Un ballon sous pression stocke l'eau potable à la pression du réseau ; un accumulateur thermique fait l'inverse : il stocke l'eau de chauffage et produit l'eau chaude instantanément par un échangeur à plaques. Pour une pompe à chaleur, choisissez le ballon sous pression : un accumulateur thermique doit être maintenu à 65–80 °C pour donner une douche correcte, et une pompe à chaleur perd environ un tiers de son COP entre 45 °C et 65 °C.
Qu'est-ce qu'un accumulateur thermique et en quoi diffère-t-il ?
Un accumulateur thermique contient de l'eau de chauffage, pas de l'eau potable. L'eau froide du réseau passe par un serpentin ou par un échangeur à plaques externe situé dans ou à côté du ballon et en ressort chaude, à la demande, à la pression du réseau. Un ballon sous pression fonctionne exactement à l'inverse : c'est l'eau potable qui est stockée, et la source de chaleur passe par un serpentin.
Cette inversion a trois conséquences. L'eau stockée dans un accumulateur thermique n'est jamais bue : elle échappe donc aux règles d'hygiène de l'eau potable. Il n'y a presque pas d'eau chaude stockée susceptible de s'épuiser, mais aussi aucune réserve : la puissance s'effondre dès que le ballon refroidit. Et le ballon doit rester en permanence bien au-dessus de la température de distribution, car un échangeur de chaleur a besoin d'un écart de température pour fonctionner.
| Ballon sous pression | Accumulateur thermique | |
|---|---|---|
| Ce qui est stocké | Eau potable à 50–60 °C | Eau de chauffage à 65–80 °C |
| Production d'eau chaude | Stockée, puisée directement | Instantanée, par un échangeur de chaleur |
| Température de ballon en service | Peut fonctionner à 48–55 °C | Doit rester au-dessus d'environ 65 °C |
| Compatibilité avec une pompe à chaleur | Excellente | Faible |
| Sources de chaleur multiples | Deux serpentins au maximum en pratique | Facile : combustible solide, solaire, chaudière, résistance |
| Exposition aux légionelles | Le volume stocké doit être pasteurisé | Moins de 3 litres d'eau chaude potable dans la tuyauterie |
| Norme applicable | EN 12897 | Méthodes d'essai EN 12977-3 pour les ballons |
| Évacuation et groupe de sécurité | Réducteur de pression, vase d'expansion, soupape T&P, tundish | Aucun sur le ballon s'il est à pression atmosphérique |
Lequel est le plus efficace ?
Le ballon sous pression, dans presque tous les cas domestiques, et la raison tient à la température du ballon plus qu'à l'isolation. Les pertes statiques sont proportionnelles à l'écart entre le ballon et la pièce : un accumulateur thermique maintenu à 75 °C dans un placard à 20 °C perd environ 1,4 fois plus que le même récipient à 60 °C, et environ deux fois plus qu'un récipient à 48 °C.
En outre, chaque source de chaleur doit travailler plus pour atteindre la température plus élevée. Une chaudière à condensation dont le retour est à 65 °C ne peut plus du tout condenser et perd 5 à 8 points de rendement ; une pompe à chaleur à 65 °C atteint un COP proche de 2,5 là où elle obtiendrait 3,5 à 4,0 à 48 °C.
Accumulateur thermique ou ballon sous pression pour une pompe à chaleur ?
Ballon sous pression. C'est la réponse la plus nette de toute la catégorie des ballons, et elle tient à l'arithmétique. Un échangeur à plaques dimensionné pour une douche a besoin d'environ 10 à 15 K d'écart de température : une douche à 45 °C exige donc un ballon à 58–62 °C au minimum et à 70 °C pour des puisages simultanés confortables. Les pompes à chaleur sont conçues pour fonctionner à 35–55 °C ; imposer 70 °C signifie soit une machine haute température, soit une résistance électrique qui assure la dernière montée en température à un COP de 1.
L'alternative qui fonctionne est une pompe à chaleur chargeant un ballon bien isolé à 50–55 °C, avec un cycle hebdomadaire de pasteurisation pour la maîtrise des légionelles, et un ballon tampon séparé côté chauffage.
Quand un accumulateur thermique est-il la bonne réponse ?
Quatre cas, et ils sont réels :
- Plusieurs sources de chaleur à la fois. Un poêle à bois avec chaudière arrière, du solaire thermique et une chaudière peuvent tous se décharger dans un même ballon sans conflit hydraulique. C'est beaucoup plus difficile avec un ballon à deux serpentins.
- Aucun cheminement pour un tuyau d'évacuation. Un accumulateur thermique à pression atmosphérique n'a ni groupe de sécurité de ballon sous pression, ni tundish, ni déclaration G3.
- Combustible solide ou biomasse, lorsque la source de chaleur ne peut pas être modulée et a besoin d'un endroit où évacuer sa chaleur en toute sécurité.
- Installations critiques sur le plan de l'hygiène, où l'eau potable stockée est indésirable : seuls moins de trois litres d'eau chaude potable séjournent dans la tuyauterie, volume en dessous duquel la règle allemande W 551 considère une installation domestique comme à faible risque de légionelles.
Et l'hygiène et les légionelles ?
L'accumulateur thermique l'emporte sur le papier. Les légionelles se multiplient dans l'eau stockée entre 20 °C et 45 °C, et un accumulateur thermique n'en stocke aucune : l'eau potable est chauffée au fil de son écoulement. C'est pourquoi le même principe instantané est utilisé dans les ballons hygiéniques combinés et les modules d'eau chaude instantanée.
Un ballon sous pression gère le risque au lieu de l'éviter : stockage à 60 °C, ou à 50–55 °C avec un cycle hebdomadaire de pasteurisation, et pose d'un mitigeur thermostatique contre les brûlures. Pour un seul foyer, ce régime a fait ses preuves ; en eau dure, il est aussi plus facile à entretenir, car l'échangeur à plaques d'un accumulateur thermique s'entartre plus vite que le serpentin d'un ballon.
Questions fréquentes
Les accumulateurs thermiques sont-ils un bon choix ?
Oui, dans les bonnes conditions d'emploi. Ils gèrent plusieurs sources de chaleur à la fois, évitent de stocker de l'eau potable et n'ont pas besoin de groupe de sécurité de ballon sous pression. Ils conviennent mal à une pompe à chaleur, car il faut les maintenir à 65–80 °C pour donner une douche correcte.
Lequel est le plus économe en énergie : à pression atmosphérique, sous pression ou accumulateur thermique ?
Un ballon sous pression bien isolé, car il peut fonctionner à 48–55 °C au lieu des 65–80 °C qu'exige un accumulateur thermique, et que les pertes statiques sont proportionnelles à l'écart de température avec la pièce. Les ballons à pression atmosphérique et sous pression perdent presque autant : la pression n'a aucun effet sur l'isolation.
Combien de temps durent les accumulateurs thermiques ?
Généralement 15 à 25 ans pour le récipient, comme un bon ballon, car l'eau stockée est un circuit de chauffage fermé qui n'est ni renouvelé ni oxygéné. L'échangeur à plaques est la pièce d'usure et peut demander un détartrage ou un remplacement tous les 5 à 10 ans en eau dure.
Puis-je utiliser un accumulateur thermique avec une pompe à chaleur si j'ajoute une résistance électrique ?
Vous le pouvez, mais la résistance fait le travail à haute température à un COP de 1, ce qui annule l'intérêt d'avoir une pompe à chaleur. Un ballon à grand serpentin, chargé à 50–55 °C, coûte moins cher à l'usage comme à l'achat.