Les intérêts du chauffage central aux bûches avec hydro-accumulateur - Arnaud DEVES, COSTIC

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Les intérêts du chauffage central Les intérêts du chauffage central aux bûches avec aux bûches avec

hydroaccumulateurhydroaccumulateurBOIS-ÉNERGIE

Mulhouse 15 septembre 2001

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ContexteContexte

• Les chaudières à tirage naturel– Combustion montante– Combustion horizontale– Combustion inversée

• Les chaudières à tirage forcé

• Une norme NF EN 303-5

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NF EN 303 NF EN 303 -- 55• Concerne :

– Chaudières P<300 kW tirage naturel / forcé, chargement manuel / automatique

– Installations avec hydroaccumulation

• Fixe des exigences :– Conception– Rendements– Émissions : valeurs limites applicables en France en 2004– Marquage

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NF EN 303 NF EN 303 -- 55

• Trois catégories de rendement et d’émissions (valeurs d’émissions non applicables jusqu’en 2004)

• Pour une puissance utile de 15 kW :– Classe 1 - rendement > 54 %– Classe 2 - rendement > 64 %– Classe 3 - rendement > 74 %

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Performances des chaudières à Performances des chaudières à bûchesbûches

T ira g e N a tu re l F o rc é

C o m b u stio n M o n tan te H o rizo n ta le In ve rs é e In ve rs é e

R e n d e m e n t 5 0 % 6 0 % 6 5 % 7 5 %

Source COSTIC - CETIAT

Valeurs moyennes des performances de différents modèles de chaudières obtenues à allure nominale

Rendement requis dans la norme NF EN 303-5 pour une puissance de 15 kWClasse 1 Classe 2 Classe 3> 54 % > 64 % > 74 %

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ÉvolutionÉvolution

• L’exigence de performances devrait favoriser dans le futur les chaudières à tirage forcé munies d’un ventilateur sur les entrées d’air comburant

Air primaire

Air secondaire

Rendements supérieurs (75 %)

Émissions polluantes réduites

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Mais...Mais...

• Pour les chaudières à tirage forcé, on peut observer des dégradations rapides dues aux faibles températures de fumées lors des phases de faible demande : – Stagnation des gaz résiduels de pyrolyse– Condensations– Bistrage du conduit de fumées

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Limites du chauffage central au Limites du chauffage central au bois sans accumulateurbois sans accumulateur

• Niveau de confort moyen– Combustion du bois difficile à maîtriser– Taux de charge non régulé en fonction des besoins en

chauffage• Conduite délicate

– Éviter les retours froids (condensations)– Chaudières à tirage forcé : lors des phases de ralenti

(ventilateur à l’arrêt) - stagnation de gaz nocifs, condensations, bistrage du conduit de fumées

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Comment améliorer les Comment améliorer les performancesperformances

• Utiliser les appareils au maximum à la puissance nominale

• Fonctionner à des niveaux de température suffisants en continu

• Adapter la production aux besoins énergétiques

Solution envisagée : Hydroaccumulation

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Principe de Principe de l’hydroaccumulationl’hydroaccumulation

Besoins en chauffage et ECS

Étape n°1 : Stockagede chaleur

Chaud.Marche Stock

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Principe de Principe de l’hydroaccumulationl’hydroaccumulation

Besoins en chauffage et ECS

Stock

Étape n°2 : Restitutionde chaleur

Chaud.Arrêt

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AvantagesAvantages

• Absorber la surpuissance de la chaudière – Offre technique en chaudières à bûches à tirage forcé :

puissances très souvent supérieures à 20 kW– Puissance nécessaire pour une maison de 100 m² dans

l’est de la France : environ 10 kW

• Sans accumulation la chaudière fonctionne souvent à une demande trop faible.

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AvantagesAvantages

• Fonctionnement de la chaudière dans les conditions optimales :– Combustion stable– Rendements optimums

• Production d’ECS possible toute l’année– Sans ballon, demande insuffisante– Avec ballon, une charge de bois permet de couvrir les

besoins d’ECS pendant plusieurs jours l’été

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La production La production d’ECSd’ECSEF ECS

Vers réseau de

radiateursVers chaudière

Ballon deproduction

d ’ECS

Ballond ’hydroaccumulation

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Les économiesLes économies

SANSHYDROACCUMULATION

AVECHYDROACCUMULATION(1300 LITRES)

Besoins Chauffage : 25 000 kWh/anECS : 2 900 kWh : an

ConsommationBoisElectricité

22 stères2 900 kWH / an

20 stères

Résultat d’un suivi (COSTIC pour l’ADEME)

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AvantagesAvantages

• Autonomie prolongée• Suivant le choix de l’utilisateur final• En jouant sur le dimensionnement de l ’ensemble

chaudières + ballon

• Entre 2 et 4 chargements les jours les plus froids

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AvantagesAvantages

• L’utilisation d’émetteurs basse température– Utilisation impossible sans ballon d’accumulation– Radiateurs : 60°C - 45°C– Planchers chauffants : 40°C– Confort augmenté– Économies

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Les quelques inconvénientsLes quelques inconvénients

• Encombrement :– Ballon entre 2000 et 4000 litres– Ballon horizontaux (H = 2 x D)

• Coût à l’investissement– Ballon + sondes supplémentaires– De l’ordre de 12 000 FRF HT pour un ballon de 2 000

litres

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Comparatifs économiquesComparatifs économiques

• Exemple : comparaison avec une installation fioul• Déperditions 10 kW• Investissement : Installation bois 1,5 fois plus

chère– Bois : 49 000 FRF HT– Fioul : 30 000 FRF HT

• Temps de retour : Fonction des cours et de l’origine du bois - De 5 à 10 ans

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ConclusionConclusion

• Une solution aux contraintes du chauffage central au bois

• Des performances thermiques et environnementales accrues

• Des conditions économiques valorisantes