Comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique ?

Pour assurer son fonctionnement, le chauffe-eau thermodynamique (CET) recycle l'énergie naturellement présente dans l’air pour produire de l’eau chaude. Mais concrètement, comment fonctionne ce cycle thermodynamique ? Quels éléments entrent en jeu pour chauffer votre eau sanitaire ? Dans cet article, découvrez tout ce qu'il faut savoir sur le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique.

Le principe du chauffe-eau thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique est la combinaison d’un ballon d’eau chaude classique couplé à une pompe à chaleur aérothermique. La pompe à chaleur est directement intégrée au chauffe-eau et a pour rôle de récupérer la chaleur présente dans l’air ambiant. Les calories assimilées réchauffent ensuite l’eau sanitaire contenue dans le ballon.

Le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique est quasi identique à celui de la pompe à chaleur. En réalité, ce chauffe-eau particulier dispose d’une pompe à chaleur intégrée et d’un ballon de stockage d’eau. La pompe à chaleur va donc fonctionner de manière classique, en aspirant l’air ambiant à l’aide d’un ventilateur pour en récupérer les calories. Une fois absorbées, ces dernières vont permettre de chauffer le fluide frigorigène situé dans un circuit fermé. Le fluide frigorifique va ainsi passer de l’état liquide à gazeux afin d’être mis sous pression grâce au compresseur pour le faire monter en température.

C’est cette chaleur produite qui va être transférée dans le ballon d’eau grâce à un échangeur thermique qui va alors chauffer l’eau sanitaire pour tout le logement. Une fois le liquide refroidit, il reprendra sa forme initiale pour recommencer un nouveau cycle de chauffe.

Le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique en 4 étapes

Le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique est simple :

• la pompe à chaleur capte les calories de chaleur présentes dans l’air à proximité de l’appareil ;
• les calories réchauffent un fluide caloporteur qui circule dans l’équipement ;
• ce fluide réchauffe l’eau contenue dans le ballon de stockage ;
• l’eau chaude est acheminée vers vos points d’eau (douche, baignoire, lavabo…).

Comment l’air aspiré de l’extérieur peut-il chauffer l'eau ?

Le principe du chauffe-eau thermodynamique est de récupérer les calories de l’air pour préchauffer l’eau par le biais d’une pompe à chaleur. L’échange thermique peut se faire soit sur air ambiant, contenu dans la pièce, soit sur air extérieur, en puisant l'air extérieur au logement, soit sur air extrait, c’est-à-dire l’air vicié prêt à être évacué de votre logement.

Le CET peut récupérer les calories présentes dans l’air depuis trois sources différentes. Ce choix donne lieu à 3 types de montage. Le CET produit de la chaleur grâce à une pompe à chaleur aérothermique air/eau.

Selon le modèle, le chauffe-eau thermodynamique va capter l’air :

• Ambiant : c’est l’air de la pièce dans laquelle est installé l’appareil.
• Extérieur : l’appareil capte l’air de l’extérieur via une gaine.
• Sur air extrait : le chauffe-eau est raccordé à la Ventilation Mécanique Contrôlée (VMC) pour puiser l’air qui circule dans le logement.

Les types de chauffe-eau thermodynamiques

Il existe deux configurations principales. Le modèle monobloc intègre tous les composants (pompe à chaleur et ballon) dans une seule unité, généralement installée dans une pièce non chauffée comme un sous-sol ou un garage.

• CET sur air ambiant: Il est conseillé de le mettre en œuvre lorsque le local où se situe le CET a une surface supérieure à 10 m² (ou un volume de 20 m³) non chauffée et suffisamment ventilée avec une hauteur sous plafond supérieure à 2,10 m. Gainage avec entrée et sortie d’air à l’arrière.
• CET en éléments séparés (bi-bloc): A noter : en parallèle de ce montage, il existe la version du CET en éléments séparés (bi-bloc), plus complexe à mettre en œuvre. Dans ce cas, aucun réseau aéraulique n’est à prévoir ; néanmoins, une liaison frigorifique entre l’unité extérieure et le ballon doit être réalisée selon les prescriptions du fabricant (notamment sur la longueur maximale de la liaison) et par une entreprise disposant de l’attestation de capacité dont l’intervenant doit détenir l’attestation d’aptitude.
• CET sur air extrait: Ce montage permet d’utiliser et de valoriser l’énergie fatale présente dans l’air vicié. Une fois l’énergie récupérée, l’air vicié est ensuite refoulé à l’extérieur du logement.

Est-ce qu'un chauffe-eau thermodynamique consomme beaucoup d'électricité ?

Le chauffe-eau thermodynamique nécessite une petite quantité d’électricité pour alimenter son système. Ainsi, lorsque la demande en eau chaude dépasse la capacité de production, la résistance électrique prend le relais pour que les habitants n’aient pas à souffrir d’une pénurie d’eau chaude sanitaire (ECS). Dans les cas très rares où la température serait trop basse pour que la pompe à chaleur fonctionne correctement, l’eau est également chauffée à l’électricité.

Néanmoins, l’électricité consommée est compensée par la performance du chauffe-eau. Son coefficient de performance (COP), estimé à 3 ou 4, signifie que pour 1 kW d’énergie utilisée, le chauffe-eau thermodynamique restitue 3 ou 4 kWh d’énergie de mieux.

Un appoint électrique (une résistance de 1,5 à 3 kW) est systématiquement inclus dans le dispositif, afin d’augmenter la température de l’eau chaude si nécessaire et/ou de répondre à une demande en ECS plus importante.

Au final, changer de chauffe-eau et opter pour un CET peut vous faire économiser jusqu’à 70 % d’énergie sur la production d’ECS.

Quel est le meilleur emplacement pour installer un chauffe-eau thermodynamique ?

L'emplacement idéal dépend du type de chauffe-eau thermodynamique choisi.

• L'emplacement idéal pour un CET sur air ambiant: Le chauffe-eau thermodynamique sur air ambiant doit être placé dans une pièce non habitée et non chauffée (garage, cave ou buanderie, par exemple) d'un volume minimum de 20 m³. L'appareil puise les calories directement dans l'air de cette pièce. 🔎 À noter : si la pièce est trop petite, des gaines peuvent capter l'air d'une pièce adjacente plus grande.
• L'emplacement idéal pour un CET sur air extérieur: Le chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur capte l'air extérieur via des gaines. Ce modèle peut donc être installé dans une pièce de taille réduite, mais ses performances baissent lorsque les températures extérieures descendent sous 5 °C.
• L'emplacement idéal pour un CET sur air extrait: Le chauffe-eau thermodynamique sur air extrait se raccorde au système de ventilation existant et récupère les calories de l'air vicié évacué. Il peut être installé dans une pièce de taille réduite et garantit des performances stables grâce à la température constante de l'air intérieur extrait.

🔎 À noter : le modèle sur air ambiant reste le plus courant pour les maisons individuelles disposant d'un local technique adapté.

Comment poser un chauffe-eau thermodynamique ?

La pose d’un chauffe-eau thermodynamique implique 3 types de raccordements :

• un raccordement électrique : une ligne électrique et un disjoncteur doivent être dédiés à l’alimentation de l’appareil ;
• un raccordement hydraulique : le chauffe-eau nécessite d’être raccordé à une arrivée d’eau froide et à un départ d’eau chaude ;
• un raccordement aéraulique : non obligatoire, ce raccordement permet de ne pas refroidir la pièce dans laquelle se trouve l’appareil.

Nous vous déconseillons d’entreprendre vous-même l’installation d’un chauffe-eau thermodynamique. En effet, vous prenez le risque d’effectuer une malfaçon ou de vous exposer à des situations dangereuses.

Il est fortement recommandé de faire appel à un professionnel qualifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement en France) pour l’installation. Cela garantit une pose conforme aux règles de l’art, la sécurité de l’installation, l’optimisation des performances et l’éligibilité aux aides financières.

Quels sont les avantages et inconvénients d’un chauffe-eau thermodynamique ?

Le chauffe-eau thermodynamique présente de nombreux atouts :

• c’est un appareil autonome, qui ne nécessite pas de raccord avec un circuit de chauffage central ;
• il utilise une énergie renouvelable pour fonctionner ;
• il permet de diviser votre consommation par 3 ;
• il s’adapte à la configuration de votre logement ;
• il est éligible à plusieurs aides financières.

En revanche, quelques points faibles sont à noter :

• il ne fonctionne pas à 100 % en énergie renouvelable : il consomme également de l’électricité ;
• certains modèles peuvent être bruyants ;
• il nécessite d’être placé dans une pièce de 20 m³.

Est-il rentable d'investir dans un chauffe-eau thermodynamique pour l'eau ?

Installer un chauffe-eau thermodynamique chez soi s'avère très intéressant : son fonctionnement vous permet de faire d'importantes économies d'énergie et donc, par conséquent, de réduire vos factures.

Jusqu'à 70 % d'économies sur votre facture d’ECS

Une fois installé, le chauffe-eau thermodynamique est rentabilisé très rapidement. Chaque année, la part de production d'ECS dans la facture d'énergie est divisée par 2 ou par 3 grâce à la performance de la pompe à chaleur intégrée et à son fonctionnement "gratuit".

Des primes pour réduire l’investissement initial

En plus des économies réalisables sur les nombreuses années à venir, il est possible de baisser davantage le coût d’un chauffe-eau thermodynamique. En effet, cet équipement permet de bénéficier de plusieurs aides financières comme MaPrimeRénov’ (jusqu'à 1 200 €), la prime énergie (jusqu'à 101 €), l’éco-prêt à taux zéro et la TVA réduite à 5,5 %.

Bonne nouvelle, les aides financières pour le chauffe-eau thermodynamique peuvent se cumuler : en 2026, vous pouvez ainsi obtenir jusqu'à 1 301 € de primes !

FAQ sur le fonctionnement du CET

Quelle est la différence entre un chauffe-eau électrique et un ballon thermodynamique ?

La différence entre un chauffe-eau électrique et un ballon thermodynamique réside dans l’énergie utilisée pour produire de la chaleur. Le premier utilise uniquement l’électricité pour fonctionner, tandis que le second utilise l’air, ainsi qu’un appoint en électricité.

Où installer un ballon thermodynamique sur air ambiant ?

Le ballon thermodynamique sur air ambiant doit impérativement être installé en intérieur, dans une pièce de 20 m³ minimum (par exemple : cave, garage, buanderie). Cette pièce ne doit pas être chauffée, ni sujette à des changements fréquents de température. Si votre pièce est plus petite, vous pouvez relier le ballon par gaine à une pièce adjacente ayant le volume nécessaire.

Quel budget prévoir pour l'installation d'un chauffe-eau thermodynamique ?

Si vous souhaitez installer un chauffe-eau thermodynamique dans votre logement, prévoyez un budget situé entre 2 500 et 5 000 €. Le prix à prévoir pour un tel système dépend de plusieurs facteurs, tels que son type (sur air ambiant, air extérieur ou air extrait) sa capacité ou son COP (coefficient de performance), par exemple.

Tableau récapitulatif des avantages et inconvénients

tags: #alimentation #ballon #thermodynamique #fonctionnement

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