Le chauffe-eau thermodynamique, un bon moyen de produire votre eau chaude
Il existe de nombreuses façons de produire de l'eau chaude. Au nombre d’entre elles, les chauffe-eaux thermodynamiques suscitent un intérêt de plus en plus marqué.
Et pour cause. Depuis la crise énergétique, il s’agit du moyen de production d’eau chaude le moins cher à l’usage.
Vous l’aurez compris, c’est plutôt à l’achat d’un chauffe-eau thermodynamique que le portefeuille risque d’en prendre un coup. Comptez 2500 à 3500€, hors TVA et installation.
Chauffe-eau thermodynamiques VS chaudières à gaz et boilers
Au total, en tenant compte de l’investissement de départ et des coûts à la consommation, les chauffe-eau thermodynamiques se classent entre les chaudières gaz en production instantanée et les boilers électriques.
Les premières sont avantagées par un faible prix d’achat et les seconds sont plombés par des coûts de fonctionnement très élevés.
Primes, grosse consommation d’eau chaude et panneaux solaires peuvent adoucir la facture d’achat
Globalement, les chauffe-eau thermodynamiques figurent parmi les systèmes de production d'eau chaude les plus avantageux. En outre, plus votre consommation d'eau chaude est importante, plus un chauffe-eau thermodynamique est intéressant, surtout en comparaison d’un boiler électrique classique.
Cette conclusion est déjà valable sans tenir compte des primes à l’achat existantes dans les différentes Régions, ni de la possibilité d’utiliser la production électrique de vos panneaux solaires pour l’alimenter au moins partiellement sur l’année.
En clair, si vous recourez aux primes et que vous avez des panneaux solaires, un chauffe-eau thermodynamique est alors le moyen de production d’eau chaude le plus respectueux de l’environnement et le plus intéressant financièrement. Voir notre dossier Quelle est la meilleure façon de chauffer votre eau sanitaire?
Dans ce dossier sur les chauffe-eau thermodynamiques
Nous allons tour à tour aborder les points suivants.
Pourquoi les chauffe-eau thermodynamiques sont-ils si performants?
Grâce à notre schéma explicatif du fonctionnement des chauffe-eau thermodynamiques, vous comprendrez facilement ce qui les rend performants. Nous vous expliquons aussi comment des facteurs exogènes - température de l’air, température de consigne de l’eau et bonne isolation de l’appareil - influencent leur rendement. En savoir plus.
Comment comparer les chauffe-eau thermodynamiques sur leurs performances?
Nous déchiffrons ici certains aspects techniques qui vous permettent de faire votre choix parmi les meilleurs chauffe-eau thermodynamiques : coefficient de performance (COP), coefficient de performance saisonnier (SCOP). Que disent nos tests de l’évolution de ces paramètres et comment bien les utiliser pour comparer les appareils. En savoir plus.
Quelle capacité (volume d‘eau) choisir pour votre chauffe-eau thermodynamique?
La consommation d’eau chaude d’une famille nombreuse n’est évidemment pas la même que celle d’un couple n’ayant plus d’enfant à la maison. On vous aide donc à déterminer vos besoins et à vous retrouver dans les lettres qui traduisent, sur les fiches techniques, la capacité des chauffe-eau thermodynamiques. En savoir plus.
Où placer votre chauffe-eau thermodynamique?
Certaines exigences et caractéristiques propres aux chauffe-eau thermodynamiques font que vous ne pourrez pas placer votre appareil n’importe où. Nous attirons donc votre attention sur certains points – proximité de la salle de bain, entrée et sortie d’air, bruit, hauteur minimale – qui vous permettront de bien choisir l’endroit où vous installerez votre appareil. En savoir plus.
Primes et devis
Nous revenons ici plus en détails sur les primes à l’achat d’un chauffe-eau thermodynamique accordées par les différentes Régions. Nous vous précisons à quels professionnels agréés vous adresser et listons l’ensemble des points que devrait comporter son devis. En savoir plus.
Diminuer davantage encore votre facture électrique?
Est-il judicieux de programmer son chauffe-eau thermodynamique afin de le faire fonctionner la nuit en bénéficiant ainsi du tarif heures creuses? Pourquoi et comment programmer votre appareil pour exploiter au maximum la production électrique de vos panneaux solaires? Autant de questions qui trouvent réponses ici. En savoir plus.
Comment fonctionnent les chauffe-eau thermodynamiques?
Le principe du chauffe-eau thermodynamique est simple: il prend la chaleur de l'air et l'utilise pour chauffer l'eau à l’aide d’une pompe à chaleur intégrée au-dessus du réservoir d’eau chaude.
Voici un aperçu de l’appareil avec la pompe à chaleur au-dessus de la cuve :
1. Un ventilateur expulse de l’air vers l’extérieur et aspire de l’air dans l’appareil.
2. Cet air permet de réchauffer le circuit de fluide frigorigène (c’est-à-dire un liquide qui absorbe et restitue très rapidement la chaleur) via un échangeur.
3. Le fluide est ensuite comprimé à l’aide d’un compresseur, ce qui a pour effet d’augmenter de façon importante la température du fluide.
4. Le circuit qui passe dans la cuve permet au fluide réchauffé de transmettre sa chaleur à l’eau qui s’y trouve.
5.A la sortie du circuit hors de la cuve, un détendeur ôte la pression qui était appliquée au fluide. Le liquide est alors nettement plus froid qu’à son entrée puisqu’il a transmis une partie de sa chaleur à l’eau de la cuve. Et le cycle thermodynamique peut alors se renouveler.
6. Si la température extérieure est extrêmement basse et que la pompe à chaleur n’arrive pas à chauffer suffisamment l’eau, ou pas assez vite, une résistance électrique dans la cuve peut alors être enclenchée temporairement pour assurer l’appoint de chaleur.
La chaleur captée dans l’air extérieur et exploitée par cette technique explique pourquoi un chauffe-eau thermodynamique consomme 3 à 4 fois moins qu’un boiler électrique classique qui ne fonctionne quant à lui qu’avec une simple résistance.
3 facteurs influençant le rendement de l’appareil
La température de l’air extérieur
Le rendement de l’appareil baisse certes un peu lorsque la température extérieure diminue, mais les chauffe-eau thermodynamiques peuvent fonctionner jusqu’à une température de l’air de -5°C, voire en dessous, avant que leur résistance électrique ne soit trop sollicitée.
La température de consigne de l’eau
La température de l’eau chauffée par l’appareil va également influencer le rendement, comme c’est le cas de la consommation d’un lave-linge selon que vous optiez pour un cycle à 30°C ou 60°C.
La pompe à chaleur peut porter l’eau jusqu’à 55°C sans problème, mais au-delà de cette température, il se peut que la résistance électrique prenne le relais.
La perte de rendement trouve donc son origine dans la température demandée et le recours à la résistance électrique pour l’atteindre.
Augmenter la température de l’eau au-delà de 55°C n’est donc recommandé que si vous avez un besoin rapide d’eau chaude et/ou si vous souhaitez augmenter la quantité totale d’eau chaude disponible à la température d’utilisation finale habituelle (40°C environ). En cas de visite de la famille, par exemple.
En temps normal, l’idéal est de régler le thermostat pour l’eau en mode ECO de manière à favoriser au maximum le fonctionnement de la seule pompe à chaleur. Les modes ECO prévoient toujours une température d’eau de 55°C, avec un cycle hebdomadaire de dépassement jusque 57°C afin d’éliminer tout risque de développement de légionelle.
L’isolation du chauffe-eau thermodynamique
Les chauffe-eau thermodynamiques disposent d’une isolation d’origine de 2 à 4cm de mousse polyuréthane intégré sous la coque. Les fabricants ne vont pas au-delà, essentiellement, pour des raisons de moindre encombrement. Autant dire que cette isolation d’usine est largement perfectible.
Ajouter de l’isolation à son ballon d’eau chaude est une nécessité absolue si vous souhaitez diminuer les pertes thermiques de votre appareil, réduire le temps de fonctionnement de la pompe à chaleur et faire ainsi de sérieuses économies.
Avec 10cm d’isolant ajouté, les pertes sont divisées par 3! Avec 6 cm d’isolant si on manque de place ou si le boiler est fixé au mur, on arrive tout de même à diviser ces pertes par 2.
Afin de pouvoir ajouter cette couche d’isolation supplémentaire, il faudra prévoir un emplacement qui permettra cet ajout. Veillez-y !
Si vous vous demandez quel est le matériau le plus adéquat pour isoler votre appareil, nous en avons comparé deux pour vous: Quel isolant choisir pour votre boiler? Nous comparons Isover à Pif Home.
Rappelez-vous tout d’abord que le rendement de l’appareil est directement lié à la température de l’air utilisé dont il exploite les calories, plus cet air est chaud, plus le rendement sera élevé et vice et versa.
Qu’est-ce que le coefficient de performance (COP) d’un chauffe-eau thermodynamique?
Le COP pour coefficient de performance, mentionné dans la fiche technique, témoigne du rendement de chaque appareil.
Ce coefficient est calculé à une température d’air précise, par exemple 7 ou 14°C.
Il représente le rapport entre l’électricité réellement consommée et l’énergie délivrée sous forme de chaleur et par l’appareil.
Un COP de 3 signifie donc que pour un kilowattheure d’électricité consommé, l’appareil en délivre 3 sous forme de chaleur à l’eau de la cuve. Pour bien comparer 2 appareils entre eux, tenez compte de COP calculés à partir d’une température d’air identique, sinon vous allez comparer des pommes et des poires!
A quoi correspondent les lettres parfois accolée au robinet sur la fiche technique?
Ce n’est pas tout. Dans notre exemple de fiche technique ci-dessous, outre les COP pour une température d’air extérieur à 7°C ou à 20°C, se trouve également reprise entre parenthèses la quantité d’eau utilisée pour déterminer la performance de l’appareil. C’est le profil de puisage.
Il est accompagné de sa lettre : S, M, L, ou XL, à la manière des tailles de vêtement, S pour small, XL pour très grand. Voir aussi notre section Quelle capacité (volume d’eau) choisir pour votre chauffe-eau thermodynamique?
On peut voir ici que le COP à 7 °C avec un profil L de 200 litres est de 2.79. ou encore que le COP à 7° avec un profil XL de 270 litres est de 3.16.
Pour comparer valablement 2 appareils, il va donc falloir chercher leur COP calculé à partir de la même température d’air, mais de préférence aussi de la même lettre de profil de puisage.
Qu’est-ce que le coefficient de performance saisonnier ou SCOP d’un chauffe-eau thermodynamique?
Il existe un autre chiffre pour caractériser le rendement: le SCOP pour coefficient de performance saisonnier. Cette mesure prend en compte les variations de la température de l’air extérieur sur une année et pondère tous les COP correspondants.
Cette dernière valeur est celle qui sera la plus à même de vous donner une information fiable sur la performance d’un appareil, et mieux encore de pouvoir les comparer entre eux.
Que disent nos tests à propos des COP et des SCOP?
Le graphique ci-dessous présente les moyennes de COP des appareils de nos tests à différentes températures d’air pour une utilisation journalière d’eau chaude standardisée: en automne-hiver, le COP est plus proche de 2, au printemps et en été, on dépasse les 3 pour atteindre les 4 dans certains cas.
Lors de nos tests de 2016, la moyenne des SCOP pour le climat belge était de 2.71 avec un minimum de 2.3 et un maximum de 3.46.
Nos derniers tests de cette année (2023) présentent une moyenne de SCOP légèrement plus haute, proche de 3, avec des minima et maxima moins éloignés de la moyenne.
Les appareils semblent donc avoir encore gagné un peu en performance !
Dans tous les cas, regardez bien ces paramètres au moment de choisir votre chauffe-eau thermodynamique.
Nous en avons déjà parlé précédemment lorsque nous avons abordé la notion de profil de puisage.
Cette mention est essentielle, car c’est elle qui vous permettra de choisir l’appareil le plus adapté à vos besoins.
Un chauffe-eau avec la mention XL peut ainsi fournir 364 l d’eau chaude par jour voire plus encore. Or, on considère que les besoins moyens d’une famille de 4 personnes est de 170 l d’eau à 40°C par jour. Un appareil répertorié M ou L sera donc suffisant.
Lors de nos test de 2016, nous constatations qu’il pouvait vous coûter de 10 à 25% plus cher de surdimensionner votre appareil, c’est-à-dire d’opter pour un appareil XL tout en utilisant un volume d’eau chaude inférieur à ce qu’il est en mesure de fournir.
Entre temps, les évolutions techniques ont fortement réduit l’impact d’un surdimensionnement de l’appareil. En effet, de nombreuses sondes de températures sont aujourd’hui présentes dans la cuve. Celles-ci permettent à l’appareil de tenir compte de vos habitudes et du volume réel d’eau chaude que vous utilisez chaque jour.
Ainsi, si vous n’utilisez quotidiennement que la moitié ou deux tiers de la capacité totale de la cuve, l’appareil finira rapidement par ne plus chauffer tout le volume afin de limiter les pertes. Si vous hésitez entre 200 ou 250 litres, il sera donc plus prudent d’opter pour le volume capable d’approvisionner le logement dans le cas d’une occupation maximale (6 personnes au lieu de 3 par exemple).
Ce choix sera souvent dicté par l’endroit où est produite votre eau-chaude actuellement.
A proximité de la ou des salles de bain
Idéalement, il est cependant préférable de rapprocher le plus possible l’appareil des principaux points de puisage d’eau chaude, donc des salles de bain et de la cuisine afin d’éviter les pertes de chaleur et le gaspillage d’eau (qu’on laisse couler le temps qu’elle arrive chaude). Voir notre dossier De l’eau chaude en cuisine, vite!
Mais ceci n’est pas toujours possible compte tenu de l’ensemble des facteurs à prendre en considération.
Entrée et sortie d’air, évacuation du condensat.
Un chauffe-eau thermodynamique nécessite une entrée et une sortie d’air vers l’extérieur.
Ces arrivées et sorties d’air présentent la plupart du temps un diamètre de 15cm, ce qui n’est pas rien. Il existe cependant des solutions comme des sorties en toitures en remplacement de deux tuiles existantes si vous placez votre appareil dans un grenier. Ou encore l’utilisation des soupiraux de rues si votre maison de ville en dispose et que vous envisagez de mettre votre chauffe-eau thermodynamique dans la cave.
Sinon, il vous faudra percer un mur qui pourrait être aussi celui d’un garage adjacent à la maison par exemple.
N'oubliez pas qu’il vous faudra aussi prévoir une solution d’évacuation pour l’eau du condensat produit par la pompe à chaleur du chauffe-eau thermodynamique.
Exemple de placement avec percement de mur pour les buses d’entrée et de sortie d’air.
Nuisances sonores
Mieux vaut privilégier une pièce non habitée ou compartimentée (placard technique) pour éviter les nuisances sonores.
En effet, malgré les efforts consentis par les fabricants, la pompe à chaleur et le système de ventilation du chauffe-eau thermodynamique génèrent du bruit. En fonctionnement, nos tests ont confirmé les valeurs annoncées par les fabricants, la moyenne de tous les appareils étaient de 53 dB(A). Ce niveau de bruit rapproche ces appareils du bruit émis par un gros frigo ou une conversation calme dans un restaurant. Voir l‘illustration de l’échelle de décibels ci-dessous.
Attention donc, si vous comptez placer votre chauffe-eau thermodynamique à côté d’une chambre ou du salon, en particulier si vos murs intérieurs laissent passer le bruit. Sachant qu’il est toutefois possible de prévoir une correction acoustique avec des matériaux absorbants dans le local ou vous placez votre chauffe-eau thermodynamique.
Rappelons que ces appareils fonctionnent pendant plusieurs heures chaque jour (entre 2 et parfois 5 à 6 heures en plein hiver quand l’air extérieur est plus froid).
Hauteur minimale
Prévoyez une hauteur suffisante pour ces appareils intégrant la plupart du temps la pompe à chaleur au-dessus de la cuve d’eau au sein d’un même châssis monobloc.
Les petits modèles d’1m50 de hauteur passeront partout. Mais les chauffe-eau thermodynamiques de plus grandes capacités (250 ou 300 litres) atteignent les 2 mètres de hauteur, auxquels il faut encore ajouter 10 à 20 centimètres supplémentaires pour transporter l’appareil en position inclinée et ensuite le redresser dans le local où il sera installé.
Tenez-en compte pour choisir l’endroit du placement!
Vous avez dit primes?
Pour un chauffe-eau thermodynamique, vous payez généralement de 2500 à 3500€, hors TVA et installation. Mais chaque région accorde une prime pour ce type d'appareil:
- la Région wallonne accorde une prime de 700 à 4200 € en fonction du revenu familial;
- Bruxelles applique une prime de 1400, 1500 ou 1600€ en fonction du revenu familial ;
- en Flandre, il s'agit d'un montant allant de 900€ à 1080€.
La réduction de la TVA à 6% s'applique aux chauffe-eau thermodynamiques si votre habitation a au moins 10 ans. Dans le cas contraire, vous paierez 21% de TVA.
Choisir votre installateur
Installer un chauffe-eau thermodynamique est une opération plus complexe que placer un simple boiler électrique. Nous vous recommandons de demander des offres uniquement à des installateurs certifiés pour ce type d’installation. Il s’agit de la certification RESCERT qui est spécifique pour les énergies renouvelables. Dans le site rescert.be, vous trouverez des installateurs certifiés sous la rubrique « Pompes à chaleur ».
Décrypter le devis
Dans votre devis devraient apparaître de façon claire:
- La marque, le modèle et la capacité en litres de l’appareil proposé (demandez aussi le SCOP pour le climat belge ou le COP à 7°C pour pouvoir comparer les performances d’autres appareils qui seraient proposés).
- L’étiquette énergétique doit atteindre un score de A+
- Le local où sera installé l’appareil et comment le raccordement vers l’extérieur sera réalisé (percement de mur,…).
- Un réducteur de pression de l’eau de ville doit être installé sur le circuit d’eau qui alimente l’appareil ou même juste après votre compteur d’eau afin de garantir que la pression sera égale ou inférieure à 4 Bar (ceci évite de créer des turbulences dans la cuve et de refroidir trop d’eau chaque fois que vous prélevez de l’eau chaude).
- L’évacuation et la reprise de l’ancien appareil est une imposition légale, elle doit être mentionnée dans l’offre.
- La connexion à l’égout doit être prévue puisque cet appareil génère des litres d’eau de condensation à chaque cycle de fonctionnement.
- Une ligne électrique spécifique doit être réalisée pour alimenter exclusivement le chauffe-eau et cette ligne doit être protégée par un disjoncteur et un différentiel de 300 milliampères comme le règlement des installations électriques le précise (protection contre toute électrocution).
- L’entreprise doit également mentionner qu’elle assumera le travail administratif pour les primes (remplir et signer les documents nécessaires mais l’introduction du dossier de primes restera à votre charge).
Nous vous avons déjà parlé ci-avant de l'importance de bien isoler votre chauffe-eau thermodynamique. Mais ils restent d'autres moyens éventuels.
A l’aide du tarif heures creuses? La réponse est non
En principe, un chauffe-eau thermodynamique est conçu pour tourner la journée, quand la température extérieure est plus élevée puisque c’est dans l’air extérieur que l’appareil puise la chaleur.
Si vous possédez un compteur bihoraire, vous pourriez toutefois être tenter le faire fonctionner la nuit, en pensant que la perte de rendement du à l’air plus froid sera compensé par le tarif plus avantageux. Malheureusement la différence de tarifs entre les heures de pointes et les heures creuses est de plus en plus réduite et cette différence ne compense pratiquement plus la différence de rendement.
Nous vous conseillons donc de faire fonctionner votre appareil en pleine journée afin d’en maximiser le rendement et de profiter d’un arrêt nocturne pour être au calme complet.
Avec des panneaux solaires? La réponse est oui
Si vous avez des panneaux solaires, il sera d'autant plus intéressant de faire fonctionner votre chauffe-eau thermodynamique en journée, en pleine période de production. De surcroît, la température de l'air extérieur étant plus élevée en pleine journée, le rendement de votre appareil n'en sera que meilleur.
Si votre installation est orientée plein sud, il vous suffit de programmer votre appareil entre 10h00 et 15h00 pour maximiser l'autoconsommation de votre électricité solaire.
D'avril à octobre votre production pourrait non seulement couvrir cette consommation, mais aussi servir de batterie thermique stockant votre électricité en journée pour la restituer le matin ou le soir sous forme d’eau chaude!
Sur une base annuelle, cela vous permettra d’augmenter ainsi votre autoconsommation de 7 à 15% pour une installation produisant 4500 kWh par an.
voir aussi notre dossier Comment augmenter l'autoconsommation de l’électricité produite par vos panneaux solaires?
Cette programmation sera, en revanche, moins déterminante si vous habitez en Wallonie et que vous disposez d’un compteur qui tourne à l’envers… A moins que vous ne subissiez régulièrement des décrochages de votre onduleur causé par une surcharge du réseau. Auquel cas, cette programmation reste fortement recommandée.
L’illustration ci-après montre la production d’électricité générée par une installation photovoltaïque lors d’une journée ensoleillée et un exemple type d’une consommation électrique quotidienne incluant des appareils qui s’enclenchent régulièrement tout au long de la journée comme les frigos et les congélateurs. Cela vous donne une idée du surplus de production électrique disponible pour faire fonctionner votre chauffe-eau thermodynamique en milieu de journée.
Comment programmer votre chauffe-eau en fonction des panneaux solaires?
Pour faire fonctionner votre appareil en journée, vous pouvez soit le programmer manuellement sur des plages horaires définies, soit demander lors de l’installation qu’il soit raccordé à votre onduleur si ce dernier possède cette option. Il y a en effet un mode solaire qui s’enclenche automatiquement dès que la production est suffisante et ce dernier augmente la température de consigne de l’eau chaude à 62°C pour maximiser le stockage.
Bémol pour ce branchement : tant les installateurs de panneaux solaires que les installateurs de chauffe-eau sont un peu perdus par rapport à ce type de connexion. Si vous souhaitez bénéficier de ce raccordement, il faudra en parler dès le départ avec votre installateur afin qu’il puisse avoir le temps de se renseigner et ne pas se retrouver bloqué au moment de l’installation.