Ballon tampon pour pompe à chaleur : est-il vraiment nécessaire ?

L’Agence qualité construction (AQC) cite les cycles inférieurs à 10 minutes parmi les principaux défauts observés sur les pompes à chaleur installées en rénovation. Pour les éviter, l’agence recommande notamment de vérifier le volume d’eau du circuit de chauffage et de le compléter, au besoin, avec un ballon tampon.

À quoi sert un ballon tampon pour pompe à chaleur ?

Le ballon tampon est un réservoir isolé qui stocke l’eau chauffée par la PAC pour ensuite restituer la chaleur aux radiateurs ou au plancher chauffant, même après l’arrêt du compresseur.

Lorsque le circuit contient trop peu d’eau, cette dernière chauffe rapidement, ce qui provoque l’arrêt du compresseur. Forcément, l’eau va vite refroidir, et le compresseur redémarre pour relancer la chauffe. Le ballon augmente donc le volume d’eau du circuit pour ralentir ces variations de température et limiter ces démarrages rapprochés, que l’on appelle « courts cycles ». L’objectif est de prévenir l’usure prématurée du compresseur, une pièce qui coûte jusqu’à 5 000 € à l’achat, selon le modèle.

Cette réserve de chaleur peut aussi servir au dégivrage des PAC air-eau : la machine prélève alors de la chaleur dans le circuit de chauffage pour faire fondre le givre de l’unité extérieure. Le volume d’eau du ballon limite la baisse de température dans le circuit pendant cette opération.

Dans quels cas faut-il prévoir un ballon tampon pour sa pompe à chaleur ?

La notice d’installation des pompes à chaleur précise généralement le volume d’eau minimal que doit contenir le circuit de chauffage. Si l’eau présente dans vos canalisations et vos radiateurs ou plancher chauffant n’atteint pas ce minimum, votre installateur devra compléter le circuit avec un ballon tampon.

La fiche d’autocontrôle PROFEEL demande d’ailleurs expressément aux installateurs de PAC air-eau de vérifier le dimensionnement du ballon tampon, mais aussi du circulateur, du vase d’expansion et des tuyauteries.

Typiquement, le volume d’eau risque de manquer dans les configurations suivantes :

• Les réseaux de radiateurs neufs sont paradoxalement plus exposés à ce problème, car leurs canalisations ont un diamètre inférieur à celui des tuyaux que l’on trouve dans les installations anciennes ;
• Les radiateurs équipés de robinets thermostatiques ou les circuits commandés par des vannes de zone : quand ces éléments se ferment, l’eau ne circule plus jusqu’à la PAC et ne compte plus dans le volume disponible ;
• Une PAC dite « tout ou rien », c’est-à-dire qui tourne toujours à pleine puissance ;
• Une PAC Inverter à la mi-saison, surtout si elle est surdimensionnée par rapport aux déperditions du logement. En effet, son compresseur peut abaisser la puissance jusqu’à 30 % de la puissance nominale, mais si les besoins de chauffage descendent sous ce seuil, le compresseur s’arrête et redémarre comme dans une PAC « tout ou rien ».

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Comment choisir le volume du ballon tampon pour votre PAC ?

La contenance du ballon tampon doit correspondre à l’écart entre le volume d’eau minimal exigé par le fabricant de la pompe à chaleur et l’eau qui circule déjà dans votre réseau de chauffage.

Si la notice de la PAC ne précise pas ce minimum, l’installateur devra calculer le volume du ballon à partir de quatre données retenues dans le rapport RAGE du COSTIC et de l’AQC :

• La puissance de la PAC à son régime le plus faible, soit, par défaut, 30 % de la puissance nominale pour une PAC Inverter lorsque le fabricant ne communique pas cette valeur ;
• La durée minimale de fonctionnement du compresseur ;
• Le différentiel de régulation, c’est-à-dire l’écart de température de l’eau entre l’arrêt et le redémarrage du compresseur ;
• La contenance du réseau de chauffage, que l’on retranche du résultat.

Le même rapport indique les volumes de ballon tampon préconisés, hors contenance du réseau. Les valeurs sont données avec une durée minimale de 6 minutes, un différentiel de 5 °C, une température extérieure à 7 °C et une température de l’eau à 35 °C :

Sur une PAC air-eau, l’installateur doit aussi calculer le volume d’eau nécessaire au dégivrage de l’unité extérieure. Si le calcul donne un volume supérieur à celui du tableau, c’est ce volume qui détermine la contenance du ballon.

Ballon tampon, bouteille de découplage ou ballon d’eau chaude ?

La bouteille de découplage peut figurer sur le devis quand l’installation comporte plusieurs circulateurs. C’est notamment le cas lorsque la PAC alimente à la fois des radiateurs à l’étage et un plancher chauffant au rez-de-chaussée, ou encore quand elle vient en relève d’une chaudière conservée en appoint.

La bouteille sépare alors le circuit de la PAC de celui des émetteurs pour :

• Éviter que le circulateur des radiateurs ou du plancher n’impose son débit à celui de la PAC ;
• Maintenir dans la PAC le débit minimal fixé par le fabricant, même quand les robinets thermostatiques sont fermés ;
• Alimenter des circuits à des températures différentes, par exemple une eau plus chaude pour les radiateurs que pour le plancher chauffant ;
• Associer une PAC et une chaudière pour que cette dernière puisse prendre le relais par grand froid.

Le découplage et l’apport de volume d’eau sont généralement réunis dans un même appareil, que l’on appelle « bouteille de mélange » ou encore ballon tampon à quatre piquages.

Le ballon d’eau chaude sanitaire contient quant à lui l’eau potable des douches et des robinets, qui ne se mélange jamais à l’eau du chauffage.

Combien coûte l’installation d’un ballon tampon ?

Comptez environ 400 à 750 € TTC pour un ballon tampon en acier de 50 à 300 litres, et 300 à 700 € pour la pose sur une installation existante, auxquels peut s’ajouter le remplacement du vase d’expansion s’il devient sous-dimensionné. Si le ballon tampon est posé en même temps qu’une PAC neuve, la pose entre généralement dans le forfait d’installation de la pompe à chaleur.

Le prix de l’équipement est surtout influencé par la marque, le matériau et le nombre de piquages, et beaucoup moins par la contenance. Certains modèles de 300 litres sont proposés au même prix que d’autres modèles de 50 litres. En revanche, certaines cuves en inox dépassent les 1 000 €.

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