Eau chaude : La technologie des panneaux thermodynamiques
Une technologie permet d’obtenir une eau chaude de qualité à partir d’une technologie alternative dans le climat irlandais humide et couvert.
Il y a une légion de dispositifs d’énergie durable qui apparaissent sur nos murs, nos toits et à l’étranger sur nos sites, certains familiers et d’autres qui se grattent la tête.
Il est passionnant de voir que le changement vers un développement de logements de banlieue à énergie zéro dans tout le pays a vraiment commencé, avec l’inclusion non seulement de panneaux solaires à plaques ou de tubes solaires mais aussi de panneaux photovoltaïques (générant un courant continu transformé instantanément en courant alternatif par des technologies à l’échelle domestique).
Des fournisseurs irlandais réputés récoltent tout ce que le climat et la géologie de ce petit pays humide ont à offrir.
Les pompes à chaleur sont encore une gamme de produits relativement nouvelle et nous avons examiné le groupe de produits établi des pompes à air, à sol et à eau sur le marché en janvier, de 8 000 euros pour une pompe à chaleur air-eau entièrement mise en service pour fournir le chauffage central et un peu d’eau chaude.
Ici, je voulais répondre à quelques questions concernant les derniers panneaux thermodynamiques pour l’eau chaude sanitaire, une autre forme de pompe à chaleur qui a tendance à être confondue avec les panneaux solaires plats.
Les détracteurs prétendent que cela est dû à un marketing stratégique, mais il y a plus que cela dans cette histoire de réchauffement.
Que sont les panneaux thermodynamiques ?
Ils sont proches d’une pompe à chaleur à air et peuvent utiliser toute l’année la chaleur ambiante de l’air extérieur ainsi que la pluie et le soleil pour chauffer toute notre eau domestique.
Il s’agit d’une technologie à faible teneur en carbone, que vous rencontrerez très probablement lors d’un salon de l’auto-construction.
Contrairement aux panneaux solaires, les panneaux thermodynamiques peuvent recueillir de l’énergie 24 heures sur 24, et bien que le soleil y contribue, l’air et la pluie sont également généreux sur le plan thermique.
Cette technologie peut fonctionner dans des conditions compromises, même à des températures inférieures à zéro.
Les panneaux thermodynamiques (dont un est standard) peuvent être fixés sur le toit, plat ou incliné, ou sur un mur, de préférence un mur orienté au sud ou au sud-est.
Ils sont noirs, de profil fin, de texture semi-brillante avec des veines imprimées en forme de « circuit », et d’une taille très discrète d’environ 80 cm x 1 m de surface fixée sur des supports à la surface de votre choix.
Comment fonctionnent-ils ?
La technologie est à peu près celle d’un réfrigérateur, mais à l’inverse. En utilisant le panneau extérieur (le collecteur), un liquide réfrigérant F de -20c à -30c circule et est transformé par la chaleur de l’atmosphère en un gaz réchauffé.
Le gaz est acheminé par un tuyau de cuivre de faible diamètre vers un compresseur qui augmente sa température et le rend à nouveau liquide.
Un serpentin d’échange de chaleur dans le ballon d’eau chaude réchauffe ensuite l’alimentation en eau chaude.
Dans les rares cas où l’alimentation n’atteint pas une température de sécurité de 55°C, une immersion intégrée améliore le résultat, et la plupart des systèmes sont régulièrement poussés à 60°C à des dates fixes dans l’année pour faire face aux dangers de la maladie du légionnaire.
Il n’y a pas d’eau dans le panneau collecteur comme c’est le cas avec les tubes solaires, et il n’y a pas de ventilateur alimenté comme avec une pompe à chaleur air-eau classique.
Cependant, une quantité relativement faible d’électricité est nécessaire pour faire fonctionner le compresseur, et cela peut varier en fonction de l’utilisation.
Les systèmes de modernisation peuvent même utiliser les bouteilles de 100 et 200 litres existantes, le condenseur/échangeur de chaleur étant placé avec la bouteille.
Le panneau extérieur ne pèse qu’environ 8 kg, ce qui évite d’avoir à renforcer la structure du toit.
Efficacité ?
Il s’agit d’une nouvelle technologie qui n’a pas fait l’objet de tests approfondis et vérifiés de manière indépendante comme les produits solaires et les sources de chaleur air/eau/géothermie plus classiques.
Les chiffres de performance d’une matrice thermodynamique sont exprimés en COP, commun aux pompes à chaleur (Coefficient de Performance), une lecture du nombre d’unités d’énergie utilisable produites, en utilisant une seule unité d’électricité.
Les pompes à chaleur à air fonctionnent à un COP modéré de 2 à 4 mais permettent de réaliser des économies considérables sur les dépenses plus importantes de chauffage et d’eau chaude sanitaire (l’eau ne représente que 15 % d’un cycle de facturation standard).
Les panneaux thermodynamiques auraient un rendement saisonnier moyen comparable.
Un seul test indépendant a été réalisé sur ces panneaux, le test en 2014, qui a montré un COP décevant réparti sur la période de janvier à juillet de 1,6 à 2,2, ce qui devrait encore compenser les dépenses d’une immersion électrique conventionnelle de 50 %, selon des sources industrielles.
Les déclarations dans l’industrie elle-même varient de 70 à 100 %, et les techniciens irlandais des services d’énergie durable à qui j’ai parlé (sans panels à promouvoir) ont convenu que 100 % était viable « en fonction de l’utilisation individuelle de l’eau chaude domestique ».
Cela pourrait représenter une économie annuelle potentielle d’environ 200 euros pour une maison standard.
Financement de la technologie
Les panneaux thermodynamiques ne sont actuellement pas couverts par la subvention en tant que panneau unique, mais certains se qualifient en multiples, ce qui, il en convient, n’a aucun sens économique.
Après des tests supplémentaires appropriés, indépendants et acceptables par l’industrie, des produits thermodynamiques, il y a tout lieu de croire qu’ils seront acceptés ici pour bénéficier d’une aide à l’avenir, et que leur prix sera comparable à celui des systèmes de chauffage solaire de l’eau.
La subvention SEAI de 1 200 euros actuellement proposée pour les rénovations, concerne les capteurs solaires plats conventionnels et les tubes solaires sous vide qui couvriront 50 à 60 % de vos besoins en eau chaude selon l’utilisation individuelle, et coûteront entre 4 000 et 6 000 euros (SEAI).
Les fournisseurs de panneaux thermodynamiques enregistrés, peuvent bénéficier de ce régime d’allégement de la TVA (heureusement prolongé de deux ans par le budget 2020), c’est-à-dire des recettes.
Comparaisons avec d’autres systèmes
Les panneaux solaires nécessitent des travaux de détail d’environ 200 à 250 euros tous les trois à cinq ans, y compris le remplacement du glycol.
Malgré les affirmations des fournisseurs selon lesquelles les panneaux thermodynamiques ne nécessitent aucun entretien, les professionnels des services auxquels j’ai parlé étaient sceptiques, affirmant qu’avec le risque d’accumulation de glace et de fuite de réfrigérant, ils n’étaient « pas à l’épreuve des balles ».
Ils coûtent moins cher à faire fonctionner que les autres pompes à chaleur à air, mais ces comparaisons sont erronées, car les systèmes de pompes à chaleur à air (800 à 10 000 euros installés) répondent à la plupart sinon à la totalité de vos besoins de chauffage et peuvent également contribuer à l’approvisionnement en eau chaude.
Il n’y a guère d’arguments en faveur des panneaux solaires et des tubes conventionnels, les panneaux ont moins de pièces mobiles qui risquent de tomber en panne et ne souffriront pas de problèmes de stagnation de l’eau en période de fort ensoleillement et de faible consommation d’eau.
Ils occupent également une fraction de la surface du toit (les besoins solaires sont de 1 à 1,5 m² par personne), et leur inclusion répondra à l’exigence de la partie L du règlement sur la construction en matière d’énergie durable dans une nouvelle construction.
LVP Renewables a installé le premier système thermodynamique en Irlande en 2008 dans une de ses maisons familiales.
Depuis lors, il a été installé plus de 2 000 fois dans tout le pays et a fait l’objet d’un reportage.
Un panneau thermodynamique peut-il vraiment fournir 100 % de l’eau chaude sanitaire à une maison familiale standard tout au long de l’année ?
Oui, c’est possible. En supposant que les températures ne descendent pas en dessous de -5°C environ. En outre, lorsque nous disons 100 %, nous supposons un réservoir d’eau chaude au minimum par jour.
