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Chauffe-eau thermodynamique

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Ce qu’il faut savoir sur le chauffe-eau thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique se présente comme le successeur du chauffe-eau électrique. La prochaine RT 2012 le présente ainsi avec comme solution concurrente avec le chauffe-eau solaire ou CESI. Quid des réelles performances de ce nouveau chauffe-eau thermodynamique que la plupart des industriels commercialisent?

En version monobloc, en version split, raccordé à une ventilation VMC, il faudra apprendre à connaitre ce nouveau chauffe-eau thermodynamique dont les performances diffèrent selon son contexte d’installation et d’utilisation.

Le Chauffe-eau Thermodynamique sur air neuf: Une économie de l’ordre de 70%

Chauffe-eau thermodynamiqueSchéma de fonctionnement d'un chauffe-eau thermodynamique sur air neuf:

L’air ambiant (non chauffé) est aspiré par le ventilateur. (1)

Il réchauffe le fluide frigorigène gazeux dans l’évaporateur. (2)

Le fluide passe ensuite dans le compresseur (3) où sa température augmente encore.

Dans le condenseur (4), le fluide cède ses calories à l’eau du ballon. Il se refroidit et passe de l’état gazeux à l’état liquide.

Le détendeur (5) amorce le passage du fluide de l’état liquide à l’état gazeux et permet au fluide de recommencer un nouveau cycle dans l’évaporateur.

L’appoint électrique (6) se déclenche uniquement en cas de besoin.

Le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique est relativement simple puisqu’au lieu d’élever la température d’une cuve avec une résistance électrique (effet Joule), c’est une petite pompe à chaleur prélevant les calories sur l’air qui chauffe l’eau de la cuve.

Ainsi, un chauffe-eau thermodynamique avec un COP de 3 produira 3 kWh d’énergie pour chauffer l’eau chaude sanitaire alors qu’il ne consommera qu’1 kWh d’électricité. Il permet de générer une économie de 2 kWh, soit près de 70 % d’économie sur votre facture !

Fonctionnement et installation du chauffe-eau thermodynamique

Rappel simple des repères clefs du chauffe-eau thermodynamique

-Produit de l’eau chaude sanitaire à partir d’une pompe à chaleur,

- COP de 3 à 3,7 (pour de l’air à 15°C !),

Résistance électrique d’appoint, Ballon de capacité 200 l à 300 litres,

-S’installe facilement comme un CE électrique, 4 à 8 heures pour garantir le réchauffage,

RT 2012, norme EN 255-3 et analyse du COP

Nous savons que le coefficient de performance d’une pompe à chaleur varie en fonction de la température de l’air et de sortie d’eau chaude.

C’est la norme EN 255-3 qui fixe les conditions de mesures du COP dit instantané. Celui-ci, dans le cas d’un chauffe-eau thermodynamique, est établi pour un chauffage de l’eau chaude sanitaire de 15°C à 45°C et,

- Pour une température de l’air de 15°C (air ambiant)
- Pour une température de l’air de 7°C (air extérieur)
- Pour une température de l’air de 20°C (air extrait)

Cette norme est retenue par les principaux fabricants ainsi que par les pouvoirs publics dans le cas du crédit d’impôt développement durable, plutôt intéressant puisqu’il est de 26 % sur le prix du matériel et peut aller à 34 % dans le cas d'un bouquet de travaux (il constitue lui-même un élément possible du bouquet).

Ainsi les ventes de chauffe-eau thermodynamique progressent et ce d’autant plus que la nouvelle réglementation thermique RT 2012 est en application depuis le 1er janvier 2013. Cette RT 2012 impose quasiment l’utilisation d’énergies renouvelables pour la production d’eau chaude sanitaire. Deux solutions se présentent naturellement : le chauffe-eau solaire ou CESI, et le chauffe-eau thermodynamique

Avant de comprendre et de croire les chiffres les plus optimistes annoncés, comme les « 70% d’économies d’énergie d’un chauffe-eau thermodynamique» par rapport à un chauffe-eau électrique cumulus du fait d’un COP de 3, essayons de prendre du recul et de tout simplement analyser les bénéfices réels.

Economies d’énergie réelles et annuelles

chauffe-eau thermodynamiqueObtenir 70% d’économie d’énergie pourrait s’envisager dans un scénario continu et en comparaison avec le bon vieux chauffe-eau électrique en chauffe directe. 70% d’économie sur la facture énergétique est un scénario encore plus restreint ; voyons pourquoi.

Plusieurs paramètres montrent que le mode de fonctionnement est pluriel et dépend de conditions d’utilisation et d’installation.

Le chauffe-eau thermodynamique n'utilise le bénéfice de la pompe à chaleur qu’à partir d’une température d’air clémente de l’ordre de +7°C. En deçà, c’est la résistance électrique qui chauffe l’eau par effet Joule comme pour le chauffe-eau électrique. Rappelons que les données de la norme EN 255-3 établissent le COP par une température d’air encore plus clémente, soit à +15°C.

Cette donnée implique une attention particulière de l’endroit où sera installé le chauffe-eau thermodynamique. Il est évidemment conseillé de l’implanter dans un volume protégé où peuvent se récupérer des calories habituellement perdues : garage, buanderie, local non chauffé tempéré. Si la température de l’air est ainsi maintenue à 12 ou 15°C à minima alors oui le COP annuel sera plus proche de 3 que de 2 si le chauffe-eau est installé dans un endroit où la résistance électrique est sollicitée !

chauffe-eau thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique fonctionne en continu en heures pleines comme en heures creuses. Sans doute plus en heures pleines qu’en heures creuses. Le chauffe-eau électrique travaille en heures creuses principalement, soit avec un coût de kWh (bleu Ciel) moitié moins cher. D’autre part, il faudra veiller au mode d’utilisation du chauffe-eau thermodynamique et éviter les relances de chauffe automatique avec résistance électrique pour obtenir une température d’eau chaude sanitaire très rapidement. Le confort d’usage ne doit pas nous pousser à utiliser ce chauffe-eau comme un chauffe-eau en chauffe directe. A notre sens, ces relances ne doivent être qu’exceptionnelles dans le temps (imprévus, sur-occupation du logement, …). La majorité des chauffe-eau thermodynamique possède une priorité heures creuses pour réduire encore la consommation.

Sur le choix du type de tarif de l’électricité, il faudra se poser la question si l’option Heures Creuses est économiquement intéressante. Le chauffe-eau thermodynamique fonctionne plus en heures pleines qu’en heures creuses. D’autre part, si l’on considère la part de consommation de l’ECS voisine de 50% sur le bilan global énergétique annuel pour un habitat basse consommation, alors l’usager aura intérêt à opter simplement pour l’option de base, l’option heures creuses ne se justifiant plus.

Economies sur la facture

Nous l’avons compris, l’économie d’énergie ne peut s’afficher pour tous les cas de figures.

Dans des cas d’installation étudiée (prise d’air à température minimale de 7°C par exemple), l’économie sera de l’ordre de 50%, ce qui est déjà important et sans doute plus réaliste!

Par ailleurs comparons ce qui est comparable : le chauffe-eau thermodynamique aura une durée de vie optimale s‘il est également utilisé dans de bonnes conditions de fonctionnement.

Celle-ci ne sera pas inférieure à notre sens à un chauffe-eau électrique (10 à 15 ans). Le fonctionnement de la pompe à chaleur avec compresseur rotatif demandera par ailleurs une mini maintenance au moins tous les 2 ans (vérification des pressions et du circuit frigorigène). Enfin, le recyclage du fluide frigorigène sera également à traiter. Mais, d’ici là, l’économie financière sera autre puisque le crédit d’impôt aura disparu et le coût des chauffe-eau thermodynamiques aura largement baissé pour passer d’un coût de 3 000 € à 3 500 € TTC actuellement à peut-être moins de 1 500 euros dans moins de 10 ans ?

Le chauffe-eau thermodynamique sur air extrait

chauffe-eau thermodynamiqueAssocié à l’eau chaude sanitaire, poste énergétique important dans le bilan de l’habitat neuf actuel, la ventilation est le deuxième poste important ; il faudra que les modes de fonctionnement soient compatibles en termes de puissance et de débit.

Le débit que requiert un chauffe-eau thermodynamique du commerce est de l’ordre de 300 ou 500 m³/h ce qui ne correspond pas à un débit de VMC d’un habitat individuel, plus proche de 100 à 150 m³/h ! Raccorder un chauffe-eau thermodynamique d’un côté et une VMC simple ou double-flux de l’autre ne s’improvise donc pas.

Aéraulix est le chauffe-eau thermodynamique d'Atlantic, c'est un système performant composé d’une VMC BBC et d’un chauffe-eau thermodynamique. Le principe est de récupérer les calories de l’air vicié chaud. On l’extrait grâce à des bouches hygro B situées dans les pièces humides comme la cuisine, la salle de bain et les WC. Le système permet d’économiser 75% sur l’ECS et 10% sur la facture de chauffage par l'utilisation d'une ventilation mécanique contrôlée performante.

Le système Aéraulix se compose d’un ballon d’eau chaude de 200 litres, d’une pompe à chaleur, d’un extracteur de VMC très basse consommation et d’un réseau de conduits isolés. Le chauffe-eau thermodynamique peut fournir de l’ECS pour 2 à 6 personnes. La VMC est hygro réglable, une ventilation intelligente qui s’adapte à l’humidité des pièces ainsi qu’aux différentes longueurs de réseau grâce à des capteurs de pression. L’air extrait contenant des calories exploitables entre dans le système Aéraulix par aspiration à l’aide d’un ventilateur basse consommation. La pompe à chaleur échange avec l’air chaud vicié au niveau de l’évaporateur. L’air rafraîchi est ensuite rejeté vers l’extérieur.

La pompe à chaleur intégrée dans l’Aéraulix est très performante. Elle a un COP de 4 dans les conditions optimales de fonctionnement. Elle s’adapte au débit faible et peut chauffer l’eau jusqu’à 62°C. Elle fonctionne selon différents modes comme le "boost" (marche forcée) ou le mode absence. Dans ce dernier mode, la VMC est la seule à fonctionner pendant votre absence. La remise en chauffe s’effectue juste avant votre retour. La VMC hygro réglable est une solution optimale pour les problèmes de moisissure et la buée. On économise aussi sur la facture de chauffage. Cette solution quand elle est possible apporte une économie supérieure à celle d'un chauffe-eau thermodynamique sur air neuf.

Investissement et entretien du chauffe-eau thermodynamique

Même si à l'achat, un chauffe-eau thermodynamique sur air neuf ou air extrait coûte plus cher qu'un chauffe-eau électrique classique par effet Joule, il se rentabilisera rapidement dans le temps grâce aux économies qu'il vous fera faire. Comptez au moins 50 voire 70 % d'économies annuelles et avec l'augmentation régulière des coûts des énergies fossiles, cette économies deviendra très importante.

Quant à son entretien, il se réduit à un contrôle tous les deux ans de l'étanchéité du circuit du fluide frigorigène, ce qui est faible surtout s'il est installé en complément d'une pompe à chaleur air/eau ou eau/eau.

Pour l'installation d'un chauffe-eau thermodynamique, sur air neuf, il faut compter entre 2 800 et 3 200 €, pour un chauffe-eau thermodynamique sur air extrait 3 500 à 4 000 €, mais ses performances énergétiques sont meilleures.

Financement du chauffe-eau thermodynamique

Un chauffe-eau thermodynamique est éligible au crédit d'impôts

Pour l'installation d'une chauffe-eau thermodynamique, vous bénéficiez d'un crédit d'impôts développement durable de 26 % du montant du prix du matériel, crédit d'impôts qui peut être bonifié de 8 % dans le cas d'un bouquet de travaux (isolation des plafonds ou changement de fenêtres).

Un chauffe-eau thermodynamique est éligible aux Certificats d'Economies d'Energie

Pour l'installation d'un chauffe-eau thermodynamique, vous bénéficiez d'un certificat d'économies d'énergie (CEE) variant de 30 à 40 € fonction de votre région et de la surface et l'énergie actuelle de votre habitation.

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Les principaux fabricants du chauffe-eau thermodynamique

Les entreprises Expert Eco Energie préconisent les meilleurs matériels des principaux fabricants mondiaux de chauffe-eau thermodynamique : Aldès, Atlantic, Ariston.