Les thermopompes de chauffe-eau

Doublez la durée de vie du réservoir de votre chauffe-eau avec l’anode permanente Corro-Protec

Au Québec, pratiquement 100% des chauffe-eau électriques sont utilisés avec des éléments chauffants.  Un élément chauffant est simplement une résistance électrique, dans laquelle on fait passer un courant.  Ceci CRÉE de la chaleur, par effet Joule, mais avec une efficacité … perfectible!

On évalue la performance de production de chaleur avec l’indice COP (Coefficient Of Performance).  Les éléments électriques ont un COP de 1.  Ainsi, un kWh d’énergie électrique va produire un kWh de chaleur dans un chauffe-eau.  Lorsqu’on utilise une thermopompe, on obtient un COP de 3 à 5;  Pour 1 kWh d’électricité, on va obtenir de 3 à 5 kWh de chaleur.  Ainsi, les habitations chauffées par thermopompe ont une efficacité énergétique supérieure à celles chauffées par plinthes électriques, sauf dans les périodes de très grands froids, lorsque le mercure descend sous les -18 Celcius, ce qui est la température à laquelle les thermopompes air-air doivent être aidées par des éléments chauffants résistifs.  On retrouve alors l’efficacité simple des plinthes électriques.

D’où vient cette différence de COP?  Du principe même d’opération: une résistance CRÉE de la chaleur  par l’effet Joule, alors qu’une thermopompe DÉPLACE de la chaleur.  On a simplement besoin de moins d’énergie pour un déplacement de chaleur.

Le concept de la thermopompe de chauffe-eau est donc de prendre la chaleur dans le milieu ambiant et de la déplacer vers l’intérieur du réservoir d’eau.  Ceci va refroidir l’air autour de la thermopompe, qui doit donc avoir la possibilité d’être réchauffée ou renouvelée avec de l’air plus chaud.  Pour fonctionner correctement, il faut donc que la thermopompe de chauffe-eau dispose d’un environnement ayant une température de plus de 15 degrés Celsius.

Voltex-Hybrid-Electric-Heat-Pump-Water-HeaterSi vous chauffez votre maison strictement avec des éléments chauffants (plinthes électriques, convecteurs, fournaise électrique centrale), la thermopompe de chauffe-eau n’est pas pour vous, sauf en été.  Pourquoi? Parce que vous utiliserez de la chaleur créé par vos éléments électriques, et que vous devrez en plus dépenser de l’énergie supplémentaire pour la déplacer dans le réservoir.  Par contre, en été, vous déplacerez la chaleur de la maison dans le chauffe-eau, ce qui climatisera en même temps la maison, ce qui sera donc très efficace.

Si vous chauffez votre maison avec une thermopompe, alors là, la thermopompe de chauffe-eau est pour vous!  Parce que la chaleur dans votre maison a été obtenue avec un système plus efficace au niveau énergétique.

Beaucoup de gens connaissent les thermopompes,  ce sont des systèmes de chauffage ayant bonne réputation, et qui diminuent effectivement la consommation énergétique.  Cependant, dans le code du batiment du Québec, il y est indiqué que « seul un frigoriste peut installer une thermopompe ».  Qu’arrive-t’il dans un marché dans lequel on réduit l’offre?  Les prix montent!  Ainsi, une thermopompe centrale de 5 tonnes (60 000 BTU/hr) qui se vends $3200 (compresseur extérieur, échangeur/évaporateur intérieur, soufflerie avec éléments chauffants de 10KW) va vous être facturée typiquement autour de $10 000 installée par un frigoriste.  Il y a donc une très grande marge de prix reliée à la main d’oeuvre d’installation.  Pour les gens débrouillards, il est possible de commander une thermopompe aux USA, et de l’importer (l’ALENA a des avantages…) pour l’installer soi-même.  Aux douanes, vous serez facturé seulement TPS et TVQ sur le prix payé.

Il existe donc des chauffe-eau avec thermopompes intégrées comme ce modèle de AO Smith:

http://www.hotwater.com/lit/spec/res_elec/AOSXE50000.pdf

Il se vends pour $1450.  Dans la page de spécifications, il est intéressant d’y lire que l’efficacité (COP) est de 2.40 en mode efficace (thermopompe seulement), 2.33 en mode hybride (éléments chauffants + thermopompe) et de 0.88 en mode électrique seulement.  (Ce chauffe-eau utilise en combinaison avec la thermopompe des éléments chauffants de 240V de 4500Watts en haut et de 2000 Watts en bas.)

Il est aussi vendu sous la marque Kenmore aux USA.

Notez dans la présentation: Voltex can reduce water heating costs up to 66% and provide payback in 2-3 years. With annual savings of $327 or more for the life of the appliance there is no better way to go green than Voltex.

Le fabricant évalue à $327 par année les économies d’électricité!

Notez dans les spécifications qu’une anode à courant imposé est installée d’office dans le chauffe-eau, ce qui va empêcher la corrosion de la cuve de façon permanente.

Powered Anode

■         $230 value – after market accessory

■         Lasts for the life of the water heater

■         Maintenance free – reduces service/ maintenance costs

■         Eliminates smelly and discolored water problems associated with standard anodes

Je vous invite à lire l’article sur l’entretien des chauffe-eau, qui indique qu’une anode à courant imposé va protéger le chauffe-eau de façon permanente contre la corrosion.

Une autre solution, que j’ai adoptée, consiste à utiliser un chauffe-eau électrique conventionnel et d’y installer une thermopompe de chauffe-eau.  Ceci s’installe sans soudure, sur un chauffe-eau existant!  La marque est airtap et le modèle A7.  Voici le lien vers la brochure explicative.

Voici de quoi a l’air la thermopompe, une fois installée sur un réservoir.

thermopompe-chauffe-eau-1thermopompe-chauffe-eau-2thermopompe-chauffe-eau-3

Il y a un vidéo qui explique l’installation en détail, voir ci-bas:

La thermopompe de chauffe-eau va créer de l’air froid et sec, et avec un système de chauffage et climatisation à air forcée, on peut connecter la sortie d’air frais (la grille sur le haut de l’appareil) vers les conduites d’air du système central.  Ceci va permettre de répartir l’air rafraichi dans la maison ce qui diminue les besoins de climatisation l’été.  Durant la saison de chauffage, l’air frais est alors immédiatement réchauffé par la thermopompe centrale.

Comme la thermopompe refroidit la pièce, il peut y avoir de la condensation, qui doit être dirigée vers un drain.  En ayant le chauffe-eau installé près de la thermopompe centrale, on peut réutiliser le même drain.  L’échangeur de chaleur de la thermopompe est un petit tube de cuivre souple d’environ 24 pieds de long qui est inséré dans le réservoir par la sortie d’eau chaude.  Pour l’alimenter en électricité, elle a besoin d’une prise de 120 Volts, 15 ampères normale.  J’ai utilisé la même prise pour alimenter le bloc d’alimentation/redresseur de l’anode permanente.

J’ai pu trouver cette thermopompe via Ebay, pour un prix net de $300.  Ce qui est vendu, c’est simplement la thermopompe,  vous devez « fournir » le réservoir à eau chaude.  Pour l’installation, il est idéal d’utiliser un modèle de réservoir qui a son entrée d’eau froide et sa sortie d’eau chaude sur le couvercle du haut.

thermopompe-chauffe-eau-cout

Voici un estimé des coûts d’énergie sur une période de 5 ans pour différentes méthodes de chauffage (tableau fourni par le fabricant).

Energuide nous donne un tableau des coûts d’énergie pour les différents types de chauffe-eau, dont les chauffe-eau à thermopompe.  Ceci est accessible au lien suivant et voici un tableau comparatif:

Purchase and Operating Cost of Selected Types of Water Heaters

(Source: American Council for an Energy Efficient Economy)

Water Heater Type Avg. Cost Expected Life Annual Energy Cost Cost Over 13 years
Gas Conventional Tank $ 425 13 $165 $2,544
Gas High Efficiency Tank $ 500 13 $145 $2,385
Gas Demand $ 650 20 $140 $2,243
Oil Conventional Tank $1100 8 $230 $4,777
Electric Conventional Tank $ 425 13 $500 $6,925
Electric High efficiency Tank $ 500 13 $480 $6,740
Electric Demand $ 600 20 $510 $7,020
Heat Pump $1200 20 $190 $3,670
Indirect with Boiler $ 700 30 $150 $2,253
Solar with Electric Back-up $2500 20 $140 $3,445

On peut voir que le chauffe-eau à thermopompe devrait coûter $190 annuellement en frais d’énergie.

Le chauffe-eau électrique conventionnel est à $500.  On économise donc $310 par an.

Comme ma thermopompe m’a coûtée $300, je suis profitable après la première année!!!!

Hydro-Québec fourni un estimateur de coût pour les chauffe-eau électriques.  Dans mon cas, avec une famille de 4 personnes et le tarif D, le coût annuel d’électricité est estimé à $525.  Voir:  http://www.hydroquebec.com/mieuxconsommer/outils-calcul/eauchaude.html

Voici quelques photos de mon installation:

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thermopompe-2thermopompe-3

Photo 1: On voit la thermopompe de chauffe-eau installée.  La sortie d’air frais reste à être connectée à l’entrée de retour d’air placée sur les conduits de tôle, un peu plus haut.

Photo 2: Le drain de condensation de la thermopompe de chauffe-eau partage le drain de la thermopompe centrale.  Le tuyau de vinyle flexible sert à y diriger l’eau de condensation.

Photo 3: En avant-plan vers la droite, on voit l’entrée de l’échangeur de chaleur de la thermopompe dans le réservoir.  Il passe par l’orifice de sortie d’eau chaude, sur lequel est vissé un T.  L’eau chaude sort par le tuyau flexible vissé au milieu du T.  On peut aussi voir sur la gauche du dessus, l’anode permanente.

En vous souhaitant une bonne optimisation énergétique!

François Boucher

François Boucher

Ingénieur électrique formé à l'École Polytechnique de Montréal, j'aime optimiser les dépenses énergétiques en respectant l'environnement. J'ai installé un système photovoltaïque de 2.3kW relié au réseau, une thermopompe centrale, une anode permanente de chauffe-eau et une thermopompe de chauffe-eau. Je suis également un contributeur régulier au site Roulezelectrique.com et roule en Chevrolet Volt. Les panneaux solaires produisent la quantité d'énergie électrique équivalente à ce que consomme la Volt, nous roulons donc... au soleil! Mon prochain projet sera l'installation d'une couverture de toit permanente en aluminium, pour remplacer des bardeaux d'asphalte en fin de vie.

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4 réflexions au sujet de « Les thermopompes de chauffe-eau »

  1. Encore un fois BRAVO François pour cette article super intéressant sur la thermopompe de chauffe-eau, une fois de plus tu pique ma curiosité pour cette nouvelle technologie.
    Je vais pas sauter d’étape et je vais commencer par installer une thermopompe pour ma maison et ensuite pour le réservoir a eau chaude .

    Merci François pour l’article et merci de me faire économiser de l’argent jours après jours avec mes panneaux solaire !!

  2. Je suis également intéressé à acheter un modèle de termo-pompe pour un chauffe-eau soir in A7 ou A12. Usagé ou neuf. Je suis de la rive sud de Montréal.

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