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Fonctionnement et coûts du ballon thermodynamique

Fonctionnement et coûts du ballon thermodynamique

Comment fonctionne le chauffe-eau thermodynamique ? 

Le ballon thermodynamique fournit une eau chaude, sanitaire, écologique et économique. Pour cela, cette technologie fonctionne avec une pompe à chaleur aérothermique qui extrait les calories énergétiques et thermiques gratuites de l'air. Nous vous expliquons comment cela fonctionne et quelles sources d'énergie peuvent être exploitées avec un ballon thermodynamique. De plus, vous trouverez ici les avantages et les inconvénients de cette technologie ainsi que son coût.

Les sujets en un coup d'œil :

  • Chauffage de l'eau sanitaire
  • D'où vient la chaleur ?
  • Avantages et inconvénients d’un ballon thermodynamique
  • Le coût d’un ballon thermodynamique

Le ballon thermodynamique chauffe l'eau potable

Un ballon thermodynamique est un appareil de chauffage conçu exclusivement pour chauffer l'eau chaude sanitaire et qui fonctionne grâce à une pompe à chaleur air/eau. Il a donc un rendement plus faible que les pompes à chaleur classiques pour le chauffage. Son fonctionnement est simple, puisqu’il tire de l'énergie gratuite de l'air intérieur ou extérieur. Pour ce faire, l'appareil utilise la température élevée de l'air qui, par exemple dans la cave, a souvent une température de plus de 10°C, même en hiver. Son principe est similaire à celui d'une pompe à chaleur sur l'air extrait, à la seule différence cependant qu’il ne fournit aucune énergie au système de chauffage ; il ne s’agit pas d’une pompe à chaleur "chauffage et eau chaude".

Températures élevées dues au processus d’extraction des calories de l’air

Il y a une condition pour que l’eau puisse être chauffée. Si la température de l'air est trop basse pour chauffer suffisamment l'eau chaude sanitaire directement, elle doit être augmentée techniquement. Cela est possible grâce à un processus spécial appelé pompe à chaleur dans lequel un fluide frigorigène  - un fluide aux propriétés physiques particulières - est évaporé, comprimé et liquéfié à nouveau.

Par l’intermédiaire d'un échangeur de chaleur, que les experts appellent évaporateur, l'énergie thermique de l'air est transférée au fluide frigorigène du ballon thermodynamique. Le fluide se réchauffe et passe en phase vapeur. À l'aide d'un compresseur électrique, la pression exercée sur le fluide augmente à l'étape suivante, ce qui fait également monter sa température. Si le niveau est supérieur à la température de l'eau chaude prévue, le fluide caloporteur libère alors son énergie via un deuxième échangeur de chaleur, le condenseur. Pendant que l'eau chaude sanitaire devient de plus en plus chaude, le fluide lui-même se refroidit et redevient liquide. Après un cycle complet , grâce à un détendeur, le processus peut recommencer.

Il est important de savoir que la différence de température entre la source de chaleur (l’air extérieur ou ambiant) et l'eau chaude sanitaire joue un rôle clé dans les dépenses électriques de chauffage, car plus la température ambiante est basse et plus les coûts de chauffage du ballon thermodynamique sont élevés.

Les performances du chauffe-eau thermodynamique optimisée grâce au réservoir de stockage intégré

Contrairement à une pompe à chaleur pour le chauffage, le ballon thermodynamique fonctionne avec une puissance plus faible et par conséquent avec moins d'air. Cela ne change rien par rapport à la température de l’eau chauffée par la pompe à chaleur. Dans une maison individuelle par exemple, un ballon d'eau chaude sanitaire de 200 à 300 litres est quelque chose de courant. Lorsqu'il est complètement chargé, il contient suffisamment d'eau chaude pour une famille de 4 personnes avec un seul cycle de charge. Si la demande en eau chaude est plus importante, des charges complémentaires peuvent être réalisées en cours de journée mais également par une résistance électrique incorporée au ballon ou encore le raccordement à une chaudière classique qui offre un apport supplémentaire et suffisant en eau chaude.

Combiner un ballon thermodynamique avec un système solaire thermique pour réduire les coûts énergétiques

Si le préparateur d'eau chaude sanitaire du ballon thermodynamique est équipé d'un échangeur de chaleur supplémentaire, il peut également être combiné à une installation solaire. L'eau potable est ainsi chauffée à l'aide de l'énergie solaire gratuite, ce qui réduit les coûts. Si le soleil ne brille pas suffisamment, le chauffage par ballon thermodynamique se met en marche.

Quelles sont les sources d'énergie pour le ballon thermodynamique ?

Un ballon thermodynamique tire environ deux tiers de son énergie de l'air ambiant. Cette source de calories thermiques peut être puisée dans l'air du sous-sol, dans l'air extérieur ou dans l'air d'un système d'évacuation. Un installateur peut vérifier les exigences sanitaires et légales afin de vous orienter vers la technologie la plus appropriée à votre environnement.

Ballon thermodynamique avec l'air de la cave

La façon la plus simple de faire fonctionner un ballon thermodynamique pour chauffer de l'eau est d'utiliser l'air du sous-sol. Celle-ci présente souvent plus de 10°C, même en hiver, et peut être obtenue sans technologie supplémentaire. L'appareil de chauffage extrait l'énergie thermique de la pièce où il est installé et la refroidit au passage.

Air extérieur pour la production d'eau chaude sanitaire

Une autre possibilité pour optimiser le système aérothermique est d’utiliser de l'air extérieur. Comme dans le cas d'une pompe à chaleur air/eau, le ballon thermodynamique fonctionne par le biais d'une connexion à l'air extérieur, c'est-à-dire des conduits menant à des grilles placées dans le mur extérieur. Alors que les températures élevées en été assurent un fonctionnement particulièrement efficace, cela n’est plus le cas en hiver quand les températures tombent. En conséquence : le ballon thermodynamique consomme plus d'électricité pour stabiliser le système et les coûts de chauffage peuvent augmenter pendant cette période.

La combinaison avec un deuxième générateur de chaleur est ici favorable, car le ballon thermodynamique fournit de l'eau chaude de manière économique et efficace en été et pendant la période de transition. Si les températures de l'air extérieur baissent, une chaudière à condensation par exemple se met en marche et prend la relève.

Avantages et inconvénients d’un ballon thermodynamique

Quels sont les avantages de cette technologie ?

L’utilisation d’un ballon thermodynamique est avantageuse pour diverses raisons. Il s’agit d’un moyen écologique et peu coûteux de chauffer l'eau, l’installation est simple, même sans raccordement au gaz ni réservoir de fioul, lorsqu'il est installé dans la cave, il assure une déshumidification optimale enfin, il ne génère pas d'émissions dans la maison, le générateur de chaleur peut rester éteint en été. C’est également une solution optimale en combinaison avec des capteurs solaires thermiques ou des panneaux photovoltaïques pour l'autosuffisance en électricité.

Quels sont les inconvénients de cette technologie ?

Nous retenons deux inconvénients de cette technologie : Si la température de l'air baisse, les coûts d'électricité pour le fonctionnement peuvent augmenter mais aussi, Si l'on a besoin d'une grande quantité d'eau chaude pendant une courte période, il est nécessaire d'installer une résistance électrique d’appoint ou de le raccorder à une chaudière classique.

Combien coute un ballon thermodynamique ?

Il peut souvent être raccordé via la prise de courant. Il est relativement peu coûteux, puisque le modèle de 178 litres en version "appoint électrique" affiche environ 2 100 € HT. Le coût d’une installation, même minime, dépend de plusieurs critères que sont la surface d’habitation, le type d’habitation (neuf ou ancien), la structure de l’habitation (maison ou appartement). S’il est plus cher que les ballons d’eau chaude électriques classiques, il permet également de réduire beaucoup plus ses dépenses d’eau chaude. De plus, en tant qu’énergie renouvelable, cet équipement est aujourd’hui poussé par des aides financières gouvernementales, notamment MaPrimeRénov avec des montants entre 400 € et 1 200 € selon le Revenu Fiscal de Référence du foyer.  Pour bénéficier des aides, n’oubliez pas de vérifier que votre installateur est bien qualifié RGE Qualipac !

En résumé, un ballon thermodynamique chauffe l'eau de la salle de bain à la cuisine grâce à l'énergie gratuite de l'air. Si cela entraîne des coûts d'exploitation réduits, dans le cas bien sûr où les conditions extérieures sont optimales, des températures de l'air trop basses peuvent rapidement entraîner une hausse des dépenses. L'intérêt d’un ballon thermodynamique doit être examiné au cas par cas, en fonction de l’environnement et du terrain sur lequel se trouve votre habitation.

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KARATAS posté le 22 Septembre 2021
Bonjour, je possède un ballon électrique qui fonctionne en heures creuses mais qui consomme beaucoup bien que récent. Je souhaite installer à la place un ballon thermodynamique plus économique. J'ai 120m2 de surface dans la maison. J'habite l'Eure et Loir. Merci de me conseiller B. Karatas
Viessmann France SAS posté le 23 Septembre 2021
Bonjour. Nous vous remercions pour l'intérêt que vous portez aux produits de notre fabrication. Nous vous confirmons que le dimensionnement d'un préparateur thermodynamique n'est pas fonction de la surface d'habitation mais de vos besoins en eau chaude sanitaire. La capacité du ballon peut être de 178, 254 ou 300 litres. Nous vous recommandons de contacter un installateur partenaire Viessmann pour la fourniture et la pose de ce produit. Cordialement.
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