Un Chauffe-eau thermodynamique, c’est quoi ?

Le chauffe-eau thermodynamique est un cumulus écologique et économique, fonctionnant grâce aux propriétés thermodynamiques d’un fluide caloporteur.

Chauffe-eau thermodynamique : principe de fonctionnement

Un chauffe-eau thermodynamique se définit comme un chauffe-eau à accumulation (cumulus), où l’eau se retrouve chauffée par une sorte de mini pompe à chaleur.

À l’inverse d’un réfrigérateur, la pompe à chaleur puise les calories à l’extérieur pour les restituer à l’intérieur, ici le chauffe-eau et l’eau du ballon. L’air froid est ensuite rejeté à l’extérieur.

Caractéristiques d’un chauffe eau thermodynamique

Un chauffe-eau thermodynamique est donc la combinaison d’un système de chauffage d’eau et d’une mini pompe à chaleur.

La mini pompe à chaleur, d’une puissance de 1 à 2 kW, a pour fonction de récupérer les calories de l’air extérieur : c’est ce qu’on appelle l’aérothermie. Cette pompe est soit intégrée au ballon (monobloc), soit déportée à l’extérieur (système split).

Le passage des calories de l’air vers l’eau du ballon se fait grâce à un fluide frigorigène ou caloporteur, dont les propriétés physico-chimiques garantissent ce transfert (passage de l’état liquide à l’état gazeux, qui se fait en fonction de la pression, du volume et de la température).

Ces propriétés définissent un cycle physique de compression, condensation, détente et évaporation, régi par le premier principe de la thermodynamique, d’où le nom de ce type de chauffe-eau.

La cuve émaillée et isolée comprend souvent une résistance électrique d’appoint de 1,5 kW à 3 kW pour prendre si besoin le relais. Un chauffe-eau thermodynamique fonctionne habituellement entre 5 et 35°C.

La partie électrique sert principalement à faire tourner le ventilateur (pour extraire l’air) et le compresseur (pour générer les calories via le fluide caloporteur).

Les différents types de chauffe-eau thermodynamique

Selon l’endroit où va être prélevé l’air extérieur, il existe essentiellement 3 grands types de chauffe-eaux.

• Air ambiant : l’air est prélevé dans la pièce. Pour assurer au chauffe-eau thermodynamique toute son efficacité, celle dernière doit être suffisamment grande (9 m² minimum pour une hauteur standard). Elle doit être par ailleurs de préférence inhabitée si le chauffe-eau thermodynamique y rejette l’air froid.
•  Air VMC : le chauffe-eau a lors une double fonction, produire l’eau chaude comme un chauffe-eau traditionnel et ventiler comme une VMC. L’air ayant souvent une température constante aux alentours de 19°, le rendement est bon et régulier. L’air refroidi et vicié est alors rejeté à l’extérieur.
• Air extérieur : il y a deux possibilités, selon que la pompe à chaleur se situe dans la maison (modèle monobloc) ou à l‘extérieur (modèle bi-bloc ou split). Dans un modèle monobloc, il existe au moins deux gaines pour l’air : une pour amener l’air du dehors, l’autre pour expulser l’air froid à l’extérieur. Dans un modèle bi-bloc, une liaison frigorifique avec fluide caloporteur relie en plus les deux unités.

Indépendamment du type de fonctionnement, il existe d’autres catégorisations possibles : chauffe-eau mural, chauffe-eau sur socle à poser, chauffe-eau connecté… Tout est possible ou presque !

Avantages et inconvénients du chauffe-eau thermodynamique

Un chauffe-eau thermodynamique se présente comme un système de production d’eau chaude simple, économique, écologique et rentable comme le chauffe eau solaire.

Un principe simple pour un système élaboré et sophistiqué

Malgré son nom complexe, le chauffe-eau thermodynamique repose sur un système simple, puisque ce principe thermodynamique est identique à celui utilisé dans un réfrigérateur ou un climatiseur.

Cela n’empêche qu’il s’agit qu’un procédé hautement technique, pour garantir un excellent rendement. Lors de l’installation ou lors de l’entretien, le recours à un chauffagiste ayant des compétences de frigoriste est vivement conseillé. Une bonne installation garantit un bon rendement.

Pour réussir l'installation d'un chauffe-eau thermodynamique, il est impératif de choisir une pièce où la température reste toujours au-dessus des 5 °C, avec un volume minimum de 20 m3.

C’est pratiquement le seul impératif technique à prendre en considération, avec la topographie des lieux.

Un système modulable

Si le chauffe-eau thermodynamique se suffit à lui-même, il nécessite toutefois une installation électrique pour faire fonctionner la pompe à chaleur (extracteur et compresseur). Cette consommation électrique reste cependant résiduelle sur votre facture.

Il existe par ailleurs des variantes, où le fluide caloporteur n’est plus réchauffé par l’air mais par les rayons du soleil : on parle alors de chauffe-eau thermodynamique héliotropique à assistance solaire.

Le rendement de ces appareils, notamment l’été, est excellent avec un COP (coefficient de performance).

Un chauffe-eau économique et écologique

En utilisant l’air comme source de calories, le chauffe-eau thermodynamique utilise une matière première renouvelable, gratuite, sans aucun effet néfaste pour la planète. Il répond d’ailleurs à la norme environnementale RT 2012. Vérifiez par ailleurs que le fluide caloporteur soit lui-aussi aux normes environnementales les plus récentes, sans impact sur la couche d’ozone.

En se basant sur des critères économiques et écologiques, c’est donc une réponse parfaite pour produire son eau chaude pas cher.

On estime en moyenne qu’un chauffe-eau thermodynamique consomme 3 fois moins d’électricité qu’un cumulus traditionnel, permettant de réduire sa facture d’eau chaude sanitaire par 3 ou 4 !

N’oubliez pas de vous informer sur l’étiquette d'efficacité énergétique du matériel que vous envisagez d’acheter.

Comment installer un chauffe-eau thermodynamique ?

Études préparatoires

Une installation chauffe-eau thermodynamique peut s’envisager aussi bien en neuf qu’en rénovation.

La première étape est de choisir la pièce où vous comptez l’installer, avec ou pas une unité extérieure : soyez attentifs au volume nécessaire, à l’arrivée électrique et au fait que le chauffe-eau thermodynamique va rejeter de l’air froid. Un spécialiste chauffe-eau thermodynamique vous aidera à sélectionner la configuration optimale et le type de chauffe-eau correspondant (monobloc ou pas).

Parmi les critères de choix auxquels vous devez penser, les plus importants sont :

• le volume (150 à 300 l pour une famille de 4, à moduler selon l’existence ou pas d’une baignoire) et l’encombrement ;
• le temps de chauffe (habituellement de 5 à 8 heures : plus la famille est nombreuse, plus il faut un temps court).
• Les protections (anticalcaire, anticorrosion, cycle anti-légionellose…) et autres accessoires (modèle connecté…)
• La garantie constructeur
• Le niveau sonore du ventilateur, nécessitant ou pas une isolation phonique complémentaire de la pièce.
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Bien choisir son équipement : le rendement, gage d’économies

En principe, un chauffe-eau thermodynamique va consommer 1 kW d’électricité pour produire 3 à 4 kW.

Ce rapport détermine son COP ou coefficient de performance : plus il est élevé, plus vous ferez des économies. 

Il existe même certains modèles utilisant un chauffage solaire (chauffe eau héliotropique), dont le COP peut grimper à 6 lors de conditions optimales (ensoleillement, chaleur…).

L’idéal est donc d’avoir un COP le plus élevé possible pour un temps de chauffe le plus bas possible.

Un professionnel dispose en principe des données techniques d’un chauffe-eau thermodynamique, permettant de faire son choix.

Déterminer son budget

À l’achat, un chauffe-eau thermodynamique se situe le plus souvent entre 1 500 et 3 000 euros, selon la taille du chauffe-eau et sa sophistication mais vous trouverez des premiers prix dès 1 000 €.

En parallèle, il entraîne une réduction de la facture eau chaude d’environ 75 % ! Sachant que l’eau chaude sanitaire représente 21% de la consommation d’énergie de l'habitat, c'est un achat qui s'amortit.

Ce coût doit être diminué des aides prévues pour un tel investissement, comme une prime énergie ou un crédit d’impôt de 30 %.

Ces aides évoluant très régulièrement : faire appel à un professionnel est la certitude d’avoir les dernières informations, à jour, pour profiter de toutes les possibilités et réduire au maximum cet investissement.

Vous pouvez d’ailleurs facilement calculer la durée au bout de laquelle vous aurez remboursé cette installation, tout en protégeant la planète.

Comment entretenir un chauffe-eau thermodynamique ?

Selon les modèles, l'entretien se fait environ tous les 2 ans et a pour but principal de vérifier le fluide caloporteur. C’est pourquoi il est conseillé de faire appel à un professionnel chauffagiste et frigoriste. Un mauvais entretien va sinon diminuer le COP, et vous faire perdre en économies.

Fonctionnant sur un principe simple et largement éprouvé, le chauffe-eau thermodynamique apparaît donc comme une solution économique et écologique, pour une production d’eau chaude sanitaire bon marché. C’est une solution en neuf ou en rénovation, dont vous devez parler avec un spécialiste chauffage écologique : il saura vous conseiller pour choisir la configuration optimale selon votre habitation et estimer les économies possibles, tout en protégeant la planète.

Et vous envisagez-vous d’acheter ou avez-vous un chauffe-eau thermodynamique