À quoi sert un ballon tampon pour une pompe à chaleur ? Prix, schéma d'installation et dimensionnement
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Le ballon tampon, utilisé avec une pompe à chaleur, est un réservoir placé entre la pompe et le circuit hydraulique du chauffage. Sa fonction est de conserver l'excès d'eau chaude généré par la pompe à chaleur pour approvisionner les dispositifs de chauffage plus tard, même quand la pompe n'est pas en mode chauffe. Cela aide à réduire le nombre de fois où la pompe à chaleur doit démarrer, permettant ainsi d'économiser de l'énergie. Voici un guide pour vous aider à choisir le meilleur ballon tampon pour votre maison.
| 💶 Quel est le prix du ballon-tampon d'une PAC ? | Les coûts se situent généralement entre 500 € et 5000 €. |
| 🧐 Quelle capacité choisir pour son ballon tampon ? | Généralement, les ballons tampons pour les maisons individuelles varient entre 100 et 500 litres. |
| ✅ Quels sont les avantages et inconvénients d’un ballon tampon ? | Avantages :
Une installation simple Inconvénients :
|
🤔 C'est quoi un ballon tampon pour une pompe à chaleur ?
Le ballon tampon d’une pompe à chaleur est un réservoir cylindrique placé entre la pompe à chaleur (PAC) et les sources de chaleur dans un système de chauffage hydraulique.
Il sert à emmagasiner l'excédent d'eau chaude généré par la pompe à chaleur. Il se compose d’une cuve en acier inoxydable, et d'une couche isolante pour maintenir la température de l'eau, permettant ainsi sa distribution même lorsque la pompe à chaleur n'est pas en fonction.
🌦 Quelles économies avec un ballon tampon ?
Bien que son installation ne soit pas obligatoire, on ne peut que vous recommander d’utiliser un ballon tampon avec votre pompe à chaleur, pour la simple et bonne raison qu’il vous fait faire des économies d’énergie importantes.
Il augmentera légèrement le prix d'achat de votre pompe à chaleur mais vous pourrez compter sur une rentabilité de l’investissement entre 5 et 10 ans en fonction du prix d’achat et des caractéristiques du ballon tampon.
Comment ? Le rôle principal du ballon tampon est de stocker l'excédent de chaleur produit avant de le redirstribuer dans le circuit de chauffage. Il aide à réduire le nombre de cycles de démarrage et d’arrêt de la pompe à chaleur, diminuant ainsi la consommation électrique et prolongeant la durée de vie de la PAC.
En réduisant les cycles courts, le ballon tampon améliore l'efficacité de la pompe à chaleur. Par ailleurs, si votre pompe à chaleur est surdimensionnée par rapport à votre logement, l'une des conséquences est un gaspillage énergétique. Le ballon tampon vient le limiter en récupérant et redistribuant de manière optimale l'énergie thermique excédentaire.
Enfin, le ballon tampon prolonge la durée de vie de la pompe à chaleur en réduisant son usure prématurée. Avec moins de cycles de chauffe, le compresseur est moins sollicité, et l'eau chaude du réservoir aide à dégivrer le condenseur en circulant dans le circuit.
Voici un tableau récapitulatif des avantages et inconvénients d’un ballon tampon pour une PAC :
| ✅ Avantages | ❌ Inconvénients |
|---|---|
| Des économies d’énergie : le ballon tampon contribue à des réductions significatives des coûts de chauffage et/ou d'eau chaude, offrant ainsi une opportunité d'optimiser la performance énergétique de votre habitation. | Un équipement volumineux : le ballon-tampon mesure maximum 3m de hauteur et 2m de large. Ce système n'est pas adapté aux espaces restreints. |
| Un système écologique : en réduisant votre consommation de chauffage, vous avez l'opportunité de minimiser votre empreinte carbone, contribuant ainsi à rendre votre habitation plus respectueuse de l'environnement. | Un coût important sans subventions possibles : le prix du ballon tampon peut être assez élevé, variant de 500 € à 5000 € en fonction du volume et du modèle choisi. Actuellement, il n'y a pas d’aides disponibles pour cet équipement. |
| Stabilité et Confort thermique : le ballon tampon d’une PAC assure une alimentation régulière en eau chaude de tous les équipements (douches, baignoires, évier, radiateurs), permettant ainsi de garder plus facilement une température homogène dans la maison. | |
| Installation simple : il se couple facilement avec le système de chauffage existant ou en cours de construction. |
🔁 Le schéma hydraulique et de raccordement d'une pompe à chaleur avec un ballon tampon
Pour expliquer le schéma hydraulique de la pompe à chaleur avec le ballon tampon, imaginons ce dernier comme un cylindre en acier renforcé muni d'une isolation. À l'intérieur, un ou plusieurs serpentins équipés de résistances électriques facilitent le transfert de chaleur entre :
- la pompe à chaleur air-eau ou eau-eau ;
- les dispositifs de chauffage tels que les radiateurs à eau ou les planchers chauffants, connectés au circuit hydraulique du chauffage central ;
- et/ou le système de production d'eau chaude sanitaire.
Il existe principalement deux catégories de ballons tampons utilisés avec une pompe à chaleur :
- le ballon de stockage standard, qui est un réservoir simple destiné au chauffage (pour les pompes à chaleur air-air);
- le ballon tampon dédié à l'eau chaude sanitaire, équipé d'un échangeur et d'un système de préparation d'eau chaude sanitaire (ECS) pour les pompes à chaleur air-eau.
Par ailleurs, le ballon tampon peut aussi être associé à d'autres sources de chaleur comme les chaudières gaz ou un système de chauffage solaire.
♨️ Dimensionnement ballon tampon pour pompe à chaleur : quelle taille choisir ?
Pour choisir le bon dimensionnement du ballon tampon de votre pompe à chaleur, il faut considérer plusieurs éléments, comme :
- Le nombre d'occupants dans le logement ;
- La superficie de l'habitation ;
- Les différents besoins en eau chaude ;
- Le type de votre système de chauffage ;
- Le nombre d’équipements utilisés pour produire de l'eau chaude.
Habituellement, les ballons tampons pour les maisons individuelles varient entre 100 et 500 litres. Un petit modèle de ballon tampon de 100 litres pour pompe à chaleur est adapté aux foyers de 1 à 2 personnes, alors que les ballons de 300 à 500 litres conviennent mieux aux foyers de 3 à 5 personnes.
Voici une estimation de la consommation quotidienne d'eau chaude sanitaire par personne, basée sur la composition du foyer :
| Nombre de personne dans le foyer | Consommation moyenne quotidienne |
|---|---|
| 1 adulte | Entre 50 et 80 litres |
| 1 adulte et 1 enfant | Entre 75 et 105 litres |
| 2 adultes | Entre 100 et 160 litres |
| 2 adultes et 1 enfants | Entre 150 et 190 litres |
| 2 adultes et 2 enfants | Environ 200 litres |
| 2 adultes et 3 enfants | Jusqu'à 300 litres |
Nous l’avons déjà évoqué, la quantité d'eau chaude nécessaire dépend des habitudes de consommation du foyer.
Voici un tableau présentant la dimension du ballon tampon en fonction du nombre de personnes présents dans le foyer et des équipements du logement :
| Nombre de personnes dans le foyer | Appareillages | Dimensions recommandées |
|---|---|---|
| 1 à 2 personnes | Robinet et douche | 100 à 150 litres |
| 3 personnes | Robinet et douche | 100 à 150 litres |
| 4 personnes | Robinet, douche et baignoire | Entre 150 et 250 litres |
| 5 personnes | Robinet, douche et baignoire | Entre 150 et 250 litres |
| 5 et plus personnes | Robinet, douche et baignoire | 250 litres |
⚠️ Formule de calcul du volume d’un ballon tampon pour une PAC
Volume (en litres) = ((Puissance PAC x Temps de fonctionnement minimum x 1000) / (p x CP x Différentiel Régulation)) - Contenance réseau
On sait, ce n’est pas forcément évident. Voici à quoi correspondent toutes ces variables :
- Puissance de la PAC : il s'agit de la puissance en kW lors du régime le moins élevé de la pompe à chaleur.
- Temps de fonctionnement minimum : en secondes, le temps de fonctionnement minimal de la pompe. Si cette information n'est pas disponible, utilisez une durée standard de 360 secondes.
- Différentiel de régulation : en Kelvin (K), le différentiel de régulation de la PAC. En l'absence d'information, utilisez 5 K comme valeur.
- Cp : la capacité thermique massique du fluide caloporteur de votre système de chauffage, exprimée en KJ/(Kg.K).
- Contenance du réseau : en litres, il s'agit de la contenance totale de votre installation de chauffage, incluant les radiateurs, les canalisations, et le serpentin de chauffage au sol, entre autres.
Prix d'un ballon tampon pour pompe à chaleur
Le prix d'un ballon tampon varie en fonction de sa taille, de sa qualité et des fonctionnalités qu'il propose. Le coût se situe généralement entre 500 et 5000 €.
Pour les modèles plus petits, de 100 à 200 litres, le prix oscille entre 500 et 1000 €. Les ballons d'une capacité de 300 à 500 litres se chiffrent entre 1000 et 2000 €. Les modèles plus volumineux ou dotés de fonctionnalités supplémentaires, comme une double enveloppe ou une connectivité à distance, peuvent atteindre 3000 € ou plus.
Il faut également tenir compte des coûts d'installation, qui incluent les travaux de plomberie et électriques nécessaires.
Il n’existe pas d’aides de l’État à la rénovation énergétique pour la pose d’un ballon tampon seul. Toutefois, il est possible d'obtenir des subventions (comme MaPrimeRenov’, des CEE, ou une TVA à taux réduit) dans le cadre d'un projet global incluant l'installation d'une pompe à chaleur (ou un autre système de chauffage performant d’un point de vue énergétique) avec un ballon tampon.