Le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique est relativement simple à appréhender : une pompe à chaleur air-eau capte les calories de l’air ambiant et un fluide frigorigène transforme ensuite ces calories en chaleur. C’est cette dernière qui va permettre de produire de l’eau chaude sanitaire (ECS) dans le logement.
En résumé :
- Le fonctionnement d’un chauffe-eau thermodynamique (CET) est simple. Une pompe à chaleur air-eau capte les calories présentes dans l'air ambiant. Ces calories sont ensuite transformées en chaleur grâce à un fluide caloporteur, fluide qui va circuler dans un échangeur afin de diffuser la chaleur à l'eau du ballon. L’eau se réchauffe alors via ce transfert de chaleur.
- Le chauffe-eau thermodynamique produit de l’eau chaude sanitaire. Il est composé d’une pompe à chaleur qui capte les calories de l’air ambiant pour chauffer l’eau sanitaire qui va ensuite être consommée par les habitants de la maison.
- Pour pallier la dureté de l’eau qui entraîne à terme une corrosion de la cuve du chauffe-eau, on place une anode à l’intérieur de cette même cuve. L’anode est une protection, qui va se corroder à la place de la cuve.
- En cas de demande trop importante en eau chaude, une résistance électrique, placée dans le ballon, va prendre le relais afin que le logement ne manque pas d’eau chaude.
- Le CET est un appareil à la fois écologique et très performant, bien que relativement bruyant. Il est ainsi éligible à de nombreuses aides financières à la rénovation énergétique. Par ailleurs, sa durée de vie importante (entre 15 et 20 ans) en fait un système de production d'eau chaude sanitaire durable sur le long-terme.
Comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique ?
Un chauffe-eau thermodynamique (aussi appelé cumulus thermodynamique) est un système de production d'eau chaude sanitaire, composé principalement d'une pompe à chaleur et d'un ballon de stockage d’eau.
La pompe à chaleur intégrée au chauffe-eau capte l'air ambiant de votre domicile pour en extraire les calories et les utiliser pour chauffer l'eau sanitaire que vous allez par la suite consommer. Quel est le fonctionnement d’un chauffe-eau thermodynamique ?
Le principe de fonctionnement standard du chauffe-eau thermodynamique
Un chauffe-eau thermodynamique est un système de production d’eau chaude sanitaire. Il est composé des éléments suivants :
- une pompe à chaleur aérothermique ;
- un ballon de stockage d’eau.
Sa spécificité réside dans sa pompe à chaleur, équipée d’un ventilateur qui aspire l’air et capte les calories qui y sont présentes. Ce processus crée de l’énergie et réchauffe le fluide.
Plus concrètement ? Cela signifie que le dispositif utilise les calories naturellement présentes dans l’air ambiant ou dans l'air extérieur pour diffuser la chaleur à l’eau contenue dans le ballon d’eau chaude. Le captage de calories parmi l’air ambiant ou extérieur dépend du type de CET que vous souhaitez installer :
- un chauffe-eau thermodynamique monobloc (dit aussi “compact”) ;
- un chauffe-eau thermodynamique split (appelé aussi “bi-bloc”).
Le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique monobloc
Précisons que le cas le plus fréquent est l'utilisation des calories de l'air ambiant (dans une pièce non chauffée) car la grande majorité des CET installés sont de type monobloc (une unité installée à l'intérieur du logement).
Par ailleurs, la circulation du fluide caloporteur consomme un peu d’électricité, mais en bien moins grande quantité comparé à un autre système de chauffage type chauffe-eau électrique.
Le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique split
Le chauffe-eau thermodynamique split (ou bi-bloc) fait également partie des chauffe-eaux thermodynamiques sur air extérieur, tout comme son camarade, le CET monobloc. Il se compose de deux unités :
- la pompe à chaleur, se trouvant à l'extérieur du du logement ;
- le ballon d’eau chaude qui est, quant à lui, stocké à l’intérieur.
Le fonctionnement d’un CET avec split ne diffère pas réellement de l'autre type de CET : on y trouve aussi un ballon d’eau chaude associé à une pompe à chaleur, installée à l'extérieur.
L’unité extérieure du CET thermodynamique split va capter les calories présentes dans l’air, puis les réchauffer, pour enfin diffuser cette chaleur à l'intérieur de la maison. Par ailleurs, le CET split peut également produire de l’eau chaude sanitaire (ECS) grâce à son module intérieur.
Quelle est la différence majeure de fonctionnement entre CET monobloc et CET split ?
Si les deux types de CET ont presque le même fonctionnement, une différence principale distingue le CET monobloc du split : la place de la pompe à chaleur. Ainsi :
- un chauffe-thermodynamique monobloc (ou compact) intègre le ballon d’eau chaude et la pompe à chaleur (PAC) ;
- un chauffe-eau thermodynamique split fonctionne via une PAC installée à l’extérieur de l’habitation. Afin de fonctionner ensemble, la PAC et le ballon sont reliés par une liaison frigorifique.
Le chauffe-eau thermodynamique bi-bloc sera parfait si vous habitez dans une maison de petite superficie, ne possédant pas de pièce suffisamment grande pour contenir un chauffe-eau thermodynamique compact.
Observez bien les critères techniques de votre CET !
Avant d’acheter votre chauffe-eau, nous vous recommandons également de faire attention aux critères techniques suivants, qui déterminent sa consommation. Cela vous permettra aussi d’avoir une idée précise des économies que vous pourrez réaliser :
- le COP : quantité de chaleur produite / quantité d'électricité ;
- le temps de chauffe : 8 heures en moyenne pour un ballon standard.
Vous souhaitez installer un chauffe-eau thermodynamique ?
Demandez un devis complet en ligne en 2 minutes.
Un volume d’air précis pour bien fonctionner
Concernant le CET monobloc, le fluide frigorigène circulant dans la pompe à chaleur est maintenu dans sa forme liquide jusqu'à -5 °C. Ainsi, l’air environnant présentant une température supérieure est susceptible de provoquer son passage à l'état gazeux, ce qui entraîne la production d'eau chaude.
L’air capté doit idéalement provenir de l’intérieur de votre domicile, notamment des pièces de services comme la buanderie ou la salle de bain.
Par ailleurs, la pièce choisie doit avoir un volume d'air d'au moins 20 m³ pour le bon fonctionnement de l'appareil, soit l'équivalent d'une superficie minimale de 10 m².
Attention, insistons sur le fait que la prise en compte du volume d’air ne vaut que pour un chauffe-eau thermodynamique de type monobloc. Un CET de type split comporte une unité extérieure (comme avec une pompe à chaleur) qui capte l'énergie de l’air du dehors. Il n’y a donc pas de limitation de volume ou de température concernant la pièce où se trouve le chauffe-eau.
Pour info :
Vous pouvez tout à fait installer le chauffe-eau thermodynamique dans une petite pièce et capter l'air d’une pièce plus grande, située à côté de cette première pièce.
L’air sera récupéré grâce à une gaine qui va permettre de capter l’air de la pièce en question. Attention toutefois, cette solution entraînera des dépenses plus importantes !
En cas de forte consommation : une résistance électrique d’appoint
Par rapport à d’autres équipements utilisant les énergies renouvelables, l’avantage majeur du chauffe-eau thermodynamique est qu'il fonctionne durant toutes les saisons de l’année sans être impacté par les variations de température ou les intempéries.
Lorsque la demande en eau chaude est plus élevée que d'ordinaire (due à une visite de vos amis ou de votre famille par exemple), une résistance électrique présente dans le ballon de stockage prend le relais. Ce système d'appoint intégré au chauffe-eau thermodynamique vous promet ainsi de ne pas manquer d’eau chaude, quoi qu’il arrive.
Il convient cependant de bien configurer son installation et ne pas utiliser en permanence la résistance, afin de ne pas générer une hausse de la consommation énergétique et in fine, une hausse de votre facture d’électricité.
Couplez une VMC à votre chauffe-eau thermodynamique !
Il peut être intéressant de coupler votre chauffe-eau thermodynamique à une VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) simple ou double flux car cela augmente le coefficient de performance (COP) du système de chauffe et accroît les économies d'énergie. Ce type d’installation a un nom : le chauffe-eau thermodynamique sur air extrait.
Attention toutefois ! La VMC simple flux, qui fonctionne en permanence et qui est donc un appareil énergivore, n’est pas éligible aux aides financières. Tournez-vous de préférence vers une VMC double flux.
L’anode : l’élément indispensable pour éviter la corrosion de la cuve
Le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique se base sur la présence d’un fluide frigorigène circulant dans un circuit fermé, qui passe d'un état liquide à un état gazeux. Ce fluide est ensuite comprimé au sein d'un compresseur, dans le but d'accroître sa pression et sa température.
La chaleur du fluide va alors être transférée vers le ballon de stockage d’eau via un échangeur thermique, ce qui permet de chauffer l'eau sanitaire de votre habitation, cette dernière étant contenue dans une cuve de stockage. Or, du fait de la dureté, ou agressivité, de l’eau, la cuve de stockage est parfois l’objet de corrosion sans une protection appropriée.
Pour pallier ce risque, des anodes, appelées à juste titre “anodes sacrificielles”, sont alors placées à proximité de la résistance. Elles vont être exposées à la corrosion à la place de la cuve du chauffe-eau et en s’oxydant, se détruiront alors en lieu et place de ce dernier.
La dureté de l'eau : quésaco ?
La dureté mesure la quantité de sels de calcium et de magnésium contenue dans l’eau. L’eau est appelée douce ou agressive lorsque cette quantité est peu élevée. Au contraire, l’eau est vue comme dure ou calcaire lorsque cette quantité est importante.
Quelle est la différence entre le fonctionnement d’un chauffe-eau thermodynamique et celui d’un chauffe-eau solaire ?
Le chauffe-eau solaire a le même fonctionnement que le chauffe-eau thermodynamique : il capte de l’énergie qui est ensuite absorbée par un fluide caloporteur, qui lui-même renvoie la chaleur dans votre ballon d’eau chaude.
Où se situe la différence dans ce cas ? Elle réside dans sa source d’énergie. Ainsi, le chauffe-eau solaire n’est pas alimenté par l’énergie présente dans l’air de votre habitation, mais produit de la chaleur grâce à l’énergie récupérée par des panneaux solaires, installés en général sur le toit de votre logement ou dans votre jardin.
Les composants entrant dans le fonctionnement d’un chauffe-eau thermodynamique
Véritable bijou de technologie, le chauffe-eau thermodynamique fonctionne à l’aide des composants suivants :
- PAC air-eau avec ventilateur ;
- module de commande avec programmateur de température ;
- ballon d’eau chaude sanitaire à accumulation de grande capacité avec un groupe de sécurité ;
- résistance électrique avec une anode pour assurer les appoints ;
- sondes de soutirage ECS ;
- échangeur hydraulique à serpentin ;
- condenseur ;
- isolation intérieure de l’appareil en mousse de polyuréthane.
Comment installer un chauffe-eau thermodynamique ?
Les pièces et la température idéales pour un CET monobloc
Afin que votre chauffe-eau thermodynamique fonctionne de façon optimale, vous devez installer idéalement votre chauffe-eau thermodynamique monobloc dans une pièce qui ne doit pas être chauffée et profiter d’une température stable, qui ne tombe pas sous les 5 °C. De plus, pour que votre CET vous permette de réaliser des économies, nous ne vous recommandons pas d’installer votre chauffe-eau thermodynamique à l’intérieur des pièces de vie de votre habitation. En effet, cela générerait une surconsommation de chauffage puisque l’air aspiré serait de l’air chaud.
Ainsi, nous vous conseillons plutôt d’installer votre chauffe-eau dans votre garage, dans une cave ou au sous-sol de votre habitation. Il faut par ailleurs éviter d'installer votre chauffe-eau thermodynamique dans un endroit susceptible de subir du gel, ou au soleil.
Attention !
Si vous installez l’appareil en extérieur, sachez que ses performances seront moindres.
La pose d’un chauffe-eau thermodynamique split
Pour les modèles bi-bloc, vous devrez prévoir des travaux supplémentaires puisqu’il faudra installer le module extérieur. Le dispositif doit en effet respecter certaines normes et réglementations garantissant l'efficacité et la performance de l’appareil.
L’appareil doit notamment être installé dans un endroit bien ventilé afin d’éviter la surchauffe. En outre, l’installation doit rendre pratique et facile l’accès à l’appareil afin que l'entretien mais aussi sa réparation soient facilités.
Une protection nécessaire contre la poussière
Enfin, assurez-vous que votre chauffe-eau soit protégé des poussières et des solvants, et que rien ne soit posé sur votre appareil. De cette manière, vous optimisez les performances énergétiques de votre chauffe-eau et vos économies d’énergie peuvent atteindre 70 % par rapport à un chauffe-eau électrique classique.
Pourquoi le fonctionnement du CET en fait-il un appareil avantageux ?
Afin de remplacer votre cumulus électrique énergivore, n’hésitez pas à opter pour le chauffe-eau thermodynamique ! C’est en effet une solution idéale pour la production d’eau chaude sanitaire et de nombreux modèles très performants sont à votre disposition sur le marché. Certes, c'est également un équipement assez coûteux (entre 2 000 et 5 000 euros, pose comprise), mais qui est très vite rentabilisé. Sans attendre, un petit tour de ses avantages.
Un système écologique
Tout d’abord, le CET possède un fonctionnement écologique, puisqu’il utilise une source naturelle d’énergie inépuisable pour produire de la chaleur et chauffer l’eau de votre logement. Les émissions de gaz à effet de serre (CO2 notamment) sont très faibles.
De plus, le chauffe-eau thermodynamique vous fournit la totalité de votre consommation d’eau chaude sanitaire. À la différence du chauffe-eau solaire, qui pour rappel, fonctionne à l’aide de panneaux solaires, cet appareil ne nécessite aucune autre installation supplémentaire pour la production d’ECS.
Un dispositif économique
Cette énergie naturelle est, de fait, totalement gratuite. La consommation électrique du CET étant elle-même assez faible, vos factures d’énergie sont réduites de près de 70 % par rapport à un chauffe-eau électrique.
Il est vrai que le prix d’achat d’un chauffe-eau thermodynamique peut être assez élevé, puisque son coût se situe entre 2 000 et 5 000 € (pose comprise), mais il est vite rentabilisé. En quelques années seulement, vous avez la garantie d’obtenir un retour sur investissement. N’hésitez pas à demander plusieurs devis auprès de différents installateurs afin de pouvoir comparer les entreprises entre elles et de choisir celle qui correspondra plus à vos besoins.
Attention ! N’oubliez pas d’entretenir votre chauffe-eau afin qu’il performe au maximum et de pouvoir en profiter le plus longtemps possible.
Un équipement qui respecte les normes en vigueur
Enfin, le CET convient aussi bien pour une maison neuve que dans le cadre d’un projet de rénovation, puisqu’il répond à la Réglementation Thermique (RT 2012) et à la Réglementation Environnementale (RE 2020) en vigueur.
Un système qui est éligible à nombre d’aides financières
Enfin, sachez que le chauffe-eau thermodynamique est éligible à de nombreuses aides de l'État. Vous pouvez notamment bénéficier de MaPrimeRénov’, de la TVA à taux réduit de 5,5 %, de l’éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ) ou encore des primes CEE.
Ces dernières sont versées par des entreprises polluantes type fournisseurs d'électricité, enseignes de la grande distribution et de bricolage. Ces aides sont accessibles dans la mesure où vous faites réaliser les travaux par un professionnel certifié Reconnu Garant de l’Environnement (RGE).
Faites le choix du chauffe-eau thermodynamique !
N’hésitez pas à faire l’acquisition d’un CET, vous serez gagnant ! Vous pouvez faire confiance à des marques fiables et reconnues sur le marché telles qu’Atlantic, Hitachi, Ariston ou encore Thermor, proposant toutes deux des modèles efficaces et très performants.
Chauffe-eau thermodynamique peu cher, design, ou bien peu imposant, chauffe-eau de 100 L, 200 L, ou même 300 L, à vous de voir ce qui vous convient selon vos besoins. Vous pouvez même trouver des appareils assez silencieux.
Vous hésitez ? Regardez les avis sur les différents modèles de chauffe-eaux sur internet par exemple, et faites-vous votre idée.
Demandez votre Prime Énergie !
Découvrez le montant des aides auxquelles vous pouvez prétendre pour vos travaux de rénovation énergétique.
FAQ sur le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique
Comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique ?
Le chauffe-eau thermodynamique est un appareil servant à la production d’eau chaude sanitaire en utilisant les calories de l’air ambiant. Il utilise une pompe à chaleur intégrée. Il doit être installé dans une pièce non chauffée et bien ventilée d'au moins 10 m² de surface.
Comment installer un chauffe-eau thermodynamique dans ma maison ?
Vous devez installer idéalement votre chauffe-eau thermodynamique dans une pièce dont l’air ambiant possède une température d’environ 10-15 °C et ne pas faire chauffer votre eau sanitaire à plus de 50 °C.
Préférez donc installer votre chauffe-eau dans des pièces telles que votre garage, votre cave ou votre sous-sol. Il faut par ailleurs éviter d'installer votre chauffe-eau thermodynamique dans un endroit susceptible de subir du gel, ou au soleil.
Pourquoi installer un chauffe-eau thermodynamique dans son logement ?
Un chauffe-eau thermodynamique possède plusieurs avantages écologiques. Tout d’abord, il utilise l’air ambiant, une ressource renouvelable et gratuite, pour fonctionner, en récupérant les calories de l’air. De plus, c’est un système respectueux de l’environnement car il rejette 10 fois moins de CO2 qu'un chauffe-eau classique.
Il a également des avantages économiques. L’installation d’un chauffe-eau thermodynamique vous permet de réaliser jusqu’à 70 % d’économies sur votre facture de consommation énergétique et vous pouvez bénéficier d’aides de l'État pour vous aider à financer le coût de son achat et de sa pose.
