Fonctionnement et types de configuration Ballon thermodynamique
Le chauffe-eau thermodynamique propose un fonctionnement quasiment identique à celui du cumulus électrique classique, à la différence que la résistance électrique est remplacée par un système de pompe à chaleur aérothermique. Cette dernière va alors puiser les calories de l'air extérieur ou ambiant (garage, buanderie, local, air extrait de la VMC) pour produire de l'eau chaude sanitaire, grâce à un fluide caloporteur. Généralement, ils sont tout de même équipés d'une résistance électrique d'appoint, qui se déclenche seulement si besoin.
Le ballon thermodynamique se décline en 2 versions, monobloc (modèle compact avec mini PAC intégrée) et split (modèle avec groupe extérieur). Les 2 versions ont le même principe de fonctionnement.
Tout d'abord, le ventilateur aspire l'air extérieur (split) ou ambiant de la pièce où il est situé (monobloc). Les calories dans l'air vont réchauffer le fluide frigorigène contenu dans l'évaporateur, sous forme gazeuse. Ensuite, le fluide atteint le compresseur, augmentant encore plus sa température; puis il accède au condenseur où il cède ses calories à l'eau du ballon (sous forme de chaleur). Finalement, il se refroidit et passe à l'état liquide; le détendeur permet au fluide frigorigène de changer son état, de liquide à gazeux. Ainsi, il peut recommencer un cycle permettant de chauffer l'eau.
Le chauffe-eau thermodynamique trouve sa place à la fois dans les logements neufs et en rénovation. Pour les constructions, il se place comme référence dans la mesure où la RT2012 avantage les équipements à énergie renouvelable, comme la PAC. Par ailleurs, il est sélectionné dans les logements existants pour les économies d'énergie qu'il propose, en moyenne 50%. Aussi, il est tout particulièrement adapté aux BBC, en effet ces logements étant très bien isolés, la consommation de chauffage baisse et la consommation d'ECS devient la principale dépense.
Selon les besoins et les possibilités, il existe différentes configurations d'installation du ballon thermodynamique, notamment selon le type de prise d'air: ambiant, extérieur ou sur VMC.
Tout d'abord, le ventilateur aspire l'air extérieur (split) ou ambiant de la pièce où il est situé (monobloc). Les calories dans l'air vont réchauffer le fluide frigorigène contenu dans l'évaporateur, sous forme gazeuse. Ensuite, le fluide atteint le compresseur, augmentant encore plus sa température; puis il accède au condenseur où il cède ses calories à l'eau du ballon (sous forme de chaleur). Finalement, il se refroidit et passe à l'état liquide; le détendeur permet au fluide frigorigène de changer son état, de liquide à gazeux. Ainsi, il peut recommencer un cycle permettant de chauffer l'eau.
Le chauffe-eau thermodynamique trouve sa place à la fois dans les logements neufs et en rénovation. Pour les constructions, il se place comme référence dans la mesure où la RT2012 avantage les équipements à énergie renouvelable, comme la PAC. Par ailleurs, il est sélectionné dans les logements existants pour les économies d'énergie qu'il propose, en moyenne 50%. Aussi, il est tout particulièrement adapté aux BBC, en effet ces logements étant très bien isolés, la consommation de chauffage baisse et la consommation d'ECS devient la principale dépense.
Selon les besoins et les possibilités, il existe différentes configurations d'installation du ballon thermodynamique, notamment selon le type de prise d'air: ambiant, extérieur ou sur VMC.
Prise d'air ambiant: le ballon est installé dans une pièce isolée non chauffée, comme une buanderie, un garage. L'idéal est une lingerie car la PAC récupère les calories produites par l'électroménager et améliore le séchage du linge, par la déshumification de l'air. Il y a cependant un risque de refroidir trop l'air ambiant, et ainsi obtenir de moins bonnes performances.
Prise d'air extérieur: en version monobloc, le chauffe-eau est implanté dans une pièce chauffée; l'air extérieur est aspiré grâce à des gaines. Il faut veiller à ce que l'installation des gaines soit bien étanche afin de valider le test d'étanchéité, si présent.
En version split, le ballon thermodynamique est constitué de 2 éléments. Le ballon est à l'intérieur dans un volume chauffé, il a un rôle de stockage; et il dispose d'un système de pompe à chaleur à l'extérieur, chargé de capté les calories présentes dans l'air.
Prise d'air extrait d'une VMC: le chauffe-eau, situé à l'intérieur est raccordé au système de VMC simple ou double flux. Ainsi, il capte la chaleur de l'air extrait, augmentant les performances de l'installation. Cependant, il est indispensable que le débit de la VMC corresponde au débit nécessaire au ballon, et que les puissances des appareils soient compatibles.
De ce fait, le COP du cumulus thermodynamique peut varier selon son implantation. En effet, son rendement sera meilleur si le ballon est installé dans un endroit protégé chauffé ou non chauffé mais tempéré; la température ambiante étant à 12-15°C, les pertes thermiques sont moindres et le COP plus élevé.