Eau chaude sanitaire et VMC mixée pour le BBC

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Une fois l'habitat isolé, protégé, étanché, il reste deux postes énergétiques prépondérants dans l'habitat BBC : l'eau chaude sanitaire et la ventilation. Tout deux rattachés à l'activité humaine, ils sont incompressibles : l'eau chaude sanitaire est un besoin indispensable pour l'hygiène, et la ventilation pour la santé.

Chauffe-eau thermodynamique relié à la ventilation

Chauffe-eau thermodynamique relié à la ventilation

L'eau chaude sanitaire est le poste énergétique majeur dans le BBC

Dans un habitat BBC ou conforme à la réglementation RT 2012, la consommation d’énergie primaire due à l’eau chaude sanitaire représente près de  50% du bilan annuel. De plus, le poste est sensible au nombre et au comportement des individus. Un même 4 pièces, isolé de la même manière avec le même système de production d’eau chaude sanitaire pourra donner des consommations bien différentes selon qu’il est occupé par 2 personnes ou 5 personnes, si les occupants prennent plus de bains que de douches, …

Quoi qu’il en soit, un des moyens d'économiser l’énergie de production d’eau chaude est d'agir sur le mode de production d’ECS en utilisant entre autre la pompe à chaleur. D’où l’apparition depuis peu des chauffe-eau thermodynamiques associant une cuve d’eau chaude au réchauffage par mini pompe à chaleur intégrée utilisant les calories de l’air (air extérieur, air intérieur d’un garage ou d’une buanderie, air extrait d’une VMC). Dans ce dernier cas, il est clair que l’air est doté d’une énergie avec une température élevée de l’ordre de 22°C tout le long de l’année.  Ce niveau de la source chaude conduisant inévitablement à des rendements de production d’ECS donnant des COP de 3 et plus, .., toute l’année !

La ventilation est le deuxième poste énergétique dans l'habitat basse consommation

Le poste ventilation est énergétiquement contraignant et avantageux: L'air froid extérieur qu'il fasse -20°C ou +5°C selon les régions est réchauffé et cette énergie n'est pas condamnée à être rejetée telle quelle à l'extérieur ! Les calories de l'air extrait peuvent être récupérées. Soit par une centrale VMC à récupération double flux dotée d'un échangeur à récupération air neuf/air extrait, soit cet air chaud peut servir de source chaude à une pompe à chaleur sur air.

Chauffe-eau thermodynamique et VMC combinés

Chauffe-eau thermodynamique et VMC combinés

Et c'est bien la VMC qui extrait (par obligation sanitaire) les calories de la maison. Alors nous sommes bien d'accord, pourquoi laisser de l'air réchauffé à 22°C s'évacuer à l'extérieur ? Pourquoi ne pas en profiter comme source chaude pour une pompe à chaleur ? De là vient le concept de VMC couplée à une production d'eau chaude thermodynamique.

C'est ce que permettent certains chauffe-eau thermodynamiques qui réceptionnent l'air de la VMC. Les 2 équipements VMC et chauffe-eau sont liés. La VMC fonctionnant en permanence comme le demande la réglementation (obligation d'assurer une ventilation permanente dans les locaux d'habitation), la pompe à chaleur du chauffe-eau thermodynamique puise ses calories dans un air chargé d'énergie.

Les rendements COP de chauffe-eau thermodynamiques sur VMC sont parmi les meilleurs

Comme pour tout équipement doté d’une  pompe à chaleur, les performances d'un chauffe-eau thermodynamique varient en fonction des températures de source froide et de source chaude. Soit, pour un chauffe-eau thermodynamique raccordé sur l'air, en fonction de la température de l'air sur lequel il puise les calories et de la température de l'eau stockée dans la cuve du ballon.

Dans les conditions d'essais d’une étude menée par l’ADEME et la FFB, travaux élaborés par le centre COSTIC, il apparaît clairement qu’un chauffe-eau thermodynamique  sur VMC  est 2,5 à 3 fois meilleur du point de vue de la consommation énergétique qu'un chauffe-eau électrique à effet Joule.

Ainsi nous pouvons être quasiment sûrs que le COP d’un chauffe-eau thermodynamique sur air extrait donnera un COP annuel voisin de 3. L’étude en référence est édifiante car elle met en évidence la faible performance énergétique d’autres chauffe-eau thermodynamiques notamment sur air extérieur.

Etude ADEME/FFB publiée sur XPAIR

Des solutions pour maison BBC et respectueuses de la RT 2012

Les systèmes de VMC liés aux chauffe-eaux thermodynamiques sont vendus par des fabricants de ventilation. La raison en est simple : les débits de ventilation VMC et les besoins de puisage de la pompe à chaleur doivent être compatibles. Un manque d’air provoquerait une mise en sécurité et un arrêt, voire une panne, de la pompe à chaleur.
Pour cela, c’est la régulation du chauffe-eau thermodynamique qui, avec la pompe à chaleur Inverter, va fournir l'énergie de réchauffage au ballon d'eau chaude en fonction de la quantité d’air donnée par la VMC.

Dans le cas d’une VMC hygro-réglable, la quantité d’air est variable et se réduit considérablement quand le taux d’occupation de la maison se réduit. A l’inverse, le débit d’extraction augmente quand l’occupation de la maison est au maximum. Cela reste complètement compatible avec les besoins d’eau chaude sanitaire qui augmentent an fonction du nombre d’individus. Ainsi,  en occupation, le débit d'air extrait sera au maximum pour assurer le fonctionnement en mode pompe à chaleur du chauffe-eau.

Etant entendu ces systèmes combinés disposent d'une résistance électrique d'appoint qui complètera le manque de réchauffage si la pompe à chaleur ne dispose pas de quantité d'air suffisante. Cette résistance permet un fonctionnement de relance rapide de chauffe et de secours également. Mais attention, le chauffe-eau dans ce cas redevient un simple cumulus et le bilan de consommation ne sera plus d'un niveau BBC, loin de là, si ce mode de fonctionnement est utilisé. Le mode pompe à chaleur assurera un niveau de consommation minimum correspondant à du BBC, alors que le fonctionnement en mode électricité directe détériorera ce bilan.

Néanmoins, globalement, le système « VMC couplée à un chauffe-eau thermodynamique » reste un des systèmes les plus performants pour un habitat basse consommation.

Système AERAULIX ATLANTIC

CE 200 L thermodynamique + VMC
Système AERAULIX ATLANTIC

 Système TEMPERATION  ALDES

CE 200 L thermodynamique
+ VMC - Ballon 200 L
Système TEMPERATION ALDES

Sources et liens utiles

www.aldes.fr www.atlantic.fr www.thermor.fr www.chauffe-eau-thermodynamique.org

Pour en savoir plus

dossier: EAU CHAUDE SANITAIRE BBC

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