Le chauffe-eau à pompe à chaleur trouve sa place dans l'installation globale

De plus en plus de modèles peuvent être associés à des panneaux solaires, des chaudières ou des systèmes de ventilation

Un chauffe-eau à pompe à chaleur est une solution économe en énergie pour les petites propriétés à faible consommation d'eau, à condition que le volume de stockage et la puissance soient suffisants. Après avoir connu une croissance régulière depuis 2010, les ventes sont en baisse. Pour inverser la tendance, il faut un ensemble cohérent de mesures adoptées par toutes les parties prenantes: décideurs politiques, fournisseurs d'énergie et installateurs. Les fabricants montrent déjà l'exemple en proposant toutes sortes d'innovations et d'optimisations technologiques.

Positionnement

La prise de conscience du climat mondial a conduit à une première exploration sérieuse des méthodes de chauffage alternatives au début de ce siècle. La percée de la pompe à chaleur et du chauffe-eau à pompe à chaleur s'est poursuivie au cours de la période 2010-2020. Avec l'appel à des systèmes de chauffage durables, la mise en œuvre s'est encore accrue à partir de 2020. Avant d'aborder la question de leur large applicabilité, un bref 'rappel' s'impose.

Processus

Un chauffe-eau à pompe à chaleur est un système économe en énergie qui chauffe l'eau en utilisant la chaleur de l'air ambiant:

• le ventilateur aspire l'air et fournit un flux d'air continu à travers l'évaporateur du chauffe-eau;
• l'évaporateur absorbe la chaleur, provoquant l'évaporation du réfrigérant, et la transfère au réfrigérant désormais gazeux;
• l'air refroidi est évacué, généralement par un conduit d'évacuation;
• en comprimant le réfrigérant évaporé, un compresseur augmente la pression et la température jusqu'à une température de 55 à 65 °C;
• le condenseur (échangeur de chaleur) transfère la chaleur du fluide frigorigène chaud et comprimé à l'eau chaude sanitaire (ECS) contenue dans le réservoir de stockage. Une fois que le réfrigérant est redevenu liquide après avoir été refroidi, le cycle suivant peut commencer.

Il existe également un chauffe-eau à pompe à eau en version split: une unité extérieure et une unité intérieure. L'unité extérieure extrait la chaleur de l'air extérieur et la transporte par l'intermédiaire d'un réfrigérant vers l'unité intérieure (la chaudière) où se déroule le processus de chauffage proprement dit.

Champ d'application

Un chauffe-eau à pompe à chaleur convient à tout type de propriété et à différents niveaux de consommation d'eau chaude. En fonction de la consommation d'eau et de l'espace disponible, il est possible de choisir un modèle plus grand ou d'installer plusieurs chaudières à pompe à chaleur en cascade.

Habitations

Pour une famille moyenne de quatre personnes, un chauffe-eau à pompe à chaleur de 150 à 270 litres avec une puissance thermique de 2 kW est généralement suffisant (auparavant 3 à 4 kW). Bien entendu, des facteurs tels que le niveau d'isolation et les habitudes de consommation influent sur ce résultat. Dans les nouvelles constructions, l'isolation est de mise et l'installation dans un local technique approprié est la norme. Les projets de rénovation sont souvent caractérisés par de faibles valeurs d'isolation, un espace limité et une alimentation en air ou une extraction inadéquate. Dans ce dernier cas, les chaudières à pompe à chaleur sans conduits d'air extérieurs offrent une solution. Elles extraient la chaleur de l'air ambiant de la pièce dans laquelle elles sont installées.

Appartements et petits immeubles collectifs

Les valeurs suivantes s'appliquent à cette catégorie de logement:

• pour une unité d'habitation individuelle occupée par 1 à 2 personnes: volume de 100 à 150 litres, puissance d'environ 1 kW (auparavant 3 à 4 kW);
• pour une unité résidentielle individuelle occupée par 3 à 4 personnes: volume de 150 à 270 litres, puissance d'environ 2 kW (auparavant 3 à 4 kW);
• dans un système central composé de quatre à six unités: volume total de 300 à 600 litres, puissance totale de 3 à 5 kW (ou plus).

Dans les appartements individuels, l'espace est souvent limité et l'infrastructure nécessaire pour le soufflage et la reprise d'air fait défaut. Une installation collective en sous-sol offre alors une solution, mais nécessite une coordination minutieuse de l'intégration technique, de la planification logistique et de la gestion opérationnelle.

Label énergétique
L'efficacité et la performance énergétiques sont rendues transparentes grâce à l'étiquette énergétique, qui comprend les éléments suivants
- la consommation annuelle d'énergie (en kWh/an) dans des conditions d'essai normalisées;
- la classe d'efficacité énergétique, basée sur la consommation annuelle d'énergie et le type de système de chauffage (généralement de A+ à A+++);
- l'émission de bruit (en dB), particulièrement importante pour les ventilateurs/compresseurs intégrés;
- le profil du robinet d'eau, la quantité d'eau chaude disponible quotidiennement (S, M, L, XL, XXL).
L'étiquette énergétique est une indication obligatoire basée sur le règlement de l'UE 812/2013.

Petits bâtiments utilitaires

Toutes sortes de variantes sont possibles ici. Un exemple est celui d'un petit bureau de 10 à 20 employés, où l'eau chaude est souvent nécessaire à plusieurs endroits à la fois - cuisines, toilettes, douches. Dans ce cas, le volume est de 150 à 200 litres, la puissance de 2 à 3 kW. Là encore, l'absence de local technique et/ou les possibilités d'installation limitées peuvent être des facteurs déterminants. En outre, dans les bâtiments où le bruit ou l'air évacué est une nuisance, des désagréments peuvent survenir.

Entreprises ayant des besoins limités en eau chaude

Ici aussi, les possibilités sont nombreuses. Le choix s'est porté sur un petit atelier avec une zone publique. Le volume est ici de 80 à 100 litres, la puissance thermique de 1,5 à 2,5 kW. Pour ce type de bâtiments - salons de coiffure, établissements de restauration - un chauffe-eau à pompe à chaleur est envisageable, à condition qu'il n'y ait pas de débits de pointe élevés.) Même dans ce cas, il n'y a souvent pas de local technique séparé.

Dans les applications où la consommation de pointe est élevée ou irrégulière, le chauffe-eau à pompe à chaleur est souvent utilisée comme préchauffeur, et un chauffe-eau principal ou en aval amène l'eau à la température finale. C'est le cas, entre autres, dans les grands bâtiments utilitaires, les installations commerciales à forte demande de pointe et les installations dotées de réchauffeurs à circulation ou de chaudières situées derrière la chaudière.

Innovations

Le marché des chauffe-eau à pompe à chaleur se développe rapidement sous l'effet des innovations technologiques, des normes énergétiques plus strictes et de la demande croissante de solutions durables pour la production d'eau chaude. En voici quelques exemples.

Capacité

Les développements qui conduisent à une augmentation de la capacité sont les suivants

• le contrôle de la capacité variable (modulation): il permet d'ajuster la production de chaleur à la demande réelle sans gaspiller d'énergie, même en cas de fluctuation de la demande de chauffage;
• les systèmes à double source: ils utilisent l'air et l'eau comme sources et augmentent la capacité en combinant plusieurs sources de chaleur, par exemple air-eau ou eau-eau.

COP élevé

Le COP, abréviation de Coefficient of Performance, est le coefficient de performance. Pour les chauffe-eau à pompe à chaleur, avec des valeurs comprises entre 3 et 5, il est généralement nettement supérieur à celui des chauffe-eau à gaz (0,9 à 1) et des chauffe-eau électriques (1). Les évolutions permettant une nouvelle augmentation sont les suivantes

• la technologie inverter: elle garantit que le compresseur s'adapte en permanence à la demande de chauffage. Les mises en marche et arrêts inutiles sont évités, ce qui augmente l'efficacité et réduit la consommation d'énergie;
• l'utilisation de compresseurs de pompe à chaleur avancés tels que le compresseur à spirale: une compression plus efficace améliore le transfert d'énergie et réduit les coûts.

Options hybrides

De plus en plus de modèles sont hybrides, c'est-à-dire qu'ils peuvent être reliés à des panneaux solaires, à des chaudières ou à des systèmes de ventilation

Les innovations intéressantes dans ce domaine sont les suivantes

• le chauffage d'appoint au gaz ou à l'électricité: ce système combine une chaudière à pompe à chaleur avec une chaudière à gaz ou un chauffage électrique, et commute automatiquement en cas de besoin, par exemple lorsque les températures extérieures sont basses;
• les systèmes intelligents de contrôle et de gestion intégrée de l'énergie: ils réagissent automatiquement aux changements de température extérieure et s'adaptent à la demande de chaleur. Cela permet d'améliorer les performances et l'efficacité et de réduire la consommation d'énergie.
• système de récupération multi hybride: récupère la chaleur de l'air intérieur pour produire de l'eau chaude sanitaire.

Utilisation de réfrigérants

Les innovations dans ce domaine se concentrent sur l'amélioration de l'efficacité énergétique et la réduction de l'impact sur l'environnement. Le potentiel de réchauffement global (PRG) est une indication de l'impact sur l'environnement. Il indique dans quelle mesure un gaz contribue au réchauffement de la planète par rapport au CO₂ (PRG = 1) sur une période d'environ 100 ans.

Utiliser des réfrigérants naturels

Les réfrigérants tels que le CO₂ (R744, PRP 1), l'isobutane (R-600a, PRP 3) et le propane (R290, PRP 3) sont de plus en plus préférés, non seulement parce qu'ils sont respectueux de l'environnement, mais aussi parce qu'ils ont de meilleures propriétés thermodynamiques et augmentent donc l'efficacité des systèmes de réfrigération et de chauffage.

Utilisation de mélanges

Les mélanges de fluides frigorigènes suscitent de plus en plus d'intérêt. Le R455A, un mélange de R1234yf + R32 + CO₂ (PRP d'environ 145) et le R454C, un mélange de R1234yf + R3 (PRP d'environ 146), en sont des exemples. Ces mélanges sont considérés comme augmentant l'efficacité énergétique, réduisant la pression de fonctionnement et l'impact sur l'environnement.

Baisse des ventes

Selon les données de Climafed, la Fédération belge des technologies climatiques, 16.500 chauffe-eau à pompe à chaleur ont été vendus en 2024, contre 31.500 en 2023, soit une baisse d'environ 48 % (aux Pays-Bas, l'enregistrement est différent et ces chiffres ne sont pas disponibles).

Plusieurs raisons expliquent ce déclin, notamment des politiques incohérentes et une publicité négative sur des questions telles que le coût et le temps de retour sur investissement. Le prix élevé de l'électricité figure toutefois en tête de liste. Pour enrayer cette tendance, il faudra prendre un ensemble de mesures visant à abaisser les obstacles économiques et à renforcer la confiance dans la technologie, ce qui nécessitera une action concertée de la part de toutes les parties concernées - décideurs politiques, fournisseurs d'énergie et installateurs.

En collaboration avec ATAG Heating Belgium, Groupe Atlantic, Daikin, Stiebel Eltron, Thermo Comfort, Weishaupt