199620NFW RECKNA PDD · 2019-06-27 · 2.1 • Généralités 470 2.1.2 Codes couleurs et symboles graphiques utilisés dans la technique de chauffage combustible, les nuisances pour

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Chauffage

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2.1 • GÉNÉRALITÉS

2.1.1 Exigences concernant les installations de chauffage

On considère généralement que le

rôle d’une installation de chauffage

est de chauffer en hiver lespièces d’habitation de l’être humain

1

. Sa tâche consiste plus précisément à réguler le dégagement dechaleur du corps humain pendant la saison la plus froide, en réchauffant son environnement, demanière à établir un

équilibre

entre production et déperdition de chaleur, et assurer à l’être humainun confort thermophysiologique.Mis à part l’habillement et l’activité physique, les facteurs qui influencent cette sensation de confort sonten particulier la température de l’air, la température moyenne des parois, l’humidité de l’air, ses mouve-ments et sa qualité. Le chauffage n’influence directement que deux de ces cinq facteurs, à savoir latempérature de l’air et la température moyenne des parois (y compris les surfaces de chauffe), que l’onregroupe sous le concept de

température résultante

. Les autres facteurs peuvent être influencés unique-ment par le biais d’une installation de conditionnement d’air, qu’on peut considérer comme le moyentechnique le plus adapté pour obtenir une ambiance saine et agréable.Environ 40 % de la consommation d’énergie en Allemagne est consacrée au de chauffe domestique,avec un rendement parfois faible. La prise de conscience que nos sources d’énergie sont limitées et queleur utilisation contribue à la pollution de l’environnement a d’ailleurs conduit à accorder une grandeimportance aux

économies d’énergie

, et ce plus précisément dans le domaine du chauffage. Son niveaude développement se traduit ainsi par de nombreuses mesures et techniques en partie à long terme, tantdans le secteur de la construction que dans le secteur technique, en vue d’une réduction de la consom-mation d’énergie. Par ailleurs, des progrès considérables en matière de combustion propre ont été réali-sés, parfois grâce à des décrets.Les critères requis concernant le chauffage se caractérisent de la manière suivante :

1. La

température résultante

dans la pièce chauffée (moyenne entre la température de l’air et latempérature moyenne des parois) doit être aussi homogène que possible, tant verticalementqu’horizontalement et dans le temps, et doit de plus se situer à peu près entre 20 et 22 ºC. Il enrésulte alors un équilibre permanent entre la production de chaleur corporelle provenant de lacombustion des aliments et de l’activité musculaire (métabolisme) et la chaleur émise dans l’envi-ronnement par le corps humain.2. Le chauffage doit être

réglable

: la température résultante doit pouvoir être modifiée, dans certai-nes limites, selon le souhait de chacun. Le réglage doit être aussi réactif que possible, c’est-à-direrapide ; la pièce doit en particulier pouvoir être vite chauffée.3. L’air ambiant (environnement intérieur)

ne doit pas être altéré

par le chauffage, et ce dernier nedoit pas notamment être à l’origine de poussières, de gaz et de vapeurs toxiques ; il ne doit pas nonplus créer un bruit gênant ou des courants d’air. Les corps de chauffe doivent être faciles à nettoyeret esthétiques.4. Le chauffage de l’air neuf (

déperditions par renouvellement d’air

), nécessaire au confort(

qualité de l’air

) et assuré simultanément par le chauffage, doit se produire sans aucun courant oumouvement d’air désagréables.5. Le chauffage doit être

économique

tant du point de vue de son investissement que de celui de sonfonctionnement. Il doit en particulier permettre d’économiser de l’énergie et être rentable.6. Le chauffage doit être

propre

. Il existe pour cela certaines mesures, parfois réglementaires, enmatière de foyers et de combustibles. Elles concernent également la conception des cheminées.

On ne peut pas bien sûr trouver une installation de chauffage qui répondrait de la même manière àtous les critères cités. Tous les modes de chauffage actuels, des traditionnels feux de cheminée auxchauffages à basses températures modernes, présentent leurs avantages et leurs inconvénients.Cependant, la technique a globalement atteint un niveau élevé. Pour choisir le type de chauffageadéquat dans chaque cas particulier, il convient de considérer certains facteurs, comme le type debâtiment, la durée d’utilisation, le nombre d’occupants et leurs habitudes vestimentaires, le type de

1. Voir aussi Hermann-Rietschel – Archiv zur Geschichte der Heizung- und Klimatechnik Universität Kaiserslautern, Prof.Usemann.


2.1 • Généralités

470

2.1.2 Codes couleurs et symboles graphiques utilisés

dans la technique de chauffage

combustible, les nuisances pour l’environnement, les frais d’installation et de fonctionnement, lesdirectives régionales, etc.On classe essentiellement les installations de chauffage selon les critères suivants :

– l’emplacement du générateur de chaleur :

chauffage divisé

,

chauffage central

,

chauffage collectif

;– la source d’énergie :

charbon, gaz, fioul, électricité, énergie naturelle (chauffage solaire et par pompe à chaleur) ;

– le fluide caloporteur :

eau chaude, eau surchauffée, vapeur et air ;

– le mode d’émission de la chaleur :

chauffage par convection, par rayonnement, à air chaud et chauffage combiné.

2.1.2 Codes couleurs et symboles graphiques utilisés dans la technique de chauffage

Pour les codes couleurs et les symboles graphiques, voir tableaux 2.1.2-1 à 2.1.2-4. D’autressymboles pourront être consultés dans les normes DIN 4752:1967-01 (chauffages à eau chaude),DIN 2481:1979-06 (symboles des installations thermiques), DIN1946-1:1988-10 (principes de latechnique de ventilation).Les symboles graphiques et les lettres d’identification pour la technique de mesure, commande etréglage (MCR) sont utilisés conformément à la norme DIN 19227

1

. Le point de mesure est indiquépar une fine ligne de jonction avec le circuit de régulation MCR (voir figure 2.1.2-1). Dans cedernier :

– les lettres représentent la grandeur mesurée (ou une autre grandeur d’entrée) et son traitement ;– les chiffres désignent le numéro du circuit de régulation.

Le chemin des signaux est représenté de manière claire par des lignes courtes et fines en pointillés (oupar des lignes pleines lorsqu’aucune confusion n’est possible) entre le circuit de régulation MCR etl’appareil de réglage. La direction des signaux peut être indiquée par une flèche.Dans le circuit de régulation MCR (de préférence avec un diamètre de 10 mm, et de forme ovale si lacontrainte d’espace le requiert), on caractérise les points de sortie et de fonctionnement. S’il s’agit :

– du point de mesure ou de réglage, le circuit de régulation MCR n’est pas divisé en deux ;– de la commande centrale, il est divisé en deux par un trait horizontal ;– du tableau de mesures local (sous-commande), il est divisé en deux par un trait double.

La grandeur mesurée et son traitement sont caractérisés par quatre lettres d’identification au maximum.Les principales lettres utilisées sont les suivantes : D pour la densité, E pour les grandeurs électriques,F pour le débit, G pour la distance, H pour l’intervention manuelle, K pour le temps, L pour le niveau,M pour l’humidité, P pour la pression, Q pour le niveau de qualité, R pour les grandeurs de rayonne-ment, S pour les vitesses, T pour les températures, U pour les grandeurs complexes, V pour la viscosité,W pour les masses. Le cas échéant, on utilise des lettres complémentaires comme lettres de temps : Dpour la différence, F pour le quotient et Q pour la somme. Les autres lettres complémentaires caracté-risent le traitement des grandeurs mesurées : O pour des signes visuels, des réponses oui/non, I pour uneindication, R pour un enregistrement, C pour une régulation automatique, un réglage, S pour un enclen-chement, une régulation non continue, Z pour une intervention d’urgence, A pour un avertissement desvaleurs numériques limites, une alerte.Les numéros de MCR peuvent être choisis librement.

1. DIN 19227-1:1993-10 : Symboles graphiques et lettres d’identification pour la mesure, la commande et le réglage dans latechnique des procédés, symboles pour une représentation fonctionnelle.

PDI 101 Mesure de la pression différentielle, affichage localFQI 102 Mesure du débit, affichage des valeurs mesurées FR 103 Mesure du débit, enregistrement, sous-commande

PDI101 FQI

102

FR

103

Fig. 2.1.2-1 : Exemple d’application d’un plan de régulation MCR.



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Type de conduite Code couleur des conduites de chauffage dans les schémas

Caractérisation des conduites prêtes à l’utilisation

Conduite de vapeur à basse pression

Conduite d’eau de pluie

Chauffage à eau chaude,conduite montante

Chauffage à eau chaude,conduite descendante

Chauffage à eau surchauffée,conduite montante

Chauffage à eau surchauffée,conduite descendante

Conduite montante de sécurité

Conduite descendante de sécurité

Eau chaude sanitaire, conduite d’alimentation

Eau chaude sanitaire, conduite de circulation (bouclage)

Conduite d’eau froide

Conduite d’air

Orange

Vert clair

Rouge vermillon

Bleu cobalt

Rouge

Bleu

Rouge

Bleu

Rouge carmin

Violet

Bleu clair

Marron

Jaune

Aucune

Tableau 2.1.2-1 – Codes couleurs pour les conduites de chauffage



472



Dénomination Symbole Dénomination Symbole

Conduites

Tuyau chauffé ou refroidi

Tuyau isolé et chauffé ou refroidi

Tuyau, général

Conduite croisée avec ou sans raccord

Raccordement de conduites

Raccords

Organes d’obturation

Soudure, brasure

Raccord vissé avec ou sans écrou-raccord

Tuyau isolé

Tuyau flexible

Raccord par bride

Raccord par manchon

Robinet-vanne

Robinet (droit)

Robinet d’équerre

Clapet d’arrêt

Soupape d’équerre

Soupape de sûreté

Soupape d’arrêt

Réducteur de pression

Organe de non-retour, général

Organe d’obturation

à flotteur

à membrane

motorisé

à aimant

à manette

Clapet de régulation

Soupape de non-retour obturable

Clapet de non-retour

à ressort

à contrepoids

Clapet coupe-feu

Robinetterie de miseà l’atmosphère

Compensateurs de dilatationCompensateur en U

Compensateur en lyre

Compensateur allongé

Soufflet de dilatation

Manchon coulissant

AccessoiresSéparateur

Conduite d’évacuation de l’eau de condensation

Filtre à tamis1

Silencieux

Mitron

Entonnoir d’écoulement

Fixations des tuyauxPoint fixe

Palier à glissement

1. Selon la norme DIN 1946-1.

Tableau 2.1.2-2 – Symboles graphiques de la tuyauterie selon la norme DIN 2429:1988-01



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Conduite de vapeur

Tuyauterie de purge

Conduitede chauffage

montante

descendante

Radiateur

Corps de chauffe

Chaudière

Conduite d’air

Tube à ailettes et à lamelles

Ruban de chauffage ou traceur

Convecteur

Radiateur panneau

Échangeur de chaleur à accumulation

Échangeur de chaleur

Batterie de tubes

Serpentin

Générateur d’air chaud mural :a air ambiantb air extérieur

Réservoir : ouvert

Réservoir : fermé

Réservoir sous pression

Pompe : pour schémas des connexions

Séparateur d’eau

Purgeur d’eau condensée

Clapet de régulation

Organe de non-retour

Soupape d’arrêt

Robinet à corps de chauffe

Organe d’arrêt avec vidange

Robinet-vanne

Réducteur de pression

Soupape de réglage

Soupape de sûreté à contrepoids

Soupape de sûreté à ressort

Tuyau à vidange automatique

Soupape d’aération

Coupe-tirage

Aérateur et purge d’air

Mesure de la température

Mesure de la pression

Régulateur de combustion

Tableau 2.1.2-3 – Symboles de la technique de chauffage1

1. D’après Rietschel-Raiss : 15e éd. 1968/70



474




Pompe

Ventilateur Compresseur

Brûleur

Ventilateur

Point d’utilisationde chaleur

Échangeur de chaleur

Chaudière à brûleurà air soufflé

Chaudière à combustiblessolides

Dispositif de réglage

Commande à membrane

Commande magnétique

Commande motorisée

Obturateur

Capteur, général

Capteur de température

Capteur de niveau

Capteur de pression

Capteur d’humiditérelative

Régulateur, par exemple de température

Appareil de mesureaffichant par exemplela température

Appareil de mesureenregistreur

Compteur électrique

Horloge

Convertisseur, par exempletempérature/électricité

Tableau 2.1.2-4 – Symboles de la technique de chauffage1

1. D’après la directive 2068 (11.74) de la VDI (association des ingénieurs allemands). Voir égalementla norme DIN 1946 partie 1 (10/88).


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2.2 • SYSTÈMES DE CHAUFFAGE

Dans le cas des

chauffages divisés

, les sources de chaleur (générateurs de chaleur) se situent directementdans les pièces à chauffer.Pour les

chauffages centraux

, on ne trouve pour l’ensemble des pièces d’une maison qu’un seul géné-rateur de chaleur, qui consiste en une ou plusieurs chaudières, les différentes pièces pouvant être équi-pées de surfaces de chauffe de toutes sortes. On peut prévoir également comme chauffage de plain-piedun générateur de chaleur pour chaque logement.Enfin, les

chauffages collectifs

utilisent seulement une centrale de chauffage pour un groupe plus oumoins important de maisons, un ensemble de bâtiments ou même un quartier.Avec un

système de cogénération

, la chaleur contenue dans la vapeur dégagée lors de la productiond’électricité est acheminée vers une installation de chauffage collectif.En outre, il existe des

systèmes de chauffage particuliers

, notamment pour utiliser des énergies renou-velables : le chauffage par pompe à chaleur, par l’énergie solaire et d’autres énergies alternatives, desconcepts de chauffage de proximité faisant appel à une petite centrale de cogénération et à une chaudièreà charge de pointe, s’appuyant le cas échéant sur l’énergie solaire.

2.2.1 Chauffages divisés

-1 Cheminées

Le feu de cheminée ouverte (figure 2.2.1-1) est né des plus anciennes sources de chaleur, le feu de foyerouvert. Il est utilisé dans des pays dotés d’un climat doux en hiver, comme l’Angleterre. La transmissionde chaleur s’effectue principalement par rayonnement ; le rendement est très faible, de l’ordre de 20 à30 %. Les frais d’investissement sont réduits, mais ce système présente de nombreuses contraintes. Ilest parfois utilisé à des fins de décoration, ouvert d’un, de deux, de trois ou de tous les côtés(figure 2.2.1-2). On construit actuellement des cheminées améliorées, avec des carneaux, dont l’émis-sion de chaleur se produit principalement par convection. Ces cheminées sont construites à l’aided’inserts préfabriqués, qui comportent le foyer, le collecteur des produits de combustion, les carneauxet les buses de sortie des fumées. Les inserts peuvent aussi être munis de fermetures telles que des portesvitrées, qui permettent de maintenir fermée l’ouverture de la cheminée lors de son utilisation et d’enaméliorer ainsi sensiblement le rendement.

ch

Gaz chauds

Amenéed’air secondaire

Foyer

Porte vitrée

Amenée d’air primaire

Cendrier

Buses de sortie des fumées

Collecteur des gaz brûlés

Chicane

Gaz chauds

Air comburant

Grille verticale

Grille horizontale

Cendrier

Figure 2.2.1-1. Fig. 2.2.1-2 : Schémas de foyers fermés selon la norme DIN 18895, indication A*).

*) Commentaire de Beuth sur la norme DIN 18895-1 à 3:1990-08 à1999-01.

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2.2 Systèmesde chauffage

476


Les cheminées à feu ouvert doivent être conformes à la norme DIN 18895-1

1

. Celles qui possèdent desfoyers fermés, devant être homologuées et enregistrées conformément à la norme DIN 18895-2, sontqualifiées de type A (voir figures 2.2.1-1 et 2.2.1-2). Elles doivent être installées et utilisées selon lesdirectives du fabricant. Ces cheminées munies de portes à fermeture automatique correspondent selonla norme DIN 18895-3 au type A1. Les cheminées à feu ouvert sans homologation ni enregistrementsont qualifiées de type B. Elles doivent être installées conformément aux directives de la norme DIN18895-1, et ne doivent pas obligatoirement être équipées de carneaux. Des cheminées à feu ouvertpréexistantes peuvent être équipées d’inserts (voir figure 2.2.1-3), et sont ainsi comparables à des foyersfermés. Les inserts doivent être homologués et enregistrés selon la norme DIN 18895-3. Ils sont quali-fiés de type C, et de type C1 lorsqu’ils sont équipés de portes à fermeture automatique. Le rendementdes foyers fermés et des inserts dotés de portes à fermeture automatique doit être au moins égal à 70 %.

Alors que les cheminées à feu ouvert doivent être installées sur place et ainsi solidement intégrées, lespoêles d’âtre sont des produits finis et sont par conséquent transportables. Les poêles d’âtre sont homo-logués et enregistrés selon la norme DIN 18891

2

. Ceux du type 1 sont équipés de portes à fermetureautomatique, qui ne peuvent être ouvertes que pour leur entretien, les poêles de type 2 pouvant fonc-tionner avec la porte du foyer fermée ou ouverte.Il existe par ailleurs pour les cheminées à feu ouvert des systèmes de tubes ou des parois doubles pourles raccorder à l’installation de chauffage à eau chaude de la maison : ce sont des

cheminées de chauf-fage

. Dès que l’eau dans la cheminée a atteint une certaine température, la pompe de circulation associéeest mise en marche et la pompe de chauffage est arrêtée. La chaleur est utilisée par le chauffage centralet peut par conséquent aussi servir à d’autres pièces. La puissance peut atteindre 20 kW.La puissance thermique nominale des foyers fermés, des inserts et des poêles porte fermée est indiquéedans la notice d’utilisateur ainsi que sur la plaquette signalétique. La puissance thermique en fonction-nement ouvert varie environ de 3 500 à 4 500 W par m

2

d’ouverture de cheminée. C’est principalementle bois qui est utilisé comme combustible. D’après le premier décret allemand « BImSchV » (

décret surla protection contre la pollution

), concernant les petites et moyennes installations de chauffage, lescheminées à feu ouvert ne doivent fonctionner que de temps en temps et seulement avec des morceauxde bois non traité (ni contreplaqué, ni aggloméré, etc.). Ce n’est pas le cas pour les foyers fermés, lesinserts et les poêles équipés de portes à fermeture automatique (type 1). Pour le mode de fonctionnementouvert, une grande quantité d’air comburant est nécessaire, qui ne participe cependant qu’en partie à lacombustion (entre 120 et 500 m

3

/h). La vitesse aérodynamique dans l’ouverture du foyer est de l’ordrede 0,2 m/s. L’air arrive aussi parfois directement de l’extérieur ou sur le devant du foyer. La norme DIN18895-1 exige une garantie de l’amenée d’air de combustion (par m

2

d’ouverture de foyer au minimum360 m

3

/h avec un seul foyer dans la pièce, sinon 540 m

3

/h). Cet aspect doit être particulièrement pris encompte dans le type de construction moderne avec des fenêtres et des portes à faible perméabilité. Pour

1. DIN 18895-1:1990-08 : Foyers pour combustibles solides en vue d’une utilisation avec des cheminées à feu ouvert (chemi-nées à feu ouvert) ; exigences, installation et fonctionnement.DIN 18895-2:1990-08 : Foyers pour combustibles solides en vue d’une utilisation avec des cheminées à feu ouvert (cheminéesà feu ouvert) ; homologation et enregistrement.DIN 18895-3:1994-09 E : Foyers pour combustibles solides en vue d’une utilisation avec des cheminées à feu ouvert (chemi-nées à feu ouvert) ; inserts à installer directement ou ultérieurement dans les cheminées à feu ouvert ainsi que dans les foyersfermés et les inserts équipés de portes à fermeture automatique ; exigences, homologation et enregistrement.2. DIN 18891:1984-08 : Poêles d’âtre pour combustibles solides.

Fig. 2.2.1-3 : Inserts de cheminée.

*) Commentaire de Beuth sur la norme DIN 18895-1 à 3:1990-08 à1999-01.

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cela, on peut éventuellement prévoir des conduites d’air frais. Pour les foyers fermés, les inserts et lespoêles équipés de portes à fermeture automatique (type 1), le mélange d’air comburant habituel suffit(capacité de 4 m

3

par kW de puissance thermique nominale). Voir l’exemple de la figure 2.2.1-4. Lateneur en CO

2

des produits de combustion se situe entre 1 et 2 %.On calcule la section du conduit de fumée d’après la température moyenne des produits de combustion(entre 50 et 60 ºC), la hauteur efficace du conduit de fumée et le débit-masse des produits de combus-tion. Sauf pour les foyers fermés, les inserts et les poêles équipés de portes à fermeture automatique(type 1), un conduit de fumée individuel est requis.Pour consulter un exemple de dimensionnement d’un conduit de fumée, voir figure 2.2.1-4. Sinon oneffectue le calcul selon la norme DIN EN 13384.

-2 Poêles en faïence (poêles à accumulation)

1

1

-2.1 Généralités

Les poêles en faïence (figure 2.2.1-5) se caractérisent par le fait que la combustion de combustiblesproduit rapidement de la chaleur dans la chambre de combustion, une ou deux fois par jour (en un quartd’heure à une heure), cette chaleur pouvant être véhiculée par les gaz de fumée et stockée dans la lourdemasse du poêle, puis lentement diffusée tout autour au long de la journée. Les poêles en faïence sontde ce fait également des

poêles à accumulation thermique

. Ils étaient autrefois très largement utilisésdans les habitations allemandes. De par leur grande surface de chauffe, ils dégagent une chaleur douceet agréable, particulièrement aux alentours du poêle. La capacité de régulation est cependant très faible,l’émission de chaleur étant irrégulière (figure 2.2.1-7) et les différences de températures dans la pièceimportantes. Il s’agit d’une installation encombrante, dont le taux d’utilisation se situe entre 65 et 75 %.On préfère parfois ce type de chauffage pour des raisons d’esthétique, et, depuis le renchérissement del’énergie ainsi que pour des raisons d’économie d’énergie, comme chauffage en demi-saison oud’appoint. En installant des conducteurs chauffants électriques à haute résistance thermique dans lesconduits de chauffage du corps cylindrique en faïence, on obtient une installation de chauffage biva-lente. Un régulateur de température électronique, réglable jusqu’à 80 ºC, permet de conserver destempératures de surface constantes.

-2.2 Classification

On distingue– selon la masse :les poêles légers, moyennement lourds et lourds ;– selon le nombre de pièces à chauffer :les

poêles pour chauffage divisé

, pour une pièce (figure 2.2.1-5) et les

poêles pour chauffage central

,pour plusieurs pièces (figure 2.2.1-6) ; dans le dernier cas, le poêle se trouve dans l’une des pièces àchauffer, alors que les autres pièces à chauffer également sont chacune reliées à la calandre du poêlepar un conduit d’air chaud et un conduit d’air froid.

Ouverture du foyer

(H en m) (H en m)

(H en m)

Section ronde en cm2 Section carrée en cm2

avec coins arrondisSection rectangulaire en cm2

Fig. 2.2.1-4 : Section du conduit de fumée, type III de conduit de fumée, dépression Δp = 4 Pa.

1. Schenk, E. : IKZ 17/80. 8 p. et SBZ 8/81. 7 p. et IKZ 7/85. pages 58/60. Madaus, Ch. : TAB 8/82. pages 633/4. Richtlinien für den Kachelofenbau. Éd. de ZVHSK 1984. Normes de qualité pour les poêles en faïence, comité allemand de normalisation RAL, 7780 Bühl.



478


-2.3 Construction

Au premier abord, on distingue les

poêles en faïence

modernes des anciens par le fait qu’ils possèdentde tous les côtés des surfaces de chauffe émaillées, qu’ils reposent sur des socles ou des pieds d’aumoins 15 cm de haut, et qu’ils sont bas et larges, sans entablement. Ils sont posés librement devant uneparoi, à un écart de 12 à 15 cm. Exemple figure 2.2.1-5.La

jaquette du poêle en faïence

se compose de carreaux d’argile ou de chamotte dont les dimensionssont 22

×

22 cm. Ces dimensions permettent de définir celles du poêle en faïence (par exemple 2

1

/

2

×

3

×

5 carreaux). Les

carneaux

(descendants, ascendants, inférieurs, supérieurs) sont agencés en vue d’unmeilleur réchauffage, de telle sorte que la partie inférieure du poêle soit réchauffée davantage que lapartie supérieure par les carneaux descendants. La figure 2.2.1-7 indique les températures moyennes desurface des carreaux.

-2.4 Puissance thermique

1

1

Le dimensionnement des poêles en faïence dépend des besoins calorifiques de la pièce et du

rendementde la surface de chauffe

. Ces besoins doivent être déterminés selon la norme DIN 4701 ou déduitsapproximativement à partir de tableaux donnés. L’émission de chaleur moyenne, selon l’épaisseur deparoi est de :

Coupe a-b

Carneauxde circulationde l’air chaud

Coupe c-d

Coupe e-f

Coupe g-h

e f

g h

a bd

c Fig. 2.2.1-5 : Poêle en faïence avec carneaux de circulation de l’air chaud.

Conduit d’air chaud

Tem

péra

ture

de

surf

ace

en °

C

Carreaux du foyer

Surface totale des carreaux

Température moyenne

Couche extérieuredes carreaux

Heures0

0

20

40

60

80

100

120

140

2 4 6 8 10

Fig. 2.2.1-6 : Chauffage trois pièces avec poêle en faïence.

Fig. 2.2.1-7 : Températures de surface d’un poêle en faïence de poids moyen.

1. Pfestorf, K. H. : SBZ 2/86. page 87.



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– environ 0,7 kW/m

2

pour un poêle de type lourd ;– environ 1,0 kW/m

2

pour un poêle de type moyennement lourd ;– environ 1,2 kW/m

2

pour un poêle de type léger.L’émission thermique a lieu moitié par convection et moitié par rayonnement. Elle varie d’une heure àl’autre en fonction de la température superficielle. Plutôt que de réaliser des calculs techniques précis,on utilise en général des valeurs empiriques.Les combustibles que l’on utilise généralement sont à flamme longue comme les briquettes de ligniteet le bois ; pour le chauffage au charbon, il est nécessaire de réaliser un aménagement spécial du foyer.Un tirage normal crée une dépression de 10 Pa.Au lieu des combustibles solides, on peut utiliser également pour le chauffage des

brûleurs à fioul inté-grés

. Il s’agit de brûleurs à gazéification avec ou sans ventilateur. L’alimentation en fioul s’effectue soitpar le biais d’un réservoir au niveau du poêle, soit par une cuve en sous-sol, avec pompe. On utilise aussides

brûleurs à gaz intégrés

. Dans les deux cas, des corps de chauffe pour fioul ou gaz sont nécessaires.Voir paragraphe 2.2.1-5 page 483 : Poêles à air chaud.Les murs sont parfois recouverts partiellement de céramique, formant ainsi des

panneaux chauffants encéramique

, derrière lesquels on dispose des tuyaux de chauffage à eau chaude

1

. Cela permet de bénéfi-cier du confort d’un poêle en faïence, sans nécessiter une cheminée et un foyer. Pour un aller d’eauchaude à 65 ºC, on obtient des températures de surface de 45 ºC avec une émission de chaleur de230 W/m

2

, dont environ 60 % par rayonnement.

-2.5 Cheminée

2

2

Le rôle de la cheminée consiste à amener l’air comburant dans le foyer, malgré les résistances à l’écou-lement, et à évacuer les gaz de combustion. Le tirage de la cheminée est d’autant plus important quecelle-ci est haute et la température des produits de combustion élevée. Afin d’éviter le refroidissementdes produits de combustion, il convient de placer si possible le conduit sur une paroi intérieure. Lescheminées peuvent être réalisées à simple paroi à l’aide de pierres taillées, également en éléments préfa-briqués en béton, ou bien à double ou triple paroi avec une couche isolante. Les résistances à l’écoule-ment doivent être réduites autant que possible à l’aide de surfaces intérieures aussi lisses que possible,et pour la même raison, il faut éviter également au maximum les changements de direction (par dévoie-ment de la cheminée). La section de la cheminée doit être constante, et celle-ci doit si possible dépasserle faîtage de la maison. L’

étanchéité

est capitale.

Les exigences concernant les

cheminées

, comme la conception et la construction, figurent dans la normeDIN 18160-1:2001-12. Pour le dimensionnement, voir paragraphe 2.3.3 page 729. La section minimalepour les pierres taillées doit être si possible de 13,5 cm

×

13,5 cm ou plutôt de 13 cm Ø, et la hauteurminimale de 4 m. Il est déconseillé de raccorder à une

seule

cheminée plus de 3 foyers à combustiblessolides ou liquides.Pour les cheminées auxquelles sont raccordés plusieurs foyers, la norme DIN EN 13384-2:2003-12 offreune méthode de calcul pour déterminer la section de la cheminée en fonction de la hauteur efficace dela cheminée

H

et du débit-masse des produits de combustion . La figure 2.2.1-8 s’appuie surl’ancienne norme DIN 4705-3. Le débit-masse des produits de combustion se calcule à partir de la puis-

sance thermique :

= 1,2 en g/s.

Exemple

Pour 3 foyers d’appartements superposés de 5 kW de puissance chacun, le débit-masse est de = 1,2 · 15 = 18 g/s. La cheminée requiert, pour une hauteur

H

= 6 m, une section de 245 cm

2

.

1. Nick, M. : TAB 7/89. pages 549/551. 2. DIN 18160-1:2001-12, Systèmes d’évacuation des produits de combustion.

Déb

it m

assi

que

m g/s

H = 8

m

2 foyers3 foyers

4 m

Section minimale de la cheminée

30

20

10

0100 200 300 400cm2

6

6 4

8

m = 1,2 Puissance calorifique Q ••

•

•

Fig. 2.2.1-8 : Section d’une cheminée à laquelle sont raccor-dés plusieurs foyers.

mi

Qi

mi Qi

mi



480


-2.6 Petits poêles en faïence (petits poêles en céramique)

Ces poêles sont des modèles intermédiaires entre les poêles à accumulation et les poêles à feu continumétalliques. Ils sont le plus souvent transportables et adaptés au feu continu. On utilise très souventdes enveloppes à circulation d’air ou des carneaux de ventilation. Les températures de surface sontélevées.

-3 Poêles métalliques

-3.1 Généralités

1

1

Les poêles métalliques sont caractérisés par le fait que l’on peut laisser brûler plus ou moins lentementle combustible dans le poêle selon la puissance thermique requise en réglant le volume d’air comburant.Ils sont de ce fait adaptés à une utilisation aussi bien

ponctuelle

que

continue

. Contrairement aux poêlesà accumulation, ils ne possèdent pas de grande masse de stockage, mais des parois proportionnellementminces ; par conséquent, pour une même puissance thermique, ils sont plus légers, plus petits et le plussouvent transportables. Cependant, leur température de surface est plus élevée, ce qui entraîne ainsi undégagement de chaleur par rayonnement plus important. Un autre inconvénient est par ailleurs celuid’un chauffage irrégulier de la pièce.Malgré la concurrence du fioul et du gaz, les poêles métalliques à combustibles solides sont encoretrès présents sur le marché. Mis à part les autres améliorations, cela s’explique principalement parl’

automatisme

, qui a facilité l’entretien et permis en même temps d’éviter l’emballement et l’extinctiondu feu. On les utilise souvent uniquement à des fins décoratives (poêles en fonte) comme chauffagesd’appoint.

-3.2 Classification

On distingue les poêles à combustion ascendante (poêles irlandais, poêles à combustion totale) et ceuxà combustion descendante (poêles américains, poêles à combustion inversée), ainsi que les poêlesuniversels à feu continu.Les

poêles à combustion totale

sont dotés d’une grande chambre de combustible ronde ou carrée, tapis-sée à l’intérieur d’environ 4 cm d’argile réfractaire, qui joue également le rôle de chambre de combus-tion. L’ensemble du combustible emmagasiné devient incandescent lors de l’amenée d’air comburantpar le dessous, et brûle progressivement. Ces poêles disposent de trois ouvertures : celles du cendrier,du foyer et de la trappe de chargement. La grille est conçue sous forme de grille vibrante, de manièreà faciliter le décendrage. Le réglage de la combustion s’effectue en réduisant le volume d’air comburantà l’aide d’une rosace et/ou d’un régulateur de tirage dans la porte du cendrier. Les produits de combus-tion, dans le cas des petits poêles, sont aspirés vers le haut par le conduit de fumée ; dans les poêlesperformants, en vue d’une meilleure utilisation de la chaleur des produits de combustion, on prévoit untirage par carneaux supérieurs, ascendants ou descendants. Pour faire monter la température, on fermeles carneaux descendants par un clapet réversible (clapet d’amorçage). La plupart des poêles métalliquessont conçus avec des carneaux supérieurs, car des carneaux descendants requièrent un tirage plus impor-tant, et la cheminée n’est pas souvent prévue à cet effet (voir figure 2.2.1-9).Dans ce type de poêle, on peut brûler presque tous les combustibles, en particulier l’anthracite, le cokeet le charbon non aggloméré ; il s’agit en effet d’un

poêle adapté à toutes sortes de charbons

. On utiliseprincipalement des briquettes dans les poêles à carneaux descendants. Les meilleurs rendements attei-gnent 75 à 80 %, les rendements utiles 65 à 70 %, la température des produits de combustion à pleinecharge se situant entre 250 et 300 ºC environ, et l’excès d’air

λ ≈

2,0

2

. Voir figure 2.2.1-11.Dans les

poêles à combustion inversée

(figure 2.2.1-10), la trémie de chargement et la chambre decombustion sont séparées. Seule la partie inférieure du combustible située sur la grille brûle. Au fur età mesure de la combustion, le combustible descend progressivement dans la trémie de chargement versla grille. Pour le reste, ce type de poêle est similaire aux poêles à combustion ascendante. Il est possiblede réguler de manière très précise la combustion du fait de la hauteur uniforme de la chambre decombustion. L’anthracite est le combustible qui convient le mieux. Les meilleurs rendements atteignent80 à 85 %, et les rendements utiles 70 à 75 %. Cependant, ces poêles sont nettement plus chers que lespoêles à combustion totale.Il est important de choisir adéquatement le type de combustible en vue d’une bonne combustion. Si lagranulation est trop petite, cela provoque un manque d’air, et si elle est trop importante, un excédentd’air et éventuellement une extinction du foyer.Le

poêle universel à feu continu

est le plus récent : il s’agit en quelques sortes d’un mélange entre lesdeux types de poêles précédents. L’air comburant est amené non seulement par en dessous, mais égale-ment en partie supérieure et latéralement sur le charbon en train de brûler. Cela améliore notablementla combustion des gaz de distillation à basse température.

1. Pochcial, J. P. : BWK 12/77. pages 474/8. 2. Schüle, W. et U. Fauth : HLH 1962. pages 133/146.



481

CH

AU

FF

AG

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2


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élit.

-3.3 Construction

La conception et la construction des poêles métalliques à feu continu sont régies par les normes DIN18890:1971-09 et DIN 18890:1974-12, qui traitent des directives sur la construction, des exigences, dela puissance et des essais pour ce type de poêle.Leur température de surface moyenne se situe entre 200 et 250 ºC, leur masse par mètre carré de surfacede chauffe entre 40 et 80 kg, et par kilowatt de puissance thermique entre 13 et 26 kg.Les derniers modèles utilisent des carnaux de circulation (enveloppe à convection) situés tout autour dupoêle. Ce procédé permet de réduire la proportion de l’émission de chaleur par rayonnement de 50 % à10 % environ. Autres caractéristiques : le décendrage de la grille s’effectue de l’extérieur, sans ouvrirla porte du poêle (décendrage sans poussière dans un sac en papier) ; le poêle dispose d’un grandcendrier et d’une trappe de contrôle sur le devant, ce uniquement pour le coke et le charbon maigre. Lesfabricants modifient fréquemment l’aspect extérieur du poêle en fonction des goûts des clients, l’inté-rieur du poêle étant toujours le même.Pour allumer le combustible, il existe d’une part des

allume-feu

, fabriqués à partir de fioul, de charbonde bois ou d’alcool à brûler, et d’autre part des dispositifs d’allumage, pour ne pas être obligé de viderle poêle lorsque le feu s’éteint.Les émissions de matières solides et de gaz varient fortement en fonction du type de poêle, du combus-tible et du fonctionnement

1

. L’émission moyenne de matières solides (suie, goudron) se situe entre 0,02et 0,2 g/kWh, et pour les combustibles dégageant beaucoup de fumée, elle peut atteindre 0,7 g/kWh.

-3.4 Régulation

2

2

Les poêles sont généralement équipés d’une régulation automatique, ce qui permet les avantagessuivants :

– puissance thermique et température de pièce constantes ;– sécurité accrue de la combustion à faible charge ;

Carneaux ascendants

Zone de combustionprincipale

CendrierGrille-corbeille

Trémie dechargement

Clapet de réglage

Tubulures

Tampon

Socle

Couvercle

Réservede combustible

FoyerDispositifde réglagedu débit d’air

Cendrier

Porte du foyer

Excès d’air

Rendement

a

°C600

400

200

0

60

80

100%

40

202

4

6

0

ab

00 1 2 3 4 5 6 7

b

Exc

ès d

’air

λ

Tem

péra

ture

des

fum

ées

Ren

dem

ent

Température des fumées

Puissance calorifique spécifique en kW/m 2

Fig. 2.2.1-9 : Poêle métallique à feu continu avec carneau supérieur, grille vibrante et cendrier.

Fig. 2.2.1-10 : Poêle métallique à combustion descendante (poêle américain).

Fig. 2.2.1-11 : Rendements des poêles métalliques à feu continu, températures des produits de combustion et excès d’air.a = Poêle à carneaux ascendants b = Poêle à carneaux descendants

1. Baum, F., et al. : Ges.-Ing. 4/72. pages 102/8 et 10/69. pages 295/306.2. Siegmund, H. : Ges.-Ing. 1966. pages 195/200.



482


– pas d’emballement ;– meilleure rentabilité ;– tirage régulier.

Types de régulateurs

Les

régulateurs de température des produits de combustion

avec capteur de température (spirale bimé-tallique), placés dans le conduit d’évacuation des produits de combustion, pilotent l’ouverture d’arrivéed’air de sorte que la température des produits de combustion et ainsi la puissance thermique restent àpeu près constantes (régulateurs de puissance). Lorsque les besoins thermiques varient, il faut effectuerle réglage à nouveau.Les

régulateurs de température de surface

agissent sur le volet d’air neuf, de telle sorte que la tempé-rature de surface et ainsi la puissance restent à peu près constantes (régulateurs de puissance).Les

régulateurs de température ambiante

, sous forme de bilames ou de soufflets à liquide, sont placés auvoisinage de l’arrivée d’air inférieure et pilotent le volet d’amenée d’air comburant, de sorte que la tempé-rature ambiante reste à peu près constante. Pour le schéma de principe, voir figures 2.2.1-12 et 2.2.1-13.

-3.5 Puissance thermique

Le

choix

d’un poêle métallique dépend de sa

puissance thermique

et de la déperdition thermique de lapièce. Pour la puissance thermique spécifique, c’est-à-dire la puissance thermique par mètre carré desurface de chauffe des poêles, on trouve une valeur de 4 650 W/m

2

, selon la norme DIN 18890:1971-09.Différents modèles possèdent des puissances nominales allant de 3,7 à 9,3 kW.En outre, les autres caractéristiques doivent satisfaire aux exigences suivantes :

La norme DIN 18893:1987-08 présente un procédé simplifié de dimensionnement du poêle

1

.Selon l’isolation thermique et la situation des parois de la pièce, on définit la configuration du chauffagecomme étant :

favorable

= une paroi extérieure ; le sol et une paroi intérieure jouxtent des piècesnon chauffées ; deux parois intérieures et le plafond sont contigus à despièces adjacentes chauffées ;

moyennement favorable

= une paroi extérieure ; trois parois intérieures et le plafond jouxtent despièces non chauffées, le sol est contigu à des pièces adjacentes chauffées ;

défavorable

= deux parois extérieures ; deux parois intérieures, le sol et le plafondjouxtent des pièces non chauffées.

Thermostat à maximum et minimum

Vis sans fin

Bouton de réglage

Volet d’airArrivée d’air

Thermostatd’ambiance

Pendule

Fig. 2.2.1-12 : Régulation automatique de la température ambiante avec thermostat dans l’arrivée d’air ambiant ; limiteur de puissance max. et min.

Fig. 2.2.1-13 : Poêle en fonte à charbon, coke et briquettes avec régulateur de puissance (Frank’sche Eisenwerke).

Rendement > 70 %Température des produits de combustion > 400 ºCTempérature de surface au sol et sur le mur à 0,2 msous le poêle

< 60 K au-dessus de la température ambiante.

Combustion pour la puissance nominale ou le débitde ralenti de sécurité contre les accidents de CO

4 ou 16 heures

1. DIN 18893:1987-08 : Capacité de chauffage des foyers individuels ; méthode approximative pour déterminer les dimensionsdes foyers.



483

CH

AU

FF

AG

E

2

2.2.1 Chauffages divisés©

Dun

od -

Tou

te r

epro

duct

ion

non

auto

risé

e es

t un

dél

it.

Exemple : pièce de 160 m3, configuration favorable, conforme au décret allemand sur l’isolation ther-mique (WSVO). Puissance du poêle de 4 kW.La hauteur minimale de la cheminée est de 4 m, la section minimale pour la maçonnerie est de 13,5 ×13,5 cm. Pour les cheminées collectives, voir paragraphe 2.2.1-2.5 page 479.

-4 Poêles de grande capacité

Ces poêles, qui ont évolué à partir des poêles métalliques de chauffage de pièces, sont destinés au chauf-fage de pièces de plus grands volumes, telles que des ateliers et des entrepôts. Ils sont fabriqués en acierou en fonte.Le combustible est apporté au niveau inférieur par la trappe du foyer. L’air monte vers le haut au traversd’échangeurs de chaleur appropriés à tubes ou à plaques, pendant que les produits de combustion sontgénéralement évacués latéralement.L’inconvénient de ce type de poêle est le réchauffement important de l’air, de sorte que c’est avant toutla partie haute des pièces qui est chauffée. C’est pourquoi il est conseillé de ne les utiliser que pour lespièces secondaires et à plafond bas.

-5 Poêles à air chaud1

1

Dans le cas des poêles en faïence à air chaud, un habillage en céramique abrite un corps de chauffe géné-ralement en fonte et destinée à la combustion (voir figures 2.2.1-14 et 2.2.1-15). La capacité d’accumu-lation de chaleur est faible. L’air ambiant pénètre par le dessous de l’habillage, se réchauffe sur le corpsde chauffe et éventuellement aussi sur les surfaces de chauffe secondaires et remonte ensuite dans lapièce au travers d’une grille.Les surfaces de chauffe secondaires, qui peuvent assurer environ 20 % de l’émission de chaleur, sontcomposées de fonte, de tôle d’acier ou de céramique, formant des carneaux supérieurs, ascendants oudescendants. On utilise aussi des corps de chauffe au-dessus des inserts. La puissance thermique peutêtre régulée à l’extérieur par variation du débit d’air comburant sur le corps de chauffe et par modifi-cation de l’ouverture de la grille. L’air circule grâce au phénomène de différence de densité. Avec cettedisposition, il est également possible de raccorder plusieurs pièces au poêle en faïence, y compris despièces situées à l’étage du dessus (voir figure 2.2.1-14 et 2.2.1-16). On appelle ce genre d’installationsdes chauffages à poêles en faïence pour plusieurs pièces2. L’air chaud est ainsi acheminé vers les piècessituées au-dessus par le biais de conduits d’air. Le recyclage de l’air ambiant s’effectue par la caged’escalier. Il est recommandé de pouvoir régler le chauffage à partir du vestibule de la maison. Il estcependant très difficile de maintenir une température uniforme dans toutes les pièces. On peut observerune transmission des bruits, une accumulation de poussière et des sensations de courants d’air. La normeDIN 18892-1:1985-04 traite de la terminologie, des exigences et des essais.

Puissance thermique spécifique du corps de chauffe = 4 kW/m2.Puissance des poêles à air chaud = de 5 à 15 kW environ.Température de l’air au niveau des grilles = de 60 à 70 ºC max.Vitesse aérodynamique en fonctionnement par circulation naturelle = de 0,5 à 1,0 m/s.

Le corps de chauffe peut aussi être installé en sous-sol ; l’habillage est alors en maçonnerie et lesconduits d’air chaud peuvent être placés au plafond ou incorporés au plancher.On calcule la section des conduits d’air chaud à partir de l’équation suivante :

Puissance nominale du poêle en kW 2 3 4 6 8 2 3 4 6 8

Capacité de chauffage, m3 Avant décret sur l’isolation thermique Après décret sur l’isolation thermique

Configuration favorable, m3 31 56 88 165 – 60 107 160 – –

Configuration moyennement favorable, m3 20 35 53 95 145 36 63 95 169 –

Configuration défavorable, m3 12 22 34 65 98 24 43 66 118 175

1. Voir aussi paragraphe 2.2.2-3 page 479 : Chauffage aéraulique.2. Madaus, C. : TAB 8/82. page 634.Richtlinien für den Kachelofenbau. Édité par ZVSHK 1984.



484


Force ascensionnelle = pertes de charges singulières Z + pertes de charges linéaires R · L pour chacundes conduits séparément. La force ascensionnelle H est très faible, par exemple pour une différencede température de Δt = 50 K :

H = g (ρ20 – ρ70) = 9,81 (1,205 – 1,029) = 1,76 Pa/m.On améliore l’efficacité en renforçant artificiellement la circulation d’air à l’aide d’un ventilateur, placésous l’insert. On peut ainsi obtenir des vitesses aérodynamiques supérieures et un meilleur rendementpar unité de surface des corps de chauffe. Les pièces plus éloignées du poêle peuvent également êtrechauffées. On place si possible la sortie d’air chaud sous les fenêtres, afin d’éviter des écarts de tempé-rature importants et l’apparition de courants d’air.Tous les poêles peuvent être équipés de régulateurs de température ambiante ou de puissance.Voir paragraphe 2.2.1-3.4 page 481.Au lieu des combustibles solides, les poêles en faïence actuels sont souvent équipés de corps de chauffepour brûleurs à vaporisation de fioul, ce qui en facilite ainsi l’utilisation. L’allumage électrique s’effectuepar le biais d’étincelles à haute tension. La régulation du brûleur est électrique et s’effectue au moyen d’unthermostat d’ambiance ; le brûleur possède deux ou trois allures de fonctionnement, c’est-à-dire qu’il peutfonctionner en mode modulant entre 40 et 100 % de la puissance nominale (arrêt, faible, important). Pourobtenir un aperçu d’un corps de chauffe fonctionnant au fioul, voir figure 2.2.1-17. La norme DIN4731:1989-07 sur les corps de chauffe à fioul avec brûleurs à vaporisation indique les exigences de cegenre de brûleurs.On fabrique également des inserts chauffants à gaz1 pour les poêles en faïence. Les systèmes de sécuritéd’allumage empêchent que du gaz non brûlé ne s’échappe. Grâce à des thermostats d’ambiance électri-ques, qui contrôlent une électrovanne dans la conduite de gaz, la consommation est ainsi entièrementautomatique et économique. Les niveaux de puissance sont 5,5 ; 9,2 ; 11 et 14 kW. La norme quis’impose pour la construction est la DIN 3364-2:1988-01.Les inserts chauffants sont parfois équipés également d’une trémie chauffante auxiliaire ou d’une batte-rie à eau, à laquelle sont fixés les corps de chauffe à eau chaude (figure 2.2.1-18). Pour éviter unesurchauffe dans le cas d’un emploi de combustibles solides, un thermostat de sécurité est requis afind’évacuer l’excédent de chaleur (norme DIN 4751-2).

1. Document de la DVGW (association allemande de gaz et d’eau) G 675:1979-12 : Gasbefeuerte Kachelofen-Luftheizung.

Air chaud

Carreaux de faïence

Unité de chauffe

CarneauxVers les pièces supérieures

Trémiepour air chaud

Étage

Poêle

Airrecyclé

Rez-de-chaussée

Fig. 2.2.1-14 : Poêles en faïence à air chaud pour le chauffage de plusieurs pièces.

Fig. 2.2.1-15 : Vue d’un poêle en fonte à feu continu pour les chauffages à air chaud pulsé par poêle en faïence (Buderus).

Fig. 2.2.1-16 : Chauffage pour plusieurs pièces à air chaud pulsé par poêle en faïence pour un bâtiment de deux étages.



485

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2.2.1 Chauffages divisés©

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it.

-6 Appareils de chauffage à gaz

-6.1 GénéralitésLes appareils de chauffage à gaz sont utilisés pour chauffer pièces de logement, bureaux, magasins,écoles, terrasses, grandes salles, etc. Ils sont particulièrement adaptés à la rénovation de bâtiments vétus-tes, au chauffage temporaire de pièces et au chauffage de halls.Les normes et documents suivants doivent être pris en compte :

Normes DIN 3364-1:1982-04 et DIN 3364-2:1988-01 : Poêles de chauffage à combustibles gazeux(appareils de chauffage indépendants)Norme DIN 3362:1990-08 : Brûleurs sans ventilateur, 4 partiesNormes DIN 3258:1988-07 et DIN EN 125:1996-08 : Veilleuses de sécuritéDocument de la DVGW (association allemande de gaz et d’eau) G 600:1986-11 : Réglementationtechnique pour les installations à gaz (TRGI 1986)Document de la DVGW G 674:1980-03 : Chauffage au gaz par poêle indépendantDocument de la DVGW G 679:1976-09 : Panneaux radiants à gazDocument de la DVGW G 638:-1991-03 : Installations de chauffage avec panneaux radiants lumi-neux. Planning – Installation – FonctionnementDocument de la DVGW G 638/II:1995-04 : Installations de chauffage avec panneaux radiantsobscurs. Planning – Installation – FonctionnementDécret type sur le chauffage de janvier 1980.

D’après le type de gaz, on distingue les appareils pour un type de gaz (une famille de gaz), les appareilspour plusieurs gaz, c’est-à-dire pour deux types de gaz et les appareils « tous gaz », par exemple pourle gaz de ville, le gaz naturel, le propane ou le butane.Pour passer du gaz de ville au gaz naturel, voir le document de la DVGW G 680:1971-08. Le type etla pression du gaz doivent être indiqués sur les appareils.

Pression gazeuse (pression d’écoulement) de l’appareil pour le gaz de ville et le gaz distribué à longuedistance : 7,5 mbar minimum

– pour le gaz naturel : 18 mbar minimum– pour le gaz combustible liquéfié : 50 mbar minimum

Liaison entre la partie supérieuredu corps de chauffe et le carneau

Partie supérieuredu corps de chauffe

Clapet de surpressionavec hublotPlaque signalétiquede l’unité de chauffe

Arrivée de l’air comburantOrgane de commandeRégulateur de fioul

Fermeture pour boîtierde brûleur intégré

Fiche de raccordementRaccord pourthermostat d’ambiance

Support pourcarneau

Carneau

Raccord du conduit de fumée

Plaque signalétique du brûleur

Raccordementau secteur

Batterie à eau chaude

Th

AllerEF

S

ECRetour

Production de chaleur

Fig. 2.2.1-17 : Insert chauffant à fioul avec carneau ajustable (Schrag).

Fig. 2.2.1-18 : Insert chauffant pour cheminée à feu ouvert avec batterie à eau chaude. EF = Eau froideEC = Excédent de chaleur S = Sonde Th = Thermostat de sécurité



486


-6.2 ClassificationOn distingue les panneaux radiants qui émettent de la chaleur en grande partie par rayonnement, et lesappareils de chauffage à convection dont l’émission de chaleur s’effectue essentiellement par circula-tion d’air.

-6.2.1 Panneaux radiants indépendantsLes panneaux radiants indépendants possèdent dans la partie inférieure de leur habillage des corpsincandescents chauffés par des flammes bleues (par exemple de l’oxyde de magnésium), alors que dansla partie supérieure sont intégrés des systèmes de conduits permettant de récupérer une partie de lachaleur des produits de combustion.Les appareils de chauffage de ce type sont largement répandus dans les pays au climat doux, tels quel’Angleterre, pour chauffer entre autres les appartements, les écoles ou les hôtels. En revanche, ils sontmoins bien adaptés au climat allemand pour un chauffage de longue durée.

-6.2.2 Panneaux radiants infrarouges à gaz1

1Contribution de Uwe Flohren, Dipl.-Ing., Cologne

On utilise les chauffages par rayonnement infrarouge à gaz pour chauffer totalement ou partiellementles surfaces et bureaux de grandes salles telles que des halls industriels et commerciaux, des hangars,des églises, des gymnases ou d’autres espaces libres comme par exemple des tribunes. Parmi ces appa-reils de chauffage, qui émettent l’essentiel de leur chaleur utile par rayonnement thermique, on distinguedeux types : les panneaux radiants lumineux et les panneaux radiants obscurs. Les rayons thermiquessont des ondes électromagnétiques semblables à la lumière visible. Ils se conforment aux mêmes loisphysiques, traversent l’air presque sans perte et ne réchauffent la matière qu’en la heurtant. En raisondes caractéristiques physiques et physiologiques (voir paragraphe 2.2.1-6.6 page 492), la consommationd’énergie des panneaux radiants est plus faible que celle des systèmes de chauffage conventionnels. Lespanneaux radiants conviennent tout particulièrement aux cas de chauffage partiel mentionnés ci-dessus.Voir aussi paragraphe 2.2.1-6.6 page 492.

a) Panneaux radiants lumineux selon la norme DIN EN 419Les panneaux radiants lumineux servent à chauffer des locaux de grande taille. Ils se composent d’unechambre de mélange, d’un tube de Venturi pour laisser entrer librement l’air comburant nécessaireavec une tuyère à gaz, d’un réflecteur ainsi que de la surface de rayonnement, composée généralementde plaquettes de céramique. Le gaz passe dans la tuyère pour arriver au milieu du tube de Venturi oùest ensuite aspiré l’air comburant nécessaire, selon le principe d’injection. Le mélange gaz-air qui seforme est réparti uniformément dans la chambre de mélange. Grâce à la position particulière de lachambre de mélange, le mélange gaz-air peut être préchauffé jusqu’à augmentation du rendement (voirfigure 2.2.1-19). Les plaquettes, quant à elles, sont composées de céramique à forte porosité. Lemélange gaz-air traverse une multitude de trous d’environ 1 mm de diamètre pour atteindre l’extérieuroù il est enflammé. De très nombreuses petites flammes apparaissent alors ; elles brûlent du fait de lapression de la tuyère réglée dans les trous de la céramique, et non sur la surface extérieure. La chaleurest absorbée par la céramique, à la surface de laquelle la température atteint donc environ 900 ºC : lacéramique est par conséquent portée à incandescence (rouge).

Ces appareils sont ainsi appelés panneaux radiants lumineux. L’effet des carreaux de céramique s’est révéléêtre particulièrement avantageux : ces carreaux permettent par les structures de leur surface d’augmentercelle-ci jusqu’à environ 70 %, ce qui entraîne un accroissement considérable du rendement de rayonnement.Le panneau radiant est allumé à l’aide d’un allumeur haute tension et est contrôlé par ionisation. Un appareilde commande (dispositif de combustion automatique) veille en permanence à ce que le fonctionnement soitparfait, pour que du gaz non brûlé ne puisse jamais s’échapper. La combustion dans les panneaux radiants

1. Ensemble de dispositions de la DVGW (association allemande de gaz et d’eau) G 638/I et 638/II. Kämpf, A. : Diss., Untersuchungen von Gasinfrarotstrahlern BGW – Heizung im Gewerbe.

Fig. 2.2.1-19 : Schéma de principe d’un panneau radiant combiné à infrarouges à gaz avec chambre de mélange, isolation totale, préchauffage du mélange (photo Schwank GmbH, Cologne).


Documents

199620NFW RECKNA PDD · 2019-06-27 · 2.1 • Généralités 470 2.1.2 Codes couleurs et symboles graphiques utilisés dans la technique de chauffage combustible, les nuisances pour