Un ballon de volume en série (volumiser) est un réservoir isolé monté en série sur le retour, qui ajoute du volume d'eau sans mélanger départ et retour ; un ballon tampon ajoute du volume et un découplage hydraulique, ce qui permet à des circuits à zones, mélangés ou bivalents de fonctionner chacun avec leur propre débit ; bien raccordé, il protège aussi le rendement en évitant les cycles courts du compresseur. Posez un volumiser lorsque le seul problème est le volume d'eau minimal de l'installation, généralement 10–20 litres par kW. Posez un ballon tampon lorsque des circuits doivent être séparés.
Quelle est la différence réelle ?
Les deux sont des réservoirs d'acier isolés remplis d'eau de chauffage. La différence tient à la façon dont ils sont raccordés, et donc à ce qu'ils font à la température de l'eau.
Un volumiser a deux raccordements et se monte en série, presque toujours sur le retour de la pompe à chaleur. Toute l'eau le traverse. Il se comporte comme un très gros tuyau bien isolé : il ajoute de l'inertie thermique, et rien d'autre. Le départ et le retour ne se rencontrent jamais, de sorte que la pompe à chaleur voit toujours la température que les émetteurs ont réellement renvoyée.
Un ballon tampon a quatre raccordements et se monte en parallèle entre deux circuits : la pompe à chaleur d'un côté, les circuits de chauffage de l'autre. Il ajoute de l'inertie thermique et un découplage hydraulique, permettant à chaque côté de fonctionner avec son propre débit. Le prix à payer est que l'eau du départ et celle du retour partagent un même réservoir, et donc se mélangent.
| Volumiser | Ballon tampon (4 piquages) | |
|---|---|---|
| Raccordements | 2, en série | 4, en parallèle |
| Ajoute du volume à l'installation | Oui | Oui |
| Découplage hydraulique | Non | Oui |
| Mélange départ et retour | Non | Oui |
| Taille typique | 10 – 20 L par kW | 20 – 50 L par kW |
| Effet sur le rendement | Pertes statiques uniquement | Pertes statiques ; mélange seulement si les débits sont déséquilibrés |
| Idéal pour | Volume minimal et réserve de dégivrage | Plusieurs zones, circuits mélangés, systèmes bivalents |
Les ballons tampons réduisent-ils le rendement d'une pompe à chaleur ?
Seulement lorsqu'ils sont raccordés de manière à mélanger départ et retour. Dans ce cas, la pompe à chaleur peut devoir produire une eau plus chaude de 4–5 °C que ce dont les émetteurs ont besoin ; à 2–2,5 % de COP par degré, cela représente une pénalité de 10–12 %. Un raccordement correct l'évite.
Mais la pénalité tient à la configuration, pas au réservoir. Un ballon tampon à deux piquages sur le retour est en pratique un volumiser et ne mélange rien. Un ballon tampon à quatre piquages avec des débits primaire et secondaire équilibrés mélange très peu. Un ballon tampon à quatre piquages avec un circulateur primaire surdimensionné et un secondaire étranglé mélange en permanence : c'est la version qui vaut aux ballons tampons leur mauvaise réputation. Une bonne stratification à l'intérieur du réservoir (entrée par le bas, faible vitesse d'arrivée, géométrie haute plutôt que trapue) réduit encore l'effet.
L'autre défaillance est pire. Un compresseur qui fait six cycles par heure s'use des années trop tôt et gaspille de l'énergie à chaque démarrage, et un dégivrage interrompu faute de chaleur stockée laisse la maison froide. Voir pourquoi ma pompe à chaleur s'arrête et redémarre sans cesse ?
Lequel me faut-il ?
Posez un volumiser lorsque l'installation comporte un seul circuit de chauffage qui reste toujours ouvert, une pompe à chaleur Inverter modulante, et que le seul manque est le volume d'eau minimal du fabricant pour le dégivrage et la durée de fonctionnement. C'est le cas de la plupart des rénovations à une seule zone, sur radiateurs ou plancher chauffant, et c'est la réponse la moins chère et la plus efficace.
Posez un ballon tampon lorsque les circuits ne peuvent réellement pas être alimentés par un seul départ : plusieurs zones dont les vannes se ferment indépendamment, plancher chauffant et radiateurs à des températures différentes, un montage bivalent avec une chaudière ou un apport de solaire thermique, ou une pompe à chaleur dont la puissance minimale dépasse les besoins de la plus petite zone. Voir ai-je besoin d'un ballon tampon avec une pompe à chaleur ?
N'en posez aucun lorsque le volume de la tuyauterie atteint déjà le minimum du fabricant (un grand plancher chauffant sous chape y parvient souvent) et qu'il n'y a rien à séparer.
Départ ou retour : où se place un volumiser ?
Sur le retour, dans l'immense majorité des conceptions, et c'est presque un consensus parmi les installateurs de pompes à chaleur. Sur le retour, le réservoir stocke l'eau la plus froide du circuit : ses pertes statiques sont donc les plus faibles et il n'atténue pas la température de départ qui parvient aux émetteurs au début d'un cycle. Sur le départ, il retarde la montée en température des émetteurs et perd de la chaleur à la température la plus élevée du système. L'exception est une conception à priorité dégivrage dans laquelle un fabricant spécifie explicitement un volume côté départ ; suivez alors la notice.
Quelle taille pour chacun ?
Partez du volume d'eau minimal de l'installation indiqué par le fabricant, pas d'une règle empirique. La plupart des unités air/eau spécifient 10–20 litres par kW de puissance nominale, contenu de la tuyauterie et des émetteurs compris, ce qui pour une unité de 8 kW donne 80–160 litres au total, soit souvent seulement 50–100 litres de réservoir supplémentaire. Les ballons tampons des installations à zones font généralement 20–50 L/kW. Le suivi d'installations domestiques très performantes montre que les meilleurs résultats se regroupent à 15 litres par kW ou plus de volume total d'installation : penchez donc vers le haut plutôt que vers le bas dans la fourchette du fabricant.
Les ballons Solibuffer de Solimpeks couvrent 50–1 000 litres avec une isolation de classe ErP C, à partir d'un modèle compact de 50 L adapté à un usage en volumiser ; voir combien de litres de ballon tampon par kW de pompe à chaleur ? pour les tableaux de dimensionnement complets.
Questions fréquentes
Un volumiser est-il meilleur qu'un ballon tampon ?
Pour une installation à une seule zone, oui. Un volumiser ajoute le volume d'eau dont la pompe à chaleur a besoin sans mélanger départ et retour : il évite ainsi la pénalité de 4–5 °C qu'impose un ballon tampon mal raccordé. Un ballon tampon est le bon choix lorsque des circuits ont besoin d'un découplage hydraulique.
Un volumiser doit-il être sur le départ ou sur le retour ?
Sur le retour dans presque toutes les conceptions. Il y stocke l'eau la plus froide de l'installation, ce qui réduit les pertes statiques, et il ne retarde pas la montée en température des émetteurs. Ne le posez sur le départ que si le schéma hydraulique du fabricant de la pompe à chaleur l'exige expressément.
Quel volume doit avoir un volumiser ?
Suffisamment pour porter le volume total de l'installation au minimum du fabricant, généralement 10–20 litres par kW de puissance de la pompe à chaleur, tuyauterie et radiateurs compris. Pour une unité de 8 kW, cela représente généralement 50–100 litres supplémentaires.
Puis-je utiliser mon ballon d'eau chaude comme ballon tampon ?
Non. L'eau d'un ballon d'eau chaude sanitaire est potable et doit rester séparée du circuit de chauffage. Un ballon combiné ou hygiénique résout correctement ce problème en gardant l'eau tampon de chauffage dans la cuve et en faisant passer l'eau sanitaire par un serpentin ou un réservoir interne.