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Pompe à chaleur pour eau chaude: Quand est-elle judicieuse et quelle est la consommation

Pompe à chaleur pour eau chaude: Quand est-elle judicieuse et quelle est la consommation

Une pompe à chaleur pour eau chaude, appelée également pompe à chaleur pour l'eau sanitaire permet exclusivement la production d’eau chaude sanitaire. Son installation a posteriori est relativement simple dans la plupart des logements et présente l'avantage de réduire considérablement les coûts de chauffage liés à la production d'eau chaude par rapport aux systèmes de chauffage fossiles fonctionnant au mazout ou au gaz. Les paragraphes suivants donnent un aperçu du fonctionnement d'une pompe à chaleur pour l'eau chaude sanitaire, des profils d'utilisateurs pour lesquels elle est adaptée, ainsi que des cas dans lesquels il est intéressant d'opter pour un accumulateur de 150 à 300 litres.

 

Comment fonctionne une pompe à chaleur pour eau chaude

Le mode de fonctionnement d’une pompe à chaleur pour l’eau sanitaire est fondamentalement le môme que pour une pompe à chaleur air-eau. Elle aspire ainsi l'air ambiant, qui provient soit de l'extérieur, soit de la cave. L'air réchauffe un fluide frigorigène initialement à l'état liquide. En raison de son faible impact sur l'environnement, le réfrigérant R290 (propane) est le plus souvent utilisé dans les pompes à chaleur modernes destinées à l'eau potable. 

Au contact de l'air extérieur aspiré, le fluide frigorigène passe de l'état liquide à l'état gazeux, puis est comprimé à l'aide d'un compresseur. Ce procédé permet d'atteindre des températures élevées, comprises entre 60 et 80 °C, même lorsque la température extérieure est relativement basse. Cette chaleur est transmise par un «échangeur thermique» à l'eau chaude, qui est acheminée par des tuyaux vers le point de prélèvement souhaité, comme la douche, le lave-linge ou l'évier.

Avantages: Quand un pompe à chaleur pour l’eau sanitaire est-elle judicieuse

Les pompes à chaleur sont considérées comme la technologie d'avenir dans le secteur du chauffage. Cela s'explique par leur grande efficacité par rapport aux systèmes de chauffage à combustibles fossiles. Ainsi, les systèmes de chauffage par pompe à chaleur permettent de produire, à partir d'un kilowattheure d'électricité, une quantité d'énergie thermique bien supérieure. Cela vaut également pour les pompes à chaleur destinées à l'eau potable. Mais dans quels cas est-il judicieux d'utiliser une pompe à chaleur exclusivement pour la production d'eau chaude sanitaire plutôt que pour le chauffage des pièces et l'eau chaude sanitaire à la fois? Il y a plusieurs réponses à cette question:

  • Nouvelles constructions et maisons passives: De nombreux bâtiments modernes présentent un niveau d'isolation si élevé que la production d'eau chaude représente la majeure partie des besoins en chaleur. Il en résulte qu'un chauffage central classique n'est souvent pas du tout nécessaire pour chauffer les pièces et qu'il est économiquement judicieux de séparer le chauffage des pièces et la production d'eau chaude. Alors que le chauffage des pièces est assuré, par exemple, par des radiateurs infrarouges décentralisés, la pompe à chaleur pour l'eau sanitaire assure l'approvisionnement en eau chaude.
  • Chauffage d'appoint dans les bâtiments existants: De nombreux biens immobiliers existants sont équipés d'un système de chauffage en état de marche. L'ajout d'une pompe à chaleur pour l'eau chaude à un système de chauffage au mazout ou au gaz existant constitue ici un moyen simple de réduire les coûts courants liés à l'eau chaude. Or, l'installation d'une petite pompe à chaleur pour l'eau chaude est plus simple et moins coûteuse que la modernisation de l'ensemble du système de chauffage. Un autre avantage de la pompe à chaleur pour l'eau sanitaire réside dans le fait que le système de chauffage peut être complètement mis hors service pendant les mois chauds, puisque l'eau chaude est produite par la pompe à chaleur.
  • Complément concernant l'installation photovoltaïque: Contrairement aux systèmes de chauffage à énergie fossile, les pompes à chaleur pour eau chaude ne brûlent pas de combustible, mais utilisent l'électricité pour extraire la chaleur de l'air ambiant. Dans les foyers équipés d'une installation photovoltaïque, celle-ci peut être utilisée de manière ciblée pour exploiter l'électricité solaire excédentaire afin de produire de l'eau chaude. Cela permet d'augmenter considérablement l'autoconsommation de l'électricité solaire et de réduire les coûts d'exploitation.
  • Cave ou local technique existant: La pompe à chaleur nécessite un emplacement suffisamment spacieux et bien aéré, car elle prélève de la chaleur dans l'air ambiant.

Une pompe à chaleur pour l'eau sanitaire est particulièrement adaptée pour remplacer un chauffe-eau électrique classique ou un chauffe-eau instantané, et peut réduire considérablement les coûts énergétiques liés à la production d'eau chaude.

Pompe à chaleur pour eau chaude sanitaire AEROTOP DHW.3 pour une production d’eau chaude efficace dans les bâtiments résidentiels

L’accumulateur qui convient: 150, 200 ou 300 litres?

La plupart des pompes à chaleur pour eau sanitaire sont équipées d'un accumulateur d'eau chaude intégré. Ce dernier assure la disponibilité continue de l’eau chaude. Cela permet à la pompe à chaleur de chauffer par intervalles et évite qu'elle ne doive se mettre en marche à la demande, ce qui serait très peu efficace.  Les fabricants proposent leurs pompes à chaleur pour l'eau chaude sanitaire avec des accumulateurs de différentes tailles. Le choix de la capacité appropriée dépend de la consommation, qui est principalement influencée par le nombre de personnes composant le foyer. À titre indicatif: Pour un foyer de deux personnes, environ 150 litres suffisent, tandis que les familles de quatre personnes se contentent généralement d'un accumulateur de 250 litres. Pour les foyers particulièrement nombreux ou lorsque la baignoire est utilisée régulièrement, une capacité pouvant aller jusqu'à 400 litres, voire plus, peut s'avérer judicieuse.

Taille de l’accumulateur Taille de foyer Domaine d’utilisation
150 litres 1à 2 personnes Petit appartement, faible consommation d’eau chaude
200 litres 3 à 4 personnes Standard pour les petites familles
250 litres 4 à 5 personnes Volume de stockage le plus courant dans les maisons individuelles
300 litres 5 à 6 personnes Famille nombreuse, plusieurs salles de bain, besoin élevé
> 300 litres > 5 personnes et entreprises Hôtels, colocations, salons de coiffure

Pompes à chaleur pour l'eau chaude sanitaire sans accumulateur

Les pompes à chaleur pour eau chaude des principaux fabricants sont presque exclusivement conçues comme des appareils à accumulation. Ils chauffent lentement l'eau, avec une puissance de chauffage comprise entre 1 et 2 kilowatts, dans un accumulateur d'eau chaude intégré ou externe. Cela permet d'assurer une production d'eau chaude régulière sur une longue période, ce qui réduit au maximum la consommation d'électricité de la pompe à chaleur. 

En théorie, il serait également possible d'utiliser une pompe à chaleur pour l'eau chaude de la même manière qu'un chauffe-eau instantané. Dans ce cas, l'appareil ne stocke pas d'eau chaude, mais la chauffe au fur et à mesure qu'elle s'écoule. Pour que l'appareil atteigne la température de consigne souhaitée, il faut toutefois une puissance de chauffage très élevée, supérieure à 20 kilowatts. Dans ces conditions, la consommation d'électricité monterait en flèche et les avantages de la pompe à chaleur, par ailleurs si efficace, seraient réduits à néant. Même si l'absence d’accumulateur permettrait de gagner de la place, l'utilisation d'une pompe à chaleur pour l'eau potable sans accumulateur n'est, dans la plupart des cas, pas judicieuse. 

Consommation électrique d'une pompe à chaleur pour eau chaude sanitaire

Outre les besoins en eau chaude, l'efficacité de l'installation elle-même est un facteur déterminant pour la consommation électrique d'une pompe à chaleur pour eau chaude. Les appareils modernes atteignent un coefficient de performance (COP) compris entre 2,5 et 3,5. Cela signifie que l'installation produit, à partir d'un kilowattheure d'électricité, entre deux fois et demie et trois fois et demie plus d'énergie thermique. Dans un foyer moyen de deux personnes, la consommation d'électricité liée à la production d'eau chaude se situe entre 500 et 700 kilowattheures par an. Avec un prix de l'électricité de 30 centimes par kilowattheure, les coûts annuels d'électricité liés au fonctionnement d'une pompe à chaleur pour l'eau chaude se situent donc entre 150 et 200 CHF. 

Fabricants et résultats des tests

La plupart des grands fabricants de systèmes de chauffage proposent également une pompe à chaleur pour l'eau sanitaire dans leur gamme de produits. Un test comparatif de différents modèles réalisé par un organisme indépendant tel que la Stiftung Warentest n'a pas encore été effectué. 

 

 AEROTOP® DHW.3

AEROTOP® DHW.3

La pompe à chaleur pour eau chaude AEROTOP® DHW.3 utilise l'énergie de l'air ambiant pour chauffer efficacement l'eau fraîche. Elle constitue ainsi une alternative durable et performante aux ballons d’eau chaude traditionnels. 

En savoir plus sur l'AEROTOP® DHW.3

Pompe à chaleur pour l'eau sanitaire avec chauffage d’appoint

Une pompe à chaleur classique pour l'eau sanitaire fonctionne indépendamment du circuit de chauffage des pièces. Il existe toutefois des appareils spéciaux dotés d'un système de chauffage d’appoint. Ceux-ci peuvent par exemple être associés à un système de chauffage au mazout ou au gaz existant et sont ainsi intégrés au système de chauffage. Il s'agit donc d'un système de chauffage hybride dans lequel la pompe à chaleur pour l'eau sanitaire vient en renfort du chauffage principal. 

L'avantage du chauffage d'appoint par une pompe à chaleur pour l'eau sanitaire réside dans le fait que, notamment lors des journées chaudes, la pompe à chaleur est souvent plus économe en énergie qu'un système de chauffage fonctionnant aux énergies fossiles. Au printemps et en automne, la production suffit généralement à alimenter le bâtiment à elle seule. Une pompe à chaleur pour l'eau chaude sanitaire est également une solution judicieuse lorsqu'elle est associée à un système photovoltaïque. Elle peut ainsi utiliser l'électricité produite pour chauffer. 

Un autre avantage de la pompe à chaleur pour l'eau chaude sanitaire: Elle chauffe l'eau plus lentement et de manière plus régulière qu'un chauffe-eau instantané, à des températures inférieures à 60 °C. Cela permet de réduire la formation de tartre. L'une des particularités de l'ELCO AEROTOP DHW.3 réside dans le fait qu'elle utilise la surface de l’accumulateur pour le transfert de chaleur, ce qui réduit encore davantage les dépôts de calcaire. Elle est également dotée d'une ouverture de nettoyage qui facilite son entretien.

Questions fréquentes sur les pompes à chaleur pour l'eau chaude sanitaire

 

La consommation d'eau chaude et le coefficient de performance annuel (CPA) sont ici les facteurs déterminants. Le CPA indique la quantité de kilowattheures de chaleur que la pompe à chaleur pour eau sanitaire produit à partir d'un kilowattheure d'électricité. Dans un foyer de deux personnes, les besoins moyens en énergie pour la production d'eau chaude s'élèvent à environ 1 500 kilowattheures (kWh).

1 500 kWh de besoins en chauffage par an  

 
 

Une pompe à chaleur pour l'eau sanitaire est efficace et économique à l'usage. L'un des rares inconvénients est l'encombrement accru. Les coûts d'investissement plus élevés par rapport aux solutions alternatives sont également souvent cités comme un inconvénient. Cependant, grâce à des coûts d'exploitation nettement inférieurs, ces investissements sont généralement rentabilisés en quelques années seulement.

 
 

Une pompe à chaleur pour eau chaude utilise l'air ambiant comme source de chaleur. C'est pourquoi les pièces chauffées constituent le lieu d'installation le plus approprié. Il s'agit notamment de la chaufferie, de la buanderie ou des pièces en sous-sol où s'accumule la chaleur résiduelle provenant du sèche-linge ou des tuyaux de chauffage. Il est important que la pièce dispose d'un volume d'air suffisant et puisse se refroidir, car une pompe à chaleur à eau chaude refroidit sensiblement l'air ambiant.

 
 

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