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Les moyens les plus répandus pour la production d’eau chaude sanitaire sont actuellement issus de technologies utilisant le gaz ou l’électricité, notamment avec les ballons d’eau chaude électriques ou les chaudières à gaz. Il existe cependant d’autres moyens de produire de l’eau chaude sanitaire : en utilisant des énergies renouvelables (par exemple le Chauffe-eau Solaire Individuel) ou avec le chauffe-eau thermodynamique (CETD). Son principe de fonctionnement est assez simple. Il allie un ballon de stockage d’eau chaude et une pompe à chaleur électrique (PAC) lui permettant de chauffer l’eau.
L’air est aspiré grâce au ventilateur.
L’air aspiré réchauffe le fluide frigorigène en lui transmettant ses calories. Il passe de l’état liquide à l’état gazeux dans l’évaporateur.
Le fluide frigorigène est comprimé grâce au compresseur afin d’augmenter sa température et sa pression.
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.
Le fluide frigorigène est alors détendu afin de s’évaporer et le cycle recommence.
Si l’apport de chaleur de la PAC n’est pas suffisant alors la résistance électrique joue son rôle d’appoint.
Le rendement du CETD varie fortement suivant la température de l’air entrant. Par grand froid l’apport d’énergie provenant de la PAC ne suffit plus à chauffer l’eau correctement. Afin d’y remédier, les chauffe-eau thermodynamique 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.
Le Coefficient de performance (COP) d'une pompe à chaleur (technologie utilisée par le CETD pour chauffer l’eau) mesure la quantité de chaleur produite en fonction de l'énergie électrique consommée. La plupart des CETD ont un COP nominal situé entre 2 et 4 selon les constructeurs. Ces chiffres représentent la quantité de kWh restituée pour 1 kWh d'électricité consommé
Il existe différentes définitions du COP : un COP nominal mesuré en laboratoire et un COP moyen annuel reflétant la performance réelle de l'installation sur une année.
Figurant dans les catalogues fabricants, ce COP est valable à des températures d'essais en laboratoire. Attention, tous les constructeurs n’utilisent pas les mêmes températures d’entrée d’air et de consigne d’eau chaude sanitaire. Cependant il reste un indicateur utile pour comparer les performances de différents CETD entre eux, mais il ne prend pas en compte leurs performances en conditions réelles d'utilisation. Par ailleurs, il ne peut être pris comme repère pour distinguer les performances d'un CETD de celles d'un autre système de production d’eau chaude (type chaudière mixte). Le COP nominal est utilisé comme critère d'éligibilité aux différentes subventions.
Ce COP indique la performance du CETD en situation réelle sur une année entière. Il tient ainsi compte des variations de températures extérieures et des conditions d'utilisation intérieure. En effet, le COP de votre équipement chute quand la température de l'air extérieur baisse. C'est de lui dont dépend le montant de votre facture. Il est en général inférieur au COP nominal et révèle la véritable performance du système.
Ainsi, les fabricants de CETD annoncent en moyenne un COP nominal de 3.4 (catalogues constructeurs) alors qu’il est en situation réelle environ de 1,8 voir 1,6 (source COSTIC : LETTRE_DU_COSTIC-Oct_2010-N65). Il faudra donc faire attention lorsqu’on calculera l’économie d’énergie réalisée.
Dans tous les cas un CETD peut s’adapter à votre installation avec plus ou moins de difficultés suivant votre logement (maison individuelle ou logement collectif) et avec un intérêt économique à évaluer au cas par cas. Il est particulièrement conseillé dans le cas d’un remplacement de ballon électrique.
Si vous possédez une chaudière gaz ou que vous vous situez dans une zone desservie en gaz naturel, il n’est pas judicieux d’installer un chauffe-eau thermodynamique. L’investissement du CETD ne pourra pas être rentabilisé sur sa durée de vie. Il est préférable de garder votre installation gaz si elle est récente, d’opter pour une chaudière à condensation ou de penser à un Chauffe-eau Solaire Individuel.
À noter : Puisant les calories contenues dans l'air extérieur, la performance du CETD est réduite en période hivernale.
Oui. Le CETD se branche sur votre réseau d’eau comme n’importe quel autre moyen de production d’eau chaude sanitaire.
Le moyen de chauffage de l’eau étant une PAC air/eau utilisant l’air extérieur comme source de chaleur, le rendement de votre installation dépend principalement des températures extérieures. La puissance restituée et les performances diminuent lorsque les températures extérieures sont basses (dégradation à partir de 5°C aux conditions d’hygrométrie classiques). Pendant les périodes froides, le système d'appoint est donc plus sollicité : ce relais engendre alors une surconsommation de l'énergie d'appoint (le plus souvent électricité). Il est donc important de vous assurer, auprès de professionnels, que votre CETD pourra répondre à vos besoins, compte-tenu de la zone géographique de votre logement. De manière générale le CETD est recommandé pour des zones tempérées car la limite de fonctionnement de la PAC du CETD se situe environ à -5°C pour la plupart des constructeurs.
Il existe 3 configurations possibles d’installation en fonction de votre logement :
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
L’installation sera plus compliquée car il faudra approvisionner en air le CETD grâce à l’air extérieur
Deux trous d’environ 20cm 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.
Le réglage du débit, fait par l’installateur, est obtenu de 2 façons :
Quelque 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 œuvre.
Faites appel à un installateur pour identifier la solution la plus adaptée à votre logement.
Oui, moyennant les précautions suivantes :
Il existe deux modèles de CETD :
Le premier équipé d’une PAC Air/Eau (cf. Rubrique principe) et le second d’une PAC Eau/Eau (géothermie).
Le CETD géothermique puise la chaleur non plus de l’air mais de l’eau circulant dans des tuyaux. Il s’agit alors d’une PAC eau/eau (voir fiche pratique « la pompe à chaleur géothermique »). La récupération de chaleur se fait grâce à des capteurs enterrés qui emmagasinent les calories du sol de votre jardin . Cette configuration est plus efficace que les précédentes car moins tributaire des fluctuations de la température extérieure (La chaleur prélevée dans le sol reste constante). Toutefois elle est plus onéreuse et compliquée à mettre en place (il faudra faire des tranchées dans votre jardin). Cependant si vous possédez déjà une PAC eau/eau pour votre chauffage, l’installation peut être simplifiée en utilisant pour le CETD les capteurs souterrains présents pour la PAC du chauffage. L’installateur vérifiera juste que le dimensionnement des tuyaux enterrés (capteurs) est suffisant au fonctionnement de la PAC du chauffage et de la PAC du CETD.
Oui. Il existe plusieurs modèles de capacités différentes allant de 180 L à plusieurs milliers de litres pour les bâtiments collectifs. 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 ECS (Eau Chaude Sanitaire).
Non. Le temps de chauffe d’un ballon de 300 L est d’environ 7 ou 8h avec la PAC. L’eau aura donc le temps de chauffer pendant la nuit lors des tarifs « heures creuses » d’électricité. De plus tous les ballons sont équipés d’une résistance électrique de secours (système d’appoint).
Un bon dimensionnement de votre ballon d’eau chaude vous évitera des dépenses énergétiques inutiles. En France, la consommation moyenne journalière d’eau chaude sanitaire d’une personne est d’environ 50 L (source : ademe). Par exemple, l’achat d’un ballon de 300 L n’est pas utile pour 2 ou 3 personnes. En effet, le CETD consommera beaucoup d’énergie pour chauffer l’eau qui sera utilisée que partiellement. De plus, les pertes d’énergie liées au refroidissement du ballon seront élevées du fait de l’importance de la surface de contact. Il est donc important d’effectuer une étude de dimensionnement par un professionnel afin d’adapter votre futur CETD à vos besoins.
Non. Il existe des CETD de différentes capacités (180 à 300L pour les plus courants (source : benchmark fabricants)). Pour chaque capacité il existe plusieurs puissances de PAC associées suivant les fabricants. Il faudra juste noter que pour une même capacité d’ECS, plus la PAC aura une puissance importante moins le temps de chauffe sera important.
Non, un CETD peut-être uniquement posé au sol. Il n’existe pas de modèles suspendus.
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En moyenne l’installation complète d’un CETD revient environ à 3500€ TTC (source : COSTIC 2007).
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Pour connaître le taux du crédit d’impôt associé au Chauffe-eau thermodynamique, vous pouvez vous reporter sur le site internet du ministère du développement durable :
www.developpement-durable.gouv.fr
Le CETD installé doit avoir un COP nominal supérieur ou égal à 2,5 s’il utilise l’air ambiant, extérieur ou la géothermie comme source de chaleur. Le COP nominal doit être supérieur à 2.9 si la source de chaleur est l’air en sortie de VMC (norme EN 255-3).
Les pouvoirs publics encouragent depuis mars 2009, vos initiatives en faveur des économies d'énergie en créant l'éco-prêt à taux zéro. Le montant peut aller jusqu'à 30 000 €, remboursables sur 10 ou 15 ans, pour financer au moins deux travaux de rénovation thermique dans votre logement. Pour bénéficier de ce prêt, le COP nominal de votre PAC doit répondre aux mêmes critères d’éligibilité que le crédit d’impôt (source : Ademe)
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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.
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.
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 :
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.
Non.au sens strictement réglementaire. La loi oblige un entretien annuel pour tout appareil contenant plus de 2 kg de fluide frigorigène ce qui n’est pas le cas du CETD. (sa PAC contient moins de 2kg de fluide frigorigène). Toutefois, tout appareil contenant du fluide frigorigène doit recevoir une attention particulière, c’est pourquoi nous vous recommandons de réaliser l’entretien 1 fois par an
N’oubliez pas de couper votre chauffe eau lorsque vous partez en vacances !
Il est inutile de surchauffer son eau et c’est surtout très énergivore. Une eau chaude à 55°C est suffisante pour le confort et empêche le développement de bactéries. Tous les CETD présentent un panneau de contrôle. Ainsi vous pourrez régler votre eau chaude à cette température. De plus, le module PAC des CETD ne permet généralement pas de chauffer à plus de 55°C. Au-delà, la résistance électrique prend le relais entrainant une surconsommation.
¹ Guide des gestes écocitoyens GDF SUEZ sur www.dolcevita.gazdefrance.fr
Un CETD émet 39 décibel en moyenne, soit l’équivalent d’un lave-vaisselle de dernière génération en fonctionnement.
Le CETD consomme a priori moins d'électricité qu’un ballon d’eau chaude classique. En effet, pour chauffer votre eau, il exploite également les calories présentes dans l'air extérieur. Toutefois la consommation électrique nécessaire à votre confort dépendra de la performance en fonctionnement du module PAC du CETD (COP réel), et donc de la durée de fonctionnement des appoints nécessaires au chauffage en périodes froides.
Non. La puissance nécessaire au fonctionnement d’un CETD est en moyenne de 1.4 kW pour un fonctionnement avec le module PAC et 1.6 kW avec l’appoint électrique. Une puissance relativement faible qui ne nécessite pas de changer son abonnement électrique.
Suivant la configuration choisie, un CETD est plus ou moins difficile à installer. Il demande à être bien pensé, bien dimensionné et bien posé. Il est donc conseillé de choisir un installateur spécialisé, engagé dans la démarche QualiPAC (appellation reprise par Qualit'ENR - www.qualit-enr.org).
Un CETD dispose, à dire d’expert, d'une durée moyenne de vie d’environ 15 ans sous réserve que le matériel soit installé par un installateur ayant le label QualiPAC et fasse l'objet d'un entretien régulier.
Pendant les périodes froides, quand la température de surface de l'évaporateur est en dessous de zéro, l'eau de condensation peut geler au contact de ce dernier. Ce phénomène peut entraîner le givrage de la PAC, ce qui freine son fonctionnement. Cependant, les PAC air-eau sont munies d'un système de dégivrage qui leur permet de fonctionner dans ces conditions.
Tous les CETD contiennent du fluide frigorigène selon 2 configurations différentes. Soit, les tuyaux de fluide frigorigène passent à l’intérieur du ballon : soit encerclent le ballon autour de la paroi extérieure. Dans le deuxième cas il n’y a donc aucun risque de fuite du fluide dans l’eau du ballon. Dans le premier cas, ce risque est quasi inexistant compte tenu des normes strictes à respecter par les fabricants ( cf. réglementation fluide frigorigène)
Cette réglementation thermique est très exigeante en ce qui concerne la consommation énergétique des logements neufs. Grâce aux nouveaux bâtiments disposant d’une très bonne isolation, les besoins en chauffage vont fortement diminuer. Ainsi le premier poste de dépense énergétique sera l’ECS. Il est donc important dans le cadre de cette réglementation de diminuer sa consommation d’énergie pour l’ECS sanitaire. Ainsi, le chauffe-eau solaire associé à une chaudière à condensation ou le chauffe-eau thermodynamique associé à une PAC (pour le chauffage des locaux ) sont reconnus comme des systèmes pertinents pour contribuer à atteindre le niveau de performance exigé par la RT 2012.
¹ Source : Direction de la Recherche et de l'Innovation GDF SUEZ
² Source : www.dolcevita.gazdefrance.fr
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