la performance du CET, l’eau peut être chauffée entièrement par la PAC sans recours à l’appoint électrique. Cet appoint est utile uniquement pour répondre à des besoins plus importants d’eau chaude sanitaire.
Les conditions de la performance d’un CET aérothermique dépendent :
- de la température de l’air ambiant. Les performances diminuent en moyenne de 2 % par degré en moins ;
- de la température de consigne pour l’eau du ballon. Les CET fonctionnent de façon optimale pour une température de consigne de 55 °C ;;
- de la consommation d’eau. Plus on vide le ballon, meilleure est la performance. Il est donc impératif de ne pas sur-dimensionner le ballon par rapport aux besoins du foyer sous peine de voir baisser sensiblement les performances de l’appareil ;
- de l’emplacement du ballon. Il ne doit pas être installé dans un local soumis à la température du dehors (abri hors d’eau à éviter par exemple).
La capacité des CET installés approche en général 300 litres. La différence de prix entre des CET de 200 et de 300 litres est assez faible, les installateurs proposent souvent un ballon de volume supérieur même si cela est surdimensionné par rapport aux besoins du foyer. Attention car cela va avoir des conséquences sur les performances de l’appareil qui demandera beaucoup d’énergie pour maintenir à la bonne température une eau qui n’est pas utilisée en totalité.
