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Une production d’ECS peu énergivore

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Le chauffe-eau thermodynamique récupère jusqu’à 75 % de l’énergie d’une source froide pour produire de l’ECS. Ce système intégrant une pompe à chaleur est autonome et peut donc fonctionner toute l’année : une solution optimale en matière de consommation énergétique.

Dans un bâtiment de plus en plus thermogène, les efforts en matière d’économies d’énergie doivent se porter sur la production d’ECS. Dans ce cadre, les chauffe-eau thermodynamiques s’inscrivent bien dans la lignée de la stratégie fixée par le Grenelle.

L’offre en matière de chauffe-eau thermodynamique est d’ores et déjà très large, tant sur le plan des techniques proposées que sur celui des marques présentes sur le marché (on en dénombrait plusieurs dizaines sur la dernière édition du salon Interclima Elec). Et la diffusion de cette technologie devrait encore progresser dans l’année à venir, soutenue notamment par son éligibilité attractive au crédit d’impôts. En effet, l’arrêté du 31 décembre 2009 précise que ce dernier donne droit à 40 % sur l’acquisition d’un chauffe-eau thermodynamique sous réserve d’un COP minimum de 2,2. La norme EN 255-3, retenue pour bénéficier du crédit d’impôt, se base sur une température d’air de 15 °C et un chauffage de l’eau de 15 °C à 45 °C.
 

Économies d’énergie et préservation de l’environnement

 
Un chauffe-eau thermodynamique est un chauffe-eau à accumulation intégrant un ballon de stockage d’un volume se situant généralement entre 200 et 300 l, ainsi qu’une pompe à chaleur, système thermodynamique permettant une capture de l’énergie thermique depuis une source froide (l’air, l’eau, le sol…), pour un transfert et une restitution vers une source chaude (ici l’eau chaude sanitaire). Cette technologie, qui permet économies d’énergie et préservation de l’environnement, s’appuie sur un fluide frigorigène dont le changement d’état (liquide ou gazeux) s’accompagne d’un transfert de calories : puisées dans la source froide, celles-ci réchauffent le fluide frigorigène gazeux dans l’évaporateur. Le fluide passe ensuite dans le compresseur où sa température ­augmente encore, avant que, via le condenseur, il ne cède ses calories à l’eau du ballon. Puis, il se refroidit et passe de l’état gazeux à l’état liquide. Le détendeur permet ensuite au fluide de recommencer un nouveau cycle dans l’évaporateur, amorçant le passage du fluide de l’état liquide à l’état gazeux.
 
L’appoint électrique se déclenche uniquement en cas de besoin. D’ailleurs, pour consommer le moins d’énergie possible, certains chauffe-eau peuvent fonctionner au maximum à tarif réduit en se mettant en route dès le début des heures creuses en Pac seule. Ce n’est qu’après un temps d’analyse que l’appoint électrique est autorisé si besoin est.
 
De son côté, la pompe à chaleur intégrée au chauffe-eau thermodynamique offre dans la plupart des cas :
 
•une puissance de chauffage comprise entre 0,6 et 2,6 kW ;
 
•une puissance électrique de quelques centaines de Watts ;
 
•un COP compris entre 3,2 et 4 (le COP est un indicateur qui est fortement dépendant de conditions de température d’air extérieur) ;
 
•un fluide frigorigène de type R 134a, R407C ou R 404 A (plus rare) ;
 
•une température d’eau maxi sans appoint comprise entre 55 et 65 °C ;
 
•une température d’air entre -10 °C et 45 °C ;
 
•un temps de chauffage compris entre 8 et 9 heures.
 

Quatre variantes pour l’échangeur

 
François Durier, directeur scientifique du Cetiat, dénombre quatre géométries possibles de condenseurs :
 
Cas n°1 : un serpentin s’enroule autour du ballon dans lequel circule le fluide frigorigène qui vient de la pompe à chaleur ;
 
Cas n°2 : le condenseur n’est plus à l’extérieur, mais à l’intérieur du ballon, dans le fluide frigorigène. Le Réglementent sanitaire départemental type exige dans ce cas qu’il y ait un échangeur double paroi, ainsi qu’un détecteur de fuite. En effet, il proscrit toute fuite du fluide frigorigène ou de l’huile qui l’accompagne dans l’eau sanitaire. Une simple paroi est possible, mais nécessite alors l’autorisation de l’AFSA.
 
Cas n°3 : un échangeur placé à l’extérieur du ballon chauffe l’eau du serpentin situé dans le ballon.
 
Cas n°4 : le condenseur[…]

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