[PDF] 7. PRODUCTION DE CHALEUR Nous donnerons également quelques informations





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CO Ta-Tf K 100 = -

□ Est déterminé par la formule de Siegert. 7) Pour un bon réglage d'un brûleur fioul : □ Le CO2 doit être inférieur à 12%. □ Le CO doit être inférieur à 93 



Cours de combustion 2éme partie

- Formules semi-empiriques. Une formule très utilisée est celle de Siegert. Elle donne une précision de l'ordre de. 5% dans les plages correctes de CO2 et de 



Le diagnostic des systèmes de chauffage de type 1

On peut déterminer les déperditions de chaleur sensible en appliquant la formule de Siegert. Formule de Siegert : Dcs = k [(Tg – Ta )/% CO2] où : Dcs.



BAC PRO TMSEC 2019 épreuve E2 U21 sujet réponse

- de la documentation technique du brûleur gaz (DT 5 page 7/15). - de la formule de calcul du rendement de combustion (formule de Siegert) : avec ηcomb en [%] 



NOTICE DUTILISATION - Analyseur de combustion E500

15 déc. 2017 formule de Siegert quand la mesure de O2 est disponible. A2 est utilisé quand c'est la mesure de CO2 qui est disponible. Note : - Aux États ...



Evaluation des performances énergétiques et environnementales

Formule de Siegert. La formule de Siegert fait appel à un coefficient spécifique à chaque combustible. Cette méthode de calcul du rendement est plus simple 



Étude des corrélations dintensité dans la lumière di usée par un gaz

27 févr. 2023 la formule 2.8 (voir figure 2.8). La valeur typique de la ... Siegert A. & Laboratory



Guide pratique Analyse de combustion industrielle

La formule est alors simplifiée par l'utilisation du facteur f ce qui donne la formule dite de Siegert. Les facteurs spécifiques aux combus- tibles 



CAPLP CONCOURS EXTERNE ET CAFEP

Calculer le rendement de combustion à l'aide de la formule de Siegert. Conclure : la combustion est-elle satisfaisante ? Justifier. e). Le constructeur 



NOTIONS PRATIQUES

4.2) Formule de SIEGERT : La formule de Siegert est l'équation la plus connue elle permet de calculer le rendement pour les combustions exemptes de CO.



CO Ta-Tf K 100 = -

De la formule de Siegert : 2. CO. Ta-Tf. K. 100 = x ?. -. ? Des valeurs de l'analyse de combustion fioul: o CO2 = 9 % Tfumées = 210°C



7. PRODUCTION DE CHALEUR

7 - Formule dite généralement de Siegert (pertes par les fumées). (1) A défaut on consultera : A. Dumez et M. Dumez



les rendements des installations de chauffage et decs

combustion calculé selon les formules de Siegert. rendement calculé par la formule de Dittrich



CO Ta-Tf K 100 = -

De la formule de Siegert : K: coefficient de Siegert ( suivant le type de combustible et l'excès d'air ). K = 047 pour le gaz. K = 0



Ce document a été mis en ligne par le Canopé de lacadémie de

par le calcul avec la formule de Siegert. On exige : Une mise en service qui respecte les règles de sécurité. -. Un choix de gicleur cohérent.



Sur leffet Bloch-Siegert et leffet dun champ alternatif perturbateur

(on retrouve la formule (1) pour w 1 = Cùo c'est-à-dire pour un champ tournant en sens inverse de la précession de Larmor). Ce même résultat a été.



Le diagnostic des systèmes de chauffage de type 1

1 oct. 2010 Formule de Siegert : Dcs = k [(Tg – Ta )/% CO2] ... K = constante de Siegert (dépend du combustible et de la teneur en CO2 en %) ;.



BAC PRO TMSEC 2019 épreuve E2 U21 sujet réponse

- de la documentation technique du brûleur gaz (DT 5 page 7/15). - de la formule de calcul du rendement de combustion (formule de Siegert) : avec ?comb en [%] 



EPREUVE E1 / SOUS EPREUVE E11

Tableau : Valeurs du coefficient « f » utilisé dans la formule de SIEGERT. - Soit une installation fonctionnant au fioul domestique dont les mesures.

.
U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR 1

7. PRODUCTION DE CHALEUR

7.1. Les systèmes de production de chaleur

7.2. Les bilans de production de chaleur

7.3. Les interventions sur la production de chaleur

U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

2 7.1 LES SYSTEMES DE PRODUCTION DE CHALEUR

Principe de classement

Les systèmes de production de chaleur peuvent prendre des formes très variées,

schématisées par le diagramme de la figure 7.1.1. Il ne peut être question, ici, de détailler

chacune des filières. Nous nous limiterons donc aux indications de base, ceci n"excluant pas que des documents ultérieurs viennent compléter les points les plus importants.

L"utilisation des énergies dites naturelles(1)

Nous excluons ici deux catégories d"énergies qui exigent une étude spéciale, dépassant

le cadre limité du diagnostic : l"énergie hydraulique (microcentrales) et l"énergie éolienne. Nous

excluons également le cas d"un raccordement à la géothermie. Ceci ne constitue en rien une

remise en cause de ces sources énergétiques, mais souligne le fait qu"il s"agit d"études

spéciales, complémentaires de celles d"un diagnostic courant. Nous ne retiendrons donc, ici, que l"énergie solaire. Dans l"existant, il est extrêmement

difficile d"utiliser cette énergie pour le chauffage. Nous la retiendrons donc essentiellement pour

l"eau chaude solaire. Sur le plan du chauffage, il faut tout de même faire une place particulière

aux serres (ou vérandas). Par suite des utilisations très variées qui en sont faites, les serres

peuvent avoir des répercussions très variables. Dans les cas les plus simples, le diagnostiqueur pourra utiliser les méthodes de calcul de bilan données aux paragraphes 6.2. et 6.3. Figure 7.1. 1 - Les principaux systèmes de production de chaleur (1) Nous excluons ici les combustibles végétaux, traités comme des combustibles solides (voir chapitre 2.4) U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

3 L"eau chaude solaire

Il est toujours très difficile, en diagnostic, de prévoir l"économie induite par la mise en place d"une installation d"eau chaude solaire. En effet, dans nos régions, la production d"eau

chaude n"est jamais - ou quasi jamais - totalement solaire. Une énergie d"appoint (source

électrique ou autre) permet de "passer le cas" des périodes peu ensoleillées. Il se peut

qu"après l"installation de l"eau chaude solaire ("gratuite"), les réactions des usagers évoluent

vers un accroissement sérieux de consommation. De plus, il existe de multiples montages possibles, qui n"ont pas tous la même efficacité,

ainsi que des équipements capteurs de performances variées. Sauf à effectuer une étude

particulière détaillée, basée sur des montages et matériels précis, le diagnostiqueur est conduit

à adopter une solution moyenne. Dans notre cas ce sera celle indiquée figure 7.1.2., donnée à

titre indicatif.

Figure 7.1. 2 - Montages solaires type

U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

4 Les pompes à chaleur

La pompe à chaleur étant une machine frigorifique qui refroidit une source (air, eau, sol)

pour transférer de la chaleur au chauffage (ou à l"eau chaude), son rendement est assez

fortement influencé par la température de la source extérieure. Plus cette température est

faible, plus le rendement baisse. C"est la raison pour laquelle l"usage, comme source, de l"air extérieur, pourtant le plus

commode, présente quelques difficultés : c"est justement pendant les jours les plus froids, où

l"on a besoin du maximum de puissance que la pompe à chaleur fonctionne avec le minimum

d"efficacité. Ceci conduit à préférer des sources de température plus stable : le sol et les eaux

souterraines. Dans l"existant, il est rarement possible d"utiliser des pompes à chaleur sur le sol, par suite de la grande surface nécessaire. Quand à l"usage des eaux souterraines, il exige des

conditions géologiques favorables, et la plupart du temps une étude un peu détaillée. Il existe

néanmoins des cas où les eaux souterraines peuvent être utilisées, et même éventuellement

d"autres "sources" (eaux superficielles, rejets thermiques, etc.). Dans certaines situations (production d"eau chaude, ou déshumidification de piscine par

exemple), la pompe à chaleur peut être conçue pour satisfaire la totalité des besoins. Par

contre, et ceci pour des raisons économiques, lorsqu"il s"agit de chauffage, la pompe à chaleur

n"est généralement pas conçue pour satisfaire la totalité des besoins, les pointes correspondant

aux plus grands froids étant généralement couvertes par une autre énergie. Pour voir à quoi cela correspond, il suffira de consulter la figure 7.1.3. Celle-ci indique,

par exemple, que si l"on n"installe que 60 % de la puissance strictement nécessaire au

chauffage de fond, celui-ci couvrira 75 % des besoins annuels en chauffage. Ce fonctionnement des pompes à chaleur en chauffage de fond, avec un complément en chauffage de pointe, est une disposition classique(1) , qui permet d"alléger les investissements de façon rationnelle. A cet objectif s"ajoute souvent le souci de faire fonctionner la pompe à chaleur dans les meilleures conditions possibles. Cela dépend, en fait, de la source de chaleur utilisée. Un cas particulier vaut d"être noté, c"est le système PERCHE. Profitant d"une installation au fioul existante, on met en place une pompe à chaleur chauffant l"eau du chauffage central.

La pompe à chaleur constitue le chauffage de fond, le fioul le chauffage de pointe (figure

7.1.4.). En effaçant la pompe les jours de pointe électrique, on peut bénéficier du tarif

électrique extrêmement favorable dit "E.J.P." (effacement jour de pointe) pour lequel des

renseignements complémentaires ont été fournis au paragraphe 2.1.

La combustion

L"essentiel des installations examinées lors des diagnostics utilisent la combustion

comme phénomène fondamental de la production de chaleur. Il est, de ce fait, logique

d"approfondir un peu plus cet aspect des phénomènes. La combustion est obtenue par réaction, à assez haute température, d"un combustible et de l"oxygène de l"air dit comburant. (1) Ne pas confondre avec "chauffage d"appoint", dont le but est la souplesse de réglage. U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR 5 Figure 7.1. 3 - Variation de la couverture des besoins en fonction de la puissance pour un chauffage continu Les combustibles, essentiellement composés de carbone et d"hydrogène, peuvent comporter

en outre des molécules inactives soit neutres (exemple : azote), soit gênantes (exemple :

soufre). Les molécules "gênantes" sont à l"origine des corrosions. Le cas le plus caractéristique

est celui du soufre, qui donne, par combustion, naissance à des produits corrosifs (et

polluants), SO

2 et SO4 H2..

Le classement des combustibles a été donné au chapitre 2. La chaleur dégagée par la combustion de l"unité de masse de combustible est le pouvoir calorifique, que nous mesurerons ici normalement en kilowattheures par kilogramme. Il faut, en réalité, distinguer "deux pouvoirs calorifiques" :

- le pouvoir calorifique supérieur qui correspond à la quantité de chaleur dégagée par la

combustion de l"unité de masse, le combustible et l"air comburant étant pris à 0°C, les produits

finaux de combustion étant ramenés à 0°C, l"eau contenue dans les gaz étant condensée ;

- le pouvoir calorifique inférieur obtenu en soustrayant du précédent la chaleur de vaporisation

de l"eau, c"est-à-dire en supposant que la vapeur d"eau n"a pas pu se condenser. Comme indiqué antérieurement, c"est ce dernier pouvoir calorifique qui est adopté. La figure 7.1.5. indique les pouvoirs calorifiques types, la plupart repris du chapitre 2. U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR 6

Figure 7.1. 4. (1-2) - Montages PERCHE types

U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR 7

Figure 7.1.4. (3-4) - Montages PERCHE types

U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR 8

Figure 7.1.4. (5-6) - Montages PERCHE types

U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

9 Pour analyser le fonctionnement des générateurs à combustion, il suffit généralement -

au moins en première approche - d"analyser les fumées (produits gazeux de la combustion). Ceci résulte de la théorie de la combustion que nous allons rappeler de façon simple. Quand on injecte exactement la quantité d"air comburant nécessaire à la combustion,

celle-ci est neutre (ou stoechiométrique). Il ne reste aucun oxygène dans les fumées, tout

l"oxygène ayant été comburé. Si la quantité d"air est inférieure, on dit qu"il y a défaut d"air. Ceci

se traduit par la présence d"imbrûlés dans les produits de combustion, et n"est pas acceptable.

Dans le cas contraire, il y a excès d"air, et ceci est le cas général. Car la combustion neutre

n"est pas souhaitable en technique courante. L"excès d"air généralement recommandé est

indiqué figure 7.1.6 (1), cet excès (en %) indiquant la quantité d"air comburant excédentaire, par rapport à ce qui serait strictement nécessaire (s"il y avait combustion neutre).

Il n"y a pas intérêt à sortir de ces limites, et en particulier, à majorer l"excès d"air, ceci

entraînant des pertes, ainsi que nous le verrons par la suite.

Combustible Unité de vente kWh par unité

(PCI)

Gaz naturel

Propane kWh (PCS)

kg 0,90 12,75

Fioul domestique

Fioul lourd n° 1

n° 2 n° 2 (BTS) n° 2 (TBTS) l t t t t 9,85

11.300

10.900

11.200

11.300

Anthracite

Flambant gras

Bois en rondins t t

stère 8.700 à 9.100 8.300 à 8.400

1000(*)

(*) moyenne : 400 kg par stère avec 4 kWh/kg à 20% d"humidité.

Figure 7.1. 5 - Pouvoirs calorifiques types

Combustibles gazeux

- brûleurs à air soufflé 10 à 30 % - brûleurs atmosphériques 25 à 50 %

Combustibles liquides

- en général 20 à 50 %

Combustibles solides

- grilles à main 50 à 100 % - grilles mécaniques 30 à 50 % Figure 7.1. 6 - Valeurs généralement recommandées pour les excès d"air (1) On fera attention à la terminologie, l"excès d"air étant parfois défini autrement. U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

10 Les pertes par les fumées Une certaine quantité de chaleur est perdue par les fumées. Cette perte est déterminée au

moyen d"appareils mesurant à la fois la teneur en CO

2 des fumées et leur température. Au lieu

de mesurer le CO

2, on peut aussi mesurer l"oxygène (O2). De plus, certains appareils de

mesure donnent directement le rendement. Mais la plupart du temps, aussi bien pour assurer le

réglage du brûleur que pour estimer le rendement de combustion, on utilise la double donnée :

CO

2 et température.

Les pertes par les fumées peuvent alors être estimées au moyen de la formule suivante : (7.1.) 1 ( )( )%COTTb%f 2af f-= f : pertes par les fumées (en %) correspondant au pouvoir calorifique du combustible consommé ; b f : coefficient indiqué figure 7.1.7. ; T f - Ta : écart de température entre les fumées (Tf) et l"air comburant (Ta) ; (CO

2)% : teneur (%) en CO2 des fumées.

La formule 7.1.1. simplifie les problèmes et ne peut être utilisée qu"en première

approximation. Pour les cas importants, en particulier les chaufferies, il faut surveiller les

imbrûlés gazeux (CO, hydrocarbures) et solides, qui peuvent entraîner des pertes non

négligeables. Les appareils de mesure sont alors plus complexes, et généralement accompagnés d"une notice d"utilisation plus complète

1. Nous donnerons également quelques

informations complémentaires au chapitre suivant. Figure 7.1. 7 - Formule dite généralement de Siegert (pertes par les fumées)

1) A défaut, on consultera : A. Dumez et M. Dumez, Diagnostic énergétique des chaufferies, Editions

Parisiennes, Paris, 1985 (il existe également un logiciel : COMBUS, diffusé par Dialogic).

Pertes fumées (%) = ()bT T

CO ff a- 2 bf

Gaz naturel

- brûleurs à air soufflé : 0,46 - brûleurs atmosphériques : 0,42 Propane, butane : 0,50 Combustible liquide : 0,59

Combustibles solides :

- anthracite : 0,68 - coke : 0,75 - bois : (moyenne) 0,77 U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

11 Les chaudières

L"équipement de production de chaleur comporte normalement une chaudière

constituée d"un foyer où la flamme est à haute température, et d"un échangeur où les gaz

chauds échangent de la chaleur avec le fluide à réchauffer. Le foyer peut d"ailleurs être (ou

non) lui-même échangeur, au moins partiel. Dans le cas des combustibles solides, le foyer comporte une grille sur laquelle se trouve le combustible en combustion. Dans le cas de combustibles liquides et gazeux, le combustible

arrive prémélangé à l"air comburant par un brûleur, incorporé ou non à la chaudière. Le

classement des brûleurs est assez important sur le plan des technologies d"amélioration. Les catégories les plus importantes sont les suivantes :

1. en chaudières à combustible gazeux :

- les brûleurs à air soufflé (avec ventilateur de pulsion d"air comburant), - les brûleurs atmosphériques (avec injecteur d"air utilisant la pression du gaz combustible).

2. en chaudières à combustible liquide :

- les brûleurs à air soufflé, - les brûlés à caléfaction.

Les notions les plus importantes énergétiquement, en matière de brûleurs, seront

introduites au paragraphe 7.2. Reste à examiner le problème très particulier des chaudières

dites mixtes et les chaudières dites à condensation. Les chaudières mixtes (essentiellement domestiques) sont celles qui servent à la fois au

chauffage et à la production d"eau chaude. Deux techniques ont été successivement utilisées,

qui sont très différentes sur le plan énergétique. Dans les chaudières anciennes, l"eau chaude est produite dans un ballon (de 50 à 100

litres) immergé dans l"eau du circuit de chauffage. Ceci crée des pertes en été et mi-saison très

importantes. Dans les chaudières modernes, la solution est inverse : le circuit chauffant circule

dans un serpentin immergé dans un ballon de stockage, avec un bien meilleur rendement d"été.

Les chaudières à condensation constituent une alternative intéressante où le

refroidissement des fumées est poussé le plus loin possible, grâce à une conception poussée

des échanges. Ceci réduit considérablement les pertes par les fumées et permet une

récupération d"une partie de la chaleur latente contenue dans la vapeur d"eau qui se condense. Jadis, on tentait au contraire d"éviter ces condensations car elles amènent des risques

de corrosion. Les chaudières à condensation sont, au contraire, celles qui les évitent par usage

de métaux de construction adéquats. Les chaudières à condensation sont normalement à gaz,

parfois à fioul.

Il convient de noter qu"il existe en réalité deux systèmes différents utilisant la

condensation de la vapeur d"eau :

- les chaudières proprement dites, où les échangeurs sont à grande surface de refroidissement

après le foyer, - les générateurs immergés où les fumées sortantes sont en contact direct avec l"eau.

Certains dispositifs - utilisant généralement le lavage des fumées - peuvent être ajoutés

à des chaudières existantes et constituent des améliorations intéressantes pour certaines

chaufferies. Sans aller jusqu"à des condensations fréquentes, certaines chaudières dites "haute

performances", ou à basse température (surtout à fioul) utilisent un refroidissement très poussé

des fumées qui permet d"atteindre un rendement élevé, et surtout maintenu pendant toute la saison. U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

12 7.2 LES BILANS DE PRODUCTION DE CHALEUR

La présentation des bilans

Au paragraphe 1.3, nous avons indiqué la méthode adoptée pour calculer les bilans.

Elle se résume, en ce qui concerne la production de chaleur, à trois équations correspondant

chacune à un cas particulier.

Chauffage seul :

(7.2.) 1 COPRIMCHA = BEDCHA x COPCHA

Eau chaude seule :

(7.2.) 2 COPRIMEC = BEDEC x COPEC

Eau chaude + chauffage :

(7.2.) 3 COPRIM = COPRIMCHA + COPRIMEC COPRIMCHA, COPRIMEC, COPRIM : consommations primaires [kWh/an] en chauffage, eau chaude ou globalement ; BEDCHA, BEDEC : besoins de distribution [kWh/an] de chauffage ou d"eau chaude ; COPCHA, COPEC : coefficient de production [sans dimension]. Les coefficients COPCHA et COPEC sont, en réalité, des inverses de rendement. Quand on utilise les formules précédentes, c"est pour des raisons de commodité, lorsque les

rendements sont fixés. Si l"on veut procéder à une analyse plus détaillée, il faut analyser les

pertes, et écrire non pas la formule 7.2.1., mais la formule suivante, donnée à titre d"exemple :

(7.2.) 4 COPRIMCHA = BEDCHA + PERPRODCHA

COPRIMCHA, BEDCHA : voir plus haut ;

PERPRODCHA : pertes de production chauffage [kWh/an]. On utilisera, de façon analogue, en introduisant PERPRODEC (les pertes de production eau chaude), la relation : (7.2.) 5 COPRIMEC = BEDEC + PERPRODEC Selon les cas - et uniquement pour des raisons de facilités - nous utiliserons soit les formules des types 7.2.1. - 7.2.3., soit les formules des types 7.2.4. - 7.2.5. Les bilans de chaudières : le rendement nominal La plupart des chaudières à combustibles solides, liquides ou gazeux, relèvent de normes qui précisent les conditions de mesure du rendement en régime continu dit rendement nominal. C"est, en particulier, la norme : - NF E 31.001, chaudières fonctionnant aux combustibles solides, liquides ou gazeux, et les normes subséquentes (voir références). Dans les installations elles-mêmes, il est difficile de mesurer ce rendement de façon

aussi précise qu"en plate-forme. Mais on peut généralement s"en approcher en faisant

fonctionner la chaudière au régime normal de marche penchant 20 à 30 minutes au moins, et en effectuant ensuite des mesures de pertes. U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

13 Les pertes essentielles, dans ce cas, sont de deux catégories :

- les pertes par les fumées, à propos desquelles nous avons fourni des éléments d"évaluations

au chapitre précédent, - les pertes dites par rayonnement, en fait par convection aussi bien que par rayonnement, qui correspondent aux échanges de la surface extérieure vers l"ambiance. Ces dernières pertes peuvent être estimées par la formule suivante : (7.2.) 6 P

TTS200.1%rac-=

S : surface extérieure [m2]

T c -Ta : écart de température entre la face apparente (Tc) et l"ambiance (Ta),

P : puissance de la chaudière en watts.

Avec les chaudières conventionnelles non calorifugées, ces pertes atteignent, ou même parfois dépassent 3 à 5 %. Aux pertes précédentes, il faut parfois ajouter :

- les pertes par imbrûlés gazeux, résultant généralement de défaut d"air, et qui s"évaluent par

mesure du CO dans les fumées,

- les pertes par imbrûlés solides (cendres), qui se trouvent généralement dans les

générateurs à combustibles solides. Quand il y a présence de CO dans les fumées, les pertes correspondantes peuvent être estimées de la manière suivante : (7.2.) 7 [ ] [ ]%CO%CO%CObi%i2+= [CO] et [CO

2] : teneur en % des fumées.

Les valeurs de bi étant les suivantes (en ordre de grandeur) : - fioul : bi = 52, - anthracite : bi = 61, - coke : bi = 69. Ces pertes ne sont vraiment négligeables que si [CO] < 0,1 % (ce qui est normalement le cas pour les combustibles gazeux) : à [CO] = 1 % par exemple, [CO2] = 10 %, on obtient pour le fioul : [ ]%7,4101152%i=+×= à [CO] = 0,1 %, les pertes ne sont plus que de 0,5 %. Rappelons que, dans nos bilans, nous prenons généralement des rendements par

rapport au pouvoir calorifique inférieur, les corrections éventuelles à faire par rapport à d"autres

données résultant simplement du rapport entre pouvoir calorifique supérieur et pouvoir

calorifique inférieur qui est égal à 1,07 pour le fioul domestique, à 1,11 pour les gaz naturels, et

à 1,05 pour les gaz de pétrole liquéfiés. Les bilans des chaudières : les rendements d"exploitation Le rendement nominal tel que défini au paragraphe précédent n"est pas le rendement

strict de la chaudière en exploitation. C"est seulement une référence indispensable, qui doit être

corrigée pour parvenir au rendement d"exploitation. U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

14 Les différents termes que nous allons utiliser sont ceux définis dans la norme suivante :

- NF D 30-001, Chaudières de chauffage central à eau chaude : rendement conventionnel

d"exploitation. Soulignons d"abord que le rendement en marche continue peut varier avec la

température de l"eau. C"est le cas, en particulier, pour les chaudières à condensation, dont

nous étudierons par la suite la manière de mener le bilan. Avec les chaudières courantes, il est

fréquent de négliger cette influence. Il est par contre, toujours très important de tenir compte des conditions de

fonctionnement des brûleurs "tout ou rien" ou modulants. En effet, pendant l"arrêt du brûleur, la

chaudière continue à émettre, à partir de la chaleur qu"elle a emmagasinée. Selon le mode de

régulation une partie, ou la totalité de cette émission est perdue. Ainsi que la définit la norme NF D 30-001 : "l"émission calorifique totale de la chaudière

dépend à chaque instant de l"écart entre la température moyenne de l"eau et la température

ambiante, ainsi que des conditions de tirage résiduelles. Lorsque les caractéristiques de

l"installation sont telles que les émissions calorifiques composant l"émission calorifique totale ne

concourent pas au chauffage, il faut en tenir compte dans le rendement d"exploitation et

considérer comme une perte, soit les émissions calorifiques totales, soit seulement les

émissions par balayage interne".

La formule fréquemment utilisée est celle dite de Dittrich : (7.2.) 8

1q1nNrre

brchn g+)) rg : rendement global (sur la saison), r n : rendement nominal, N ch : nombre d"heures de fonctionnement du chauffage (24 DCH si chauffage seul, 8.760 si chauffage + eau chaude), n br : nombre d"heures de fonctionnement du brûleur, q e : pertes relatives par balayage (en vraie valeur, non en %) :

La valeur n

br peut être estimée de la manière suivante : (7.2.) 9 brbrPBN000.1n=

BN : besoins nets [kWh/an],

P br : puissance du brûleur [W].

Les pertes par balayage (q

e) sont très variables selon les chaudières et leur montage. La valeur type, en chaudière classique, est de 0,03 (50% des cas). Mais les variations sont importantes : de 0,01 à 0,08 selon les modèles. Dans les chaudières modernes, elles ne sont que de 0,01, ou moins en général. Il est difficile de déterminer in situ la valeur de q e. De plus, la formule de Dittrich simplifie

exagérément les phénomènes qui dépendent du mode de régulation et de l"inertie des

composants - en particulier de la chaudière. Des études sont actuellement en cours, sous

l"égide de l"ADEME, en particulier au CETIAT, pour mieux déterminer cette correction. D"ici la publication finale des résultats correspondants, la méthode proposée repose sur

les valeurs de rendement indiquées figure 7.2.1, qui vont nous servir à proposer un élément

d"orientation. U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

15 Bilans pratiques des chaudières

Le bilan des chaudières utilisant de façon très prédominante le concept de rendement,

c"est à ce concept que nous allons nous attacher ici, étant entendu que les coefficients indiqués

en tête de chapitre (COPCHA, COPEC) sont calculés par la méthode suivante : (7.2.) 10

RENDCHA

1COPCHA=

Utiliser une formule analogue pour calculer COPEC en fonction de RENDEC. Le rendement sera calculé au moyen de la formule suivante : (7.2.) 11 RENDCHA = (RENDMES - CORREND) x RENDCAL x CORSAIS RENDMES : rendement de combustion mesuré à partir des formules 7.2.6. et 7.2.7., CORREND : coefficient de correction tenant compte des pertes par balayage et des dépôts, RENDCAL : rendement de calorifugeage lié à la plus ou moins bonne isolation thermique de la chaudière, CORSAIS : correctif tenant compte de la mauvaise efficacité du système aux basses puissances auxquelles doit parfois fonctionner la chaudière. Taux de charge du brûleur (durée relative de fonctionnement) (rendement relatif = 1 à pleine charge) Figure 7.2. 1 - Modèles de rendements (modèles provisoires) U.R.E. Bâtiment : Guide d"audit énergétique 1999 7. PRODUCTION DE CHALEUR

16 Il est parfois difficile de mesurer le rendement des chaudières (RENDMES). De plus, il

faut supputer le rendement de la chaudière de remplacement. D"où la nécessité d"un tableau de

référence qui est donné figure 7.2.2. Dans ce tableau figure non seulement REDMES (quand il est impossible de le mesurer), mais aussi le coefficient CORRENDO qui va nous servir par la suite.

RENDEMENT DE COMBUSTION

(1) RENDEMENT CONTINU

PAR DEFAUT

(2) CORRECTIF DEquotesdbs_dbs17.pdfusesText_23
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