Fonctionnement – Boiler thermodynamique
Économisez de l’énergie avec un boiler thermodynamique
Il est aujourd’hui reconnu que les chauffe-eau thermodynamiques permettent d’économiser beaucoup d’argent par rapport aux chauffe-eau électriques classiques.
Cette différence peut atteindre jusqu’à 70% des coûts de production d’eau chaude, tout en diminuant par trois les besoins de fonctionnement en électricité.
Certains des modèles les plus récents sont même spécialement conçus pour tirer profit des heures creuses.
Optimisez la production de votre eau chaude
Le boiler thermodynamique allie un ballon d’eau chaude sanitaire à une pompe à chaleur (PAC) afin de vous fournir de l’eau chaude en permanence et à moindre coût.
Découvrez comment le boiler thermodynamique puise les calories de chaleur naturellement présentes dans l’air ambiant pour les restituer, amplifiées, dans votre réservoir d’eau sanitaire.
Les principes de fonctionnement
Utilisation de la chaleur naturelle
Un chauffe-eau thermodynamique garantit le recours aux énergies renouvelables. L’appareil puise en effet la chaleur de l’air et émet jusqu’à dix fois moins de gaz à effet de serre que les modèles conventionnels électriques.
Le fonctionnement de la pompe à chaleur est basé sur ces 5 éléments:
- L’évaporateur;
- Le compresseur;
- Le condenseur;
- Le détendeur;
- Le liquide caloporteur (qui transporte la chaleur).
L’avantage majeur d’une pompe à chaleur, par rapport à votre système de chauffage classique, est qu’elle puise les calories naturellement présentes dans l’air.
En d’autres termes, votre boiler thermodynamique va utiliser la chaleur ambiante pour faire fonctionner votre chauffage central et/ou produire de l’eau chaude sans utiliser de gaz, de mazout ou d’électricité.
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Exploitation des calories de l’air
L’énergie dépensée pour créer de la chaleur est quasi nulle, puisque le système extrait les calories présentes naturellement l’air, au lieu de les produire. Les seuls éléments qui consomment de l’énergie sont le compresseur et les mini-pompes qui font circuler le liquide.
Le cycle de fonctionnement est basé sur quelques principes thermodynamiques:
- Un liquide sous faible pression s’évaporera plus facilement;
- Un gaz sous pression se liquéfiera plus facilement;
- Lors d’un changement d’état (liquide à gazeux, et vice versa), l’énergie absorbée ou rejetée et bien supérieure à un simple échauffement ou refroidissement.
La pompe à chaleur présente dans votre boiler thermodynamique exploite au mieux ces principes, en profitant au maximum des changements d’état du liquide caloporteur.
Cycle de fonctionnement
- Le liquide caloporteur à faible pression (1) est à la limite de l’évaporation, même si sa température est très basse (en général dans les alentours de -5 °C). Au moindre apport de chaleur externe, le liquide va utiliser cette chaleur pour s’évaporer. Ce changement d’état absorbe énormément d’énergie, que la vapeur va emporter avec elle.
- Le compresseur (2) va augmenter la pression de cette vapeur jusqu’à être à la limite de la liquéfaction. Durant ce processus, la température de la vapeur augmente également.
- Le condenseur enroulé autour du ballon d’eau chaude réchauffe progressivement l’eau qu’il contient. Au contact de l’eau froide (3) (sanitaire ou chauffage), la vapeur va immédiatement se liquéfier. Ce changement d’état va libérer toute l’énergie absorbée lors de l’évaporation et de la compression. C’est cette énergie qui va chauffer l’eau sanitaire ou de chauffage.
- Le liquide refroidi passe ensuite dans le détendeur (4) pour retrouver sa pression initiale. Et le cycle recommence.
Le coéfficient de performance
Le coefficient de performance (COP) est le moyen le plus simple de comparer les performances des différents appareils. Il s’agit en effet, de l’indice de référence pour parler de la performance énergétique du système.
L’efficacité, ou la performance d’un boiler thermodynamique se caractérise donc par son coefficient de performance (COP).
Le coefficient de performance indique le rapport entre l’énergie transmise à l’eau et l’énergie utilisée pour produire cette dernière. Par exemple:
- Pour un boiler classique (électrique ou à gaz), le COP est toujours inférieur à 1 car il y a toujours une perte lors de la transformation de l’énergie, en gaz ou en électricité, vers la chaleur. Donc pour 1 kWh utilisé, moins d’un kWh sera transmis à l’eau.
- Pour une pompe à chaleur, le COP est supérieur à 3! En effet, la majeure partie de l’énergie provient de l’air ambiant. Pour 1 kWh utilisé, plus de 3 kWh seront transmis à l’eau!
Raccord à une installation photovoltaïque
Intégré à une installation photovoltaïque, votre boiler thermodynamique vous offre une grande quantité d’énergie gratuite.
L’électricité nécessaire au fonctionnement du boiler thermodynamique pourra être puisée dans l’énergie générée par vos panneaux photovoltaïques et alimenter ainsi votre eau sanitaire.
Les panneaux photovoltaïques captent l’énergie solaire et la transfèrent au boiler qui stocke cette énergie et la tient à disposition.
Grâce au soleil et à votre boiler thermodynamique, chauffez sans frais votre eau sanitaire et utilisez gratuitement vos appareils électroménagers, quelles que soient les conditions climatiques.
Les différentes configurations
Utilisez l’air ambiant
Vous devez absolument placer votre boiler dans une pièce non chauffée d’un volume d’au moins 50 m³. Notez que votre boiler thermodynamique aura tendance à diminuer la température de la pièce dans laquelle il se trouve.
Cette configuration ne donne pas droit aux primes de la Région wallonne.
Utilisez l’air extérieur
L’entrée et la sortie du chauffe-eau thermodynamique seront tubées afin de puiser et de rejeter l’air à l’extérieur.
Cette configuration apporte plusieurs avantages:
- on ne refroidit pas l’air ambiant;
- elle est éligible aux primes et il n’y a aucune contrainte sur le volume de la pièce où on installe le dispositif.
Cette configuration est beaucoup plus fréquente que la précédente.
Le système fonctionne même quand il fait froid!
Le boiler thermodynamique fonctionne par toute condition météorologique, même par mauvais temps ou la nuit. En effet, la pompe à chaleur capte les calories de l’air ambiant, même si la température extérieure est faible.
Ses performances sont garanties jusqu’à une température externe de -5 °C.
En dessous de ce palier, une résistance électrique prend la relève.
Conseil Energreen: installez votre chauffe-eau thermodynamique à la cave. Pourquoi? On trouve effectivement beaucoup de chaleur résiduelle dans cette pièce et de cette manière, vous profiterez d’un rendement optimal du système.
Questions fréquemment posées
Oui, un boiler thermodynamique fait plus de bruit qu’un boiler électrique.
Cela tient au fait qu’il y a des ventilateurs et un compresseur dans la pompe à chaleur.
Néanmoins, si le chauffe eau est placé convenablement et dans un endroit adapté, son bruit ne vous dérangera pas.
Non, la température de l’air entourant votre maison est uniforme et ne dépend pas de l’orientation des façades.
Oui, ils sont disponibles en plusieurs modèles: 150, 200, 270 et 300 litres.
Ils sont conçus pour répondre au mieux à vos besoins et offrir à votre famille un confort optimal en eau chaude.
Découvrez toute notre gamme de boilers thermodynamiques et trouvez celui qui correspondra le mieux à vos besoins.
Oui, les performances des pompes à chaleur sont garanties jusqu’à une température de -5 °C.
Ce n’est pas parce que la température est négative qu’il n’y a pas d’énergie récupérable dans l’air.
Bien sûr!
Si la pompe à chaleur n’est pas suffisante pour couvrir des besoins exceptionnels, une résistance électrique peut faire l’appoint nécessaire en énergie.
La température extérieure ainsi que la température de consigne pour l’eau chaude influent sur le coefficient de performance d’une pompe à chaleur.
Plus la valeur de consigne sera élevée et la température extérieure faible, moins bon sera le coefficient de performance.
Le coefficient de performance (COP) d’une pompe à chaleur est le rapport entre l’énergie récupérable in fine et l’énergie que l’on a dû apporter, c’est-à-dire fournir au système pour qu’il fonctionne.
Dans le cas d’un boiler thermodynamique, il s’agit du rapport entre l’énergie transmise à l’eau à chauffer et l’énergie absorbée par le compresseur.
Pour une pompe à chaleur, un COP de l’ordre de 3 est conventionnel. Les modèles les plus récents dépassent aujourd’hui ce chiffre pour une performance encore plus optimisée de l’appareil.
Au moyen d’une bouche dans votre mur et d’un ventilateur, le boiler thermodynamique est capable d’aspirer l’air extérieur et de l’utiliser.
Oui, du fait des pièces tournantes (ventilateur et pompes), un entretien est nécessaire pour que le système fonctionne correctement.
Un dépoussiérage des échangeurs est également préconisé pour maintenir un bon transfert thermique avec l’air.
