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Produire de l’eau chaude sanitaire avec de l’électricité, tout en réduisant votre facture énergétique : tel est l’enjeu du ballon thermodynamique. Sa conception ingénieuse et sa technologie en font un appareil unique. Aucun autre équipement ne peut en effet rivaliser avec sa performance ! Tuco vous invite à plonger dans les coulisses du chauffe-eau thermodynamique, et à en comprendre tous les secrets de son fonctionnement.
À la différence des ballons d’eau chaude traditionnels raccordés à une chaudière ou des cumulus avec résistance électrique, le chauffe-eau thermodynamique (CET) intègre une pompe à chaleur. Cette technologie astucieuse, basée sur le principe de la récupération de chaleur et de la thermodynamique, lui confère le meilleur rendement énergétique du marché.
Dans la pratique, le chauffe-eau thermodynamique est doté d’un ventilateur qui capte l’air ambiant, intérieur ou extérieur, pour en extraire les calories. Il exploite ainsi une source de chaleur totalement naturelle et gratuite . Preuve de son efficacité, le fabricant Atlantic annonce jusqu’à 75 % d’économies sur votre consommation énergétique !
Pour mieux appréhender le fonctionnement du ballon thermodynamique, il est essentiel de se familiariser avec les différents composants qui le constituent. Chacun de ces éléments joue en effet un rôle essentiel dans la production d’eau chaude sanitaire et contribue à la performance globale de l’appareil.
L’évaporateur est un échangeur thermique. Il contient un fluide frigorigène (en circuit fermé) capable de changer de phase à basse température, c’est-à-dire de passer de l’état liquide à gazeux simplement au contact de l’air. Or, en se vaporisant, celui-ci absorbe son énergie thermique et se réchauffe. L’évaporateur, aidé par un ventilateur, est donc chargé de transférer les calories de l’air ambiant au fluide.
Pour comprendre le fonctionnement du compresseur, comparons le à une pompe à vélo. Lorsque vous gonflez un pneu, vous compressez l’air dans le tube pour augmenter la pression de la chambre à air. Vous remarquez alors que l’embout et le tube deviennent chauds. C’est pareil pour un chauffe-eau thermodynamique, sauf que l’objectif est d’élever la température du fluide pour prélever ses calories, en accélérant sa vaporisation.
Ainsi, le gaz à haute pression est dirigé vers le condenseur pour la prochaine étape.
C’est à l’intérieur du condenseur que la magie de la thermodynamique opère ! En effet, à l’instar de l’évaporateur, il s’agit d’un échangeur de chaleur qui réalise toutefois le cheminement inverse : transmettre les calories du fluide dans le bas du ballon d’eau chaude thermodynamique. Ainsi, en cédant son énergie, le fluide qui est toujours à l’état de gaz à haute pression se refroidit et se liquéfie.
Il se dirige ensuite vers le détendeur !
Le détendeur fonctionne à l’inverse du compresseur. Son but est de faire chuter rapidement la pression du fluide à la sortie du condenseur, ce qui entraîne également une baisse de sa température. Le fluide, qui s’est condensé en liquide à basse pression, est ainsi prêt à entamer un nouveau cycle de chauffe, en retournant vers l’évaporateur.
Pour une description exhaustive, il est également important de mentionner les rôles des composants suivants :
Sur le marché, il existe 3 principales solutions de ballons thermodynamiques, chacune adaptée à un usage spécifique et offrant un fonctionnement, des avantages et des inconvénients différents. Il est donc utile de les connaître avant de faire votre choix !
Le chauffe-eau thermodynamique sur air ambiant récupère la chaleur de l’air intérieur dans la pièce où il est installé. Il convient généralement aux espaces non chauffés, mais bien ventilés, tels qu’un garage.
Il est en revanche nécessaire d’isoler correctement les murs, planchers et plafonds en contact avec les pièces de vie. Le chauffe-eau a en effet tendance à refroidir l’air, ce qui peut entraîner des pertes de chaleur et de l’inconfort. Une autre option consiste à évacuer l’air refroidi vers l’extérieur ou vers une autre pièce à l’aide d’un conduit.
Le chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur capte les calories de l’air extérieur. Il peut être soit monobloc, avec 2 conduits étanches, soit bibloc (split). Dans ce second cas, les principaux composants de la pompe à chaleur (ventilateur, compresseur, etc.) sont installés à l’extérieur, tandis que le ballon avec le condenseur est placé à l’intérieur. Ce type d’équipement peut être posé dans une pièce chauffée, telle qu’une salle de bain.
Le chauffe-eau thermodynamique sur air extrait utilise l’air vicié extrait des pièces humides (salle de bain, WC, cuisine) de votre maison par votre système de ventilation mécanique contrôlée (VMC). Il permet ainsi de valoriser cette source de chaleur et d’augmenter considérablement l’efficacité énergétique du ballon thermodynamique tout au long de l’année. Le CET sur air extrait peut également être placé dans une pièce chauffée. Il est à noter que sa mise en œuvre est toutefois plus contraignante.
J’obtiens des conseils pour mon projet
En optant pour un ballon thermodynamique, vous choisissez un système de production d’eau chaude hautement performant ! Cependant, pour en profiter pleinement et garantir son efficacité à long terme, il est essentiel de ne pas négliger les réglages. En paramétrant correctement votre chauffe-eau, vous préservez son bon fonctionnement, un rendement élevé et une durée de vie prolongée.
La réglementation encadre le réglage de la température en fonction du volume du ballon et des pièces à alimenter en eau chaude. Il est également important de distinguer la température de distribution (en sortie de ballon) de celle du point de puisage (au robinet). Cette dernière est mitigée avec de l’eau froide pour permettre son utilisation sans danger !
Produire de l’eau chaude lorsque le prix du kWh est le plus bas peut être une option intéressante. Avec un cumulus électrique classique, cela ne fait aucun doute que vous réaliserez des économies. Néanmoins, avec un ballon thermodynamique, la situation est différente pour 2 raisons :
Pour éviter de chauffer inutilement de l’eau sanitaire à 55 °C, alors que vous êtes absent, de nombreux ballons thermodynamiques proposent un « mode absence ». Cette fonction permet de maintenir l’eau du ballon à une température plus basse, généralement entre 5 et 20 °C, tout en préservant la protection contre la corrosion.
Pour garantir un fonctionnement optimal et une efficacité maximale de votre ballon thermodynamique, plusieurs facteurs clés sont à prendre en compte. Dimensionnement de la puissance thermique, capacité du ballon, coefficients de performance, installation par un professionnel qualifié… donnez à votre projet toutes ses chances de réussite, en suivant les conseils de Tuco !
5 mesures clés pour bien dimensionner la puissance et la capacité de votre ballon thermodynamique :
Par exemple, un ballon de 200 litres avec un coefficient V40 de 1,75 peut fournir jusqu’à 350 litres d’eau chaude à une température de 40 °C (200 x 1,75).
Le coefficient de performance énergétique (COP) mesure l’efficacité énergétique globale du chauffe-eau thermodynamique. Plus il est élevé, moins vous aurez à payer sur votre facture d’électricité ! Par exemple, pour un COP de 3, le chauffe-eau restitue 2 kWh de chaleur gratuits pour 1 kWh consommé.
Il est toutefois à noter que le COP représente le rendement maximal du ballon dans des conditions d’installation idéales. Dans le cas, d’un modèle sur air extérieur, celui-ci varie en fonction de la température extérieure.
L’installation de votre ballon thermodynamique par un professionnel certifié RGE QualiPAC (Reconnu garant de l’environnement) vous apporte des garanties :
Je simule le montant de mes aides
Les ballons thermodynamiques sont des équipements de production d’eau chaude sanitaire particulièrement économes en énergie ! En moyenne, pour chaque kWh consommé, l’appareil en produit 2 autres gratuitement, grâce à son système de pompe à chaleur intégrée. En revanche, de nombreux critères peuvent faire varier le rendement, comme le type de chauffe-eau et son emplacement, la température de l’air prélevé, la qualité de l’installation, etc.
Le ballon thermodynamique fonctionne selon le même principe qu’une pompe à chaleur à aérothermie. En revanche, il prélève les calories de l’air ambiant non pas pour produire du chauffage, mais pour fournir de l’eau chaude sanitaire. C’est un équipement à la fois très performant et respectueux de l’environnement, qui utilise une ressource abondante, gratuite et inépuisable !
Le déclenchement d’un chauffe-eau thermodynamique est automatisé et autonome. Lorsque la température de l’eau dans le ballon descend en dessous d’un seuil prédéfini, généralement aux alentours de 40 °C, le régulateur intégré détecte cette baisse de température et active la production d’eau chaude sanitaire. Certains modèles offrent également la possibilité d’être pilotés à distance par l’intermédiaire d’une application mobile. Cela vous permet donc de contrôler et de réguler votre chauffe-eau à partir de votre téléphone.