Le chauffe-eau thermodynamique (CETD)

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  • Fonctionnement d’un chauffe-eau thermodynamique

Il s’agit d’un dispositif alliant un ballon de stockage d’eau chaude et une pompe à chaleur électrique (PAC) « air /eau». Son fonctionnement est le suivant :

  1. L’air est aspiré grâce au ventilateur.
  2. L’air aspiré réchauffe le fluide frigorigène en lui transmettant ses calories. Le fluide frigorigène passe de l’état liquide à l’état gazeux dans l’évaporateur.
  3. Le fluide frigorigène est comprimé grâce au compresseur afin d’augmenter sa température et sa pression.
  4. Le fluide frigorigène, sous forme de vapeur haute pression, passe de l'état vapeur à l'état liquide dans le condenseur. En se condensant, il cède de la chaleur à l'eau du ballon via l’échangeur.
  5. Le fluide frigorigène est alors détendu afin de s’évaporer et le cycle recommence.
  6. Si l’apport de chaleur de la PAC n’est pas suffisant, la résistance électrique  assure  l’appoint.
  • Le chauffe-eau thermodynamique air est-il une solution pertinente pour vous ?

 

Coût de l’électricité par rapport à d’autres sources d’énergie

L’installation d’un chauffe-eau thermodynamique électrique est indiquée surtout dans le cas suivant :

Dans tous les autres cas, l’investissement d’un chauffe-eau thermodynamique risque de ne pas être rentable sur sa durée de vie, tenant compte de son coût de fonctionnement.

 

Si votre installation gaz est récente, vous avez intérêt à la conserver. Si vous devez la changer, optez pour une chaudière à condensation ou étudiez l’installation d’un chauffe-eau solaire individuel (CESI).

 

Conditions climatiques

Par ailleurs, le rendement d’un CETD varie fortement suivant la température de l’air entrant. Par grand froid, l’apport d’énergie provenant de  l’air ne suffit plus à chauffer l’eau correctement. Afin d’y remédier, les chauffe-eau thermodynamiques sont équipés d’un système d’appoint. Il s’agit d’une résistance électrique qui chauffe l’eau en cas de besoin. L’utilisation soutenue de cet appoint réduit les économies d’énergie.

En climat aux hivers rigoureux, l’intérêt d’un CETD avec une pompe à chaleur « air » sera moindre qu’en climat tempéré. En outre, la plupart des constructeurs indiquent -5° C comme limite de fonctionnement de la pompe à chaleur.

 

Conditions d’installation

Un  CETD peut s’installer en maison individuelle ou en appartement. Il nécessite néanmoins, au choix :

  • un local non chauffé de 10 m2 ou 20 m3,
  • un local chauffé, avec la possibilité de percer deux trous d’environ 20 cm de diamètre vers l’air extérieur et/ou
  • l’accès à une ventilation mécanique contrôlée (VMC) simple flux, ayant un débit suffisant

 

    Prix d’un chauffe-eau thermodynamique

En moyenne, l’installation complète d’un CETD « air » revient environ à 3 500 € TTC(3)


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  • Choisissez votre équipement

Bien dimensionner votre ballon d’eau chaude

Il existe plusieurs modèles de capacités différentes allant de 180 L à plusieurs milliers de litres pour les bâtiments collectifs.

En France, la consommation moyenne journalière d’eau chaude sanitaire d’une personne est d’environ 50 L(4). Le modèle le plus courant est d’une capacité de 300 L, ce qui peut couvrir les besoins d’une famille de 6 personnes en eau chaude sanitaire (ECS).

Un bon dimensionnement de votre ballon d’eau chaude vous évitera des dépenses énergétiques inutiles. Par exemple, l’achat d’un ballon de 300 L n’est pas utile pour 2 ou 3 personnes. Dans ce cas, le CETD consommerait de l’énergie pour chauffer et maintenir l’eau qui ne sera pas utilisée. Il est donc important d’effectuer une étude de dimensionnement afin d’adapter votre futur CETD à vos besoins.
 

  • Installez votre CETD

1ère configuration : vous disposez d’un local d’au moins 20m³ ou 10m² non chauffé.

 

Le CETD utilisera alors l’air de la pièce pour chauffer votre eau.

Il sera simplement raccordé à votre réseau d’eau chaude. Cette configuration peut entrainer un inconfort générant le refroidissement de la pièce.

2ème configuration : vous disposez d’un local chauffé.

 

L’installation sera plus compliquée car il faudra approvisionner en air le CETD grâce à l’air extérieur.

Deux trous d’environ 20 cm de diamètre devront être percés dans le mur : le premier relié à un tuyau permettant l’approvisionnement en air chaud et le second à un autre tuyau d’évacuation de l’air froid.

3ème configuration : vous disposez de l’accès à une ventilation mécanique contrôlée (VMC)

Quel que soit le profil de la pièce (chauffé/non chauffé et sa taille), il s’agit ici de connecter le tuyau d’approvisionnement en air du CETD à la sortie de la VMC (ventilation mécanique contrôlée). Cette configuration est intéressante car elle permet de récupérer plus de calories dues à la température « élevée » de l’air extrait. Mais attention, il faut que votre VMC soit simple flux et qu’elle dispose d’un débit suffisant.

Le réglage du débit, fait par l’installateur, est obtenu de 2 façons :

A/ On augmente la capacité d’extraction de la VMC, ce qui entrainera un besoin supplémentaire en chauffage dans les pièces ventilées.

 
B/ On apporte un « appoint » d’air en connectant votre CETD à l’air extérieur ou à l’air du local. Dans les faits, le tuyau d’approvisionnement sera dédoublé pour extraire 30% des besoins en air du CETD de la VMC et 70% de l’air extérieur.

Quelle que soit la configuration, un second trou sera percé pour l’évacuation de l’air.

Cette 3ème configuration est certainement la plus efficace mais aussi la plus coûteuse et la plus difficile à mettre en oeuvre.

Entretien de votre CETD

Le CETD nécessite plus d’entretien qu’un ballon classique. En effet, il allie une résistance électrique et une PAC. Il aura donc besoin de l’entretien d’un ballon classique plus d’un entretien concernant la PAC.

Au quotidien

Pour améliorer la performance du module PAC du CETD et prolonger sa durée de vie, il existe des gestes d'entretien à adopter au quotidien. Pour permettre à l'air de circuler librement autour du système, par exemple : veillez à dégager l’arrivée d’air des éventuels obstacles.

Annuellement

L'entretien de votre équipement est recommandé une fois par an pour assurer des performances optimales tout en allongeant sa durée de vie. Lors de sa visite, votre professionnel vérifiera tout particulièrement :

  • l'état général de l'appareil,
  • l'état des connexions électriques,
  • les paramètres de régulation,
  • l'encrassement des filtres.

Par ailleurs, il devra contrôler l'étanchéité du réseau de fluide frigorigène afin de détecter d'éventuelles fuites néfastes pour l'environnement. La prestation d'entretien doit inclure ce contrôle. Il faudra donc faire appel à un professionnel de la maintenance avec une formation frigoriste. Il est également conseillé de faire détartrer son chauffe-eau tous les deux ou trois ans.

(1) 15% pour une action simple  (sous conditions de ressources), 25% dans le cadre d’un bouquet travaux.
(2) Source : Ademe - Sur les consommations de chauffage et d'eau chaude sanitaire par rapport à une chaudière de plus de 15 ans.
(3) Source : COSTIC 2007
(4) Source : Ademe