Cours de base fioul - le site des dépanneursinovatherm.free.fr/cariboost_files/1344_20cours_20de_20base_20... · le rendement, la protection de ... Influence d'une couche de suie

Cours de base fioul

Brûleurs et chaudières

Cours de base fioul

Folio 1.1

Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi

Fonction du brûleur dans un système de production de chaleur

Rôle du brûleur :produire de la chaleur par combustiondu combustible et de l'air

Brûleur Foyer Chaudière àeau chaude

Fioul

Air

Folio 1.2

Cours de base fioul


Qualités demandées à un système de chauffe

100%

6%

Rendement élevé

1% 93%

Respect de l'environement

H20NO

COC Hx y

CO2

SO2

N2

C

O2

NO2

0

1

2

5

6

7

Rußzahl-Vergleichsskala 177TÜV–12–RgG–018Nachdruck auch auszugsweise Verboten

Cours de base gaz

Folio 1.3


Influence des débits de fioul et d'air

Combustion Fumées

RendementEcologie sécurité

Débit fioul(Puissance chaud.) ➀

Le réglage du fioul et de l'air conditionnele rendement, la protection del'environement et préserve la sécurité.

Air

➁

Cours de base fioul


Gicleur fioul

Folio 1.4

Steinen60°H

0.50

60°

Cône plein

Cône creux

Alimentation fioul

Mélange du fioul et de l'air

OxygèneO2

Gazrare

AzoteN2

Hydro-carbure

CxHy

SoufreS

Fioul

Cours de base fioul

Folio 2.1


Cours de base fioul

Folio 2.2


Combustion parfaite

a) Carbone + Oxygène = Dioxyde de carbone + Chaleurb) Hydrogène + Oxygène = Vapeur d'eau + Chaleurc) Soufre + Oxygène = Dioxyde de souffre + Chaleur

a) C + O2 = CO2 + Chaleur

b) 2 H2 + O2 = 2 H2O + Chaleur

C CO

O

O

OOO

O

O

H

H

H

H

H

H

H

H

+

+

c) S + O2 = SO2 + Chaleur

S SO

O O

O+

Cours de base fioul

Folio 2.3


Combustion en défaut d'air

Carbone + Oxygène = Monoxyde de carbone

2C + O2 = 2CO

+ =C CO

O

C

C

O

O

Carbone + Oxygène = Carbone Dioxyde de carbone

2C + O2 = C CO2

+ =C CO

OC C

O

O

(Suie !)

Combustion

Inconvénients lors d'un manque d'airDanger d'explosion !Monoxyde de carbone toxique !Faible dégagement de chaleur !

Cours de base fioul

Folio 2.4


Influence d'une couche de suie sur le rendement d'une chaudière

0

40

80

120

160

200

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1,0 2,0 3,0 4,0

Augm

enta

tion

de la

tem

péra

ture

des

fum

ées

[°C

]

Chu

te d

e re

ndem

ent [

%]

Epaisseur de la suie [mm]

Folio 2.5

Cours de base fioul


Combustion avec excès d'air

Air

Température d l'air Pression de l'air

Pressionfoyer

Tirage cheminéeEncrassement turbine

Air

Afin d'éviter le manque d'air par influence extérieure,la combustion est réalisée avec un excès d'air.

Excès d'air = surplus d'air Pertes de chaleur

Fioul

Excès d'air+15…20%

Fioul

Folio 2.6

Cours de base fioul


Excès d'airCombustion avec 15 % d'excès d'air Combustion avec 50 % d'excès d'air

Oxygène résiduel : 3%Teneur en dioxyde de carbone : 13,1%Perte de chaleur : faible

Fioul Air+15 %

+

Fumées

CO2O2

Oxygène résiduel : 7,4%Teneur en dioxyde de carbone : 10%Perte de chaleur : élevée

Fioul Air+ 50 %

+

Fumées

O2 CO2

Folio 2.7

Cours de base fioul


Corrélation entre teneur en suie et O2

1. Conditions optimalespour la combustion

2. Bonne corélationbrûleur / chaudière

3. Mauvaises conditionspour la combustion

Mes

ure

:

Mes

ure

:

Mes

ure

:

Rég

lage

Rég

lage

Rem

ède

O2

Suie

0 2 4 6 [%] O2

Suie

0 2 4 6 [%] O2

Suie

0 2 4 6 [%]

Contrôle de

l'installation

O20%

Suie = 0 O2

1,1%Suie < 1

O22%

Suie > 1

3

1

2

3

1

2

3

1

2

O23%

Suie << 1O2

3,8% Suie < 1

Cours de base gaz

Folio 2.8


Rendement de combustion

Rendement :92,3%

7,7%Rendement :90%

10%

1. Réglagede l'airpar le technicien

2. Modificationdu réglage(moinsd'excès d'air)

3. Nouvelle modificationde réglage(encore moinsd'excès d'air)

Messure : Mesure : Mesure :

Rendement :93,6%

6,4%

Teneur en dioxyde de carbone / Oxygène résiduel faible

Rendement élevé

Fourniture d'énergie élevée

CO27,8%

O210,3% CO2

10.4%O28%

CO213% O2

3,2%

Folio 2.9

Cours de base gaz


Température de fumées et rendement

90,2% 9,8%89,4% 10,6%93,6% 6,4%94,5% 5,5%

Excès d'air

Températuredes fuméestA - tL

Rendement

CO213%

O23,2%

O23,2%

O21,8%

CO213%

CO214%

250

200

150

100

tA - tL = 120 K

250

200

150

100

tA - tL = 140 K

250

200

150

100

tA - tL = 230 K

250

200

150

100

tA - tL = 230 K

CO213%

O23,2%

Folio 2.10

Cours de base gaz


Réglage de l'air et indice de suieConditions de combustion : Conditions de réglage de l'air par le technicienRendement élevé = Teneur en CO2 élevé Moins d'excès d'air = Rendement élevé

resp. teneur en O2 faible Plus d'excès d'air = Ecologie (pas de suie)Respect de l'environ. = Indice de suie faible

94,2% 5,8%94% 6%93,6% 6,4%90% 10%

Rendement

Remarques Mauvaisrendement

Réglages améliorés,rendement suppérieur,

pas de suie

Excès d'air tropfaible

Trop de suie

Indice de suie0 1 2

CO27,8%

O210,3%

O23,2%

O21,8%

O20,5%

CO213%

CO214%

CO215%

0 1 2 0 1 2 2 3 4

Cours de base fioul

Folio 3.1


Puissancenominaleen Kilowatt

Valeurs limites selon 1.BImSchV

Puissancenominale en kW

Sup. 4 – 25Sup. 25 – 50Sup. 50

Construitesjusqu'au

31.12.1982151413

Construitesjusqu'au

30.09.1988141312

Construites à partirdu 01.10.1988

03.10.19901)

121110

à partir du01.01.1998

1110

9

Valeurs limites de pertes par les fumées en %pour installation fioul gaz

NOUVEAU

Période

> 4 – 25> 25 – 50> 50 –100> 100

Jusqu'à 10%1.11.20041.11.20041.11.20041.11.2004

11%1.11.20041.11.20041.11.20021.11.2002

12%1.11.20041.11.20021.11.20011.11.1999

13%1.11.20021.11.20011.11.20011.11.1999

sup. 13%1.11.20011.11.20011.11.20011.11.1999

Selon les pertes par les fumées

Date à partir de laquelle les valeurs limites doiventêtre respectées pour les installations existantes.

NOx (calculés en NO 2) CO1.BImSchV (à partir 01.01.1998) mg/kWh mg/m3 ppm mg/kWh mg/m3 ppm(Attestation du fabricant) 3% O2 3% O2 3% O2 3% O2

Installation FOD jusqu'à 120 kW 120 116 56 – – –> 120 kW jusqu'à 10 MW Selon l'évolution de la technique

Indice de suie : < 1 Imbrulés : aucuns1)dans les nouveaux Etats fédéraux

Cours de base fioul

Folio 3.2


Valeurs limites d'émissions pour la République Fédérale d'Allemagne

En fonction de la technique – Résultats Weishaupt

1.BImSchV NOx (Convertis en NO2) CO Smoke

Période 08/2001 mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3

3% O2 3% O2 3% O2 3% O2

F.O.D. Q F > 0,12…10 MW En fonction de la technique – – – 1Gaz nat. Q F > 0,12…10 MW En fonction de la technique Réglementation KÜO´s et ZIV

DIN EN 267 NOx (Convertis en NO2) CO Smoke

Période 11/1999 mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3

3% O2 3% O2 3% O2 3% O2

F.O.D NOX-Classe 1 250 118 244 110 86 107jusqu'à 100 kg/h NOX-Classe 2 185 88 180 110 86 107

NOX-Classe 3 120 57 117 80 62 78

DIN EN 676 NOx (Convertis en NO2) CO Smoke

Projet 2002 mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3

3% O2 3% O2 3% O2 3% O2

2. Famille de gaz NOX-Classe 1 170 83 170 – – –(Gaz Nat) NO X-Classe 2 120 58 120 – – –

NO X-Classe 3 80 39 80 – – –

3. Famille de gaz NOX-Classe 1 230 112 229 – – –(GPL) NO X-Classe 2 180 87 179 – – –

NO X-Classe 3 140 68 140 – – –

Cours de base fioul

Folio 3.3


1.BImSchV - Installations à déclaration obligatoire

Version 08/2001 NOx (convertis en NO2) CO Smoke

QF 10…20 MW mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3

Puissance par foyer 3% O2 3% O2 3% O2 3% O2

F.O.D. TB: < 110°C 184 87 180 82 64 80 1TB: 110…210°C 205 97 200 82 64 80 1TB: > 210°C 256 122 250 82 64 80 1

Gaz naturel TB: < 110°C 100 49 100 80 64 80 –TB: 110…210°C 110 53 110 80 64 80 –TB: > 210°C 150 73 150 80 64 80 –

G.P.L. TB: –––– 200 97 200 80 64 80 –

• Les valeurs limites d'émissions se rapportent à une teneur en azote de 140mg/kg dans le f.o.d.

• Pour les brûleurs mixtes fonctionnant au fioul dom. à une puissance maxi de 300h/ala valeur NOx correspond à 250 mg/m3.

• Pour le fioul dommestique, mesurer et enregistrer les valeur en continue (Smoke 1)

• Aucune valeur limite pour les pertes par fumées

Valable pour toutes les installations non homologué

Non valable pour les installations

• qui ne possèdent aucun systèmepour les pertes de fumées(ex. : Source de chauffage infrarouge)

• qui sèches grâce à un contact direct du matériel avec les fumées chaudes

• qui ne sont pas exploitées plus de 3 mois au même endroit

T B = Valeur de réglage du thermostat limiteur

Cours de base gaz

Folio 3.4


1. BImSchV – Mesure

• Trois mesures individuelles si possibleà faible, moyenne et pleine charge.Le résultat de chaque mesure est à indiquer en une demi-heure .

• Les valeurs limites d'émissions doivent êtrerespectées lorsqu'aucun résultat dépasse lamesure des valeurs limites d'émissions.

• Les valeurs de CO et NOx doivent être contrôléesentre 3 et 6 mois après la mise en service.Ensuite, elle doivent être contrôlées tous les 3 ans.

• Mesures transitoires : Les installations dont la fondation a été construite avant la date d'entrée en vigueur de cet article doivent au plus tard le 30.10.2004, respecter les exigences dimentionnelles.

• Personnes compétentes : ramoneur.Transmission des mesure à L'organisme de contrôle homologué.Ex. : Inspection de l'Industrie, du travail, TÜV, ...

WEISHAUPT

ramoneur.

Cours de base gaz

Folio 3.5


4. BImSchV (TA-Air) – Installations soumises à une autorisation

Version 10/2002 NO x (convertis en NO2 ) CO Smoke

∑ (QF) 20…50 MW mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3

Puissance totale de l'installation 3% O2 3% O2 3% O2 3% O2

F.O.D. TB: < 110°C 184 87 180 82 64 80 1TB: 110…210°C 205 97 200 82 64 80 1TB: > 210°C 256 122 250 82 64 80 1

Gaz naturel TB: < 110°C 100 49 100 50 40 50* –TB: 110…210°C 110 53 110 50 40 50 –TB: > 210°C 150 73 150 50 40 50 –

G.P.L. TB: –––– 200 97 200 80 40 80 –*) Gaz de distribution publique, gaz naturel 80 mg/m3

• Les valeurs limites d'émissions se rapportent àune teneur en azote de 140 mg/kg dans le f.o.d.

• Les valeurs de mesures doivent être calculées sur les conditions de référence de 10g/kg d'air humide et de 20°C de température d'air comburant.(Le calcul de correction est uniquement valablepour le fioul domestique et le gaz naturel)

• Pour le f.o.d. le smoke* et le CO doivent être déterminés continuellement(*Foyer unique ≥ 10 MW à ∑ ≥ 20 MW).

• Aucune valeur limites pour les pertes par fumées

Valable pour les installationspour production de :

• Courant• Vapeur• Eau chaude• Process• Fumées échauffées

Cours de base fioul

Folio 3.6


4. BImSchV – Mesure

• La demi-heure doit êtreutilisée comme unité de mesure à faible, demi et pleine charge.

• Les valeurs limites d'émissions doivent être respectées lorsque le résultat de chaque mesure individuelle y compris la mesure de sécurité nedépasse pas les exigences.

• La méthode de mesure dépend de la techniquelimite décelable de la méthode de mesure< 1/10 de la limite d'émissionpour Gaz : 10 mg/m3 n, Fioul : 12 mg/m3

n

• Les anciennes installations doivent respecterles exigences de limitation pour la poussière etl'oxyde de soufre suite au changement de fioul(excepté le fioul domestique) au plus tard 8 ansaprès l'entrée en vigueur du décret.

• Aucune valeur limite pour les pertes par fumées

• Personne compétente : Organisme de contrôle homologuéEx. : Inspection de l'Industrie, du travail, TÜV, ...

Cours de base fioul

Folio 3.7


Erap. = 52 ppm • 1821– 4,7

Conversion d'unités - 1ère partie

Conversion d'unités rapportées en volume en unités rapportées en énergie thermique

1ère démarche : Valable pour tous les combustibles.Conversion des valeurs d'émissions mesurées E mes . [ppm] resp. [mg/m3n]

pour des valeurs O2mes. resp . CO2mes. connuesen émissions rapportées à une teneur de 3% d'O2 E rap.

Erap. = Emes. • 21– 3

21– O2mes.

Erap. = Emes. • CO2max • 21– 321• CO2mes.

O2 mesuré est connu

Erap. = 57,4 ppm [3% O2]

Exemple

CO2 mesuré est connu

[ppm]resp.mg/m3

n

[K]

CO2 [%] CO [ppm]

TFumées λ

TAir [°C] η [%]

O2 [%] NOX [ppm]

CO2 max [%v]Fioul dom 15,31Fioul lourd 16,02Gaz nat Es 11,94

CO2 max [%v]Gaz nat Ei 11,67Propane 13,69Butane 13,99

Cours de base fioul

Folio 3.8


Conversion d'unités - 2ème partie

NOx CORapporté à 3% Sans rapport O2 Rapporté à 3% Sans rapport O2

Unité s ppm* mg/m3n mg/kWh** ppm* mg/m3

n mg/kWh**

Fioul dom 1 ppm = 1 2,056 2,109 1 1,250 1,283

mg/m3n = 0,486 1 1,026 0,800 1 1,026

1 mg/kWh = 0,474 0,975 1 0,780 0,975 1

Fioul lourd 1 ppm = 1 2,056 2,142 1 1,250 1,303

mg/m3n = 0,486 1 1,042 0,800 1 1,042

1 mg/kWh = 0,467 0,960 1 0,786 0,960 1

Gaz nat Es 1 ppm = 1 2,056 2,058 1 1,250 1,251

mg/m3n = 0,486 1 1,001 0,800 1 1,001

1 mg/kWh = 0,486 0,999 1 0,799 0,999 1

Gaz nat Ei 1 ppm = 1 2,056 2,093 1 1,250 1,273

mg/m3n = 0,486 1 1,018 0,800 1 1,018

1 mg/kWh = 0,478 0,982 1 0,786 0,982 1

Propane 1 ppm = 1 2,056 2,062 1 1,250 1,254

mg/m3n = 0,486 1 1,003 0,800 1 1,003

1 mg/kWh = 0,485 0,997 1 0,798 0,997 1

Butane 1 ppm = 1 2,056 2,068 1 1,250 1,258

mg/m3n = 0,486 1 1,006 0,800 1 1,006

1 mg/kWh = 0,483 0,994 1 0,795 0,994 1

Facteur de conversion selon combustible pour NOx et CO

2ème démarche : Erap • Facteur de correction

* ppm correspond à ppm rapporté** indépendant de la valeur O2 des fumées,

étant donné que les valeurs des émissionssont rapportées à la quantité d'énergie.

Exemple :Fioul dom : E rap. 57,4 ppm • 2,109 = 121 mg/kWhGaz nat Es : Erap. 85 mg/m3

n • 0,486 = 41 ppm

Cours de base fioul

Folio 4.1


Calcul du débit fioul

Exemple : Puissance chaudière Q = 30 kWRendement η = 90 %

10 15 20 30 40 50 60 70 80

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8

Puissance chaudière Q en kW

Rendement η en %

Débit fioulen kg/h ou l/h

➀

➁

➂

Installations fioul

kg/h l/h70 80 90 100% Fioul léger

30

2,8

ExercicesCalculer le débit fioul

1. Puissance chaudière QN = 17 kWRendement η = 90 %

2. Puissance foyer QF = 45 kW

3. Puissance chaudière QN = 50.000kcal/hRendement η = 94 %

Cours de base fioul

Folio 4.2.1


Correction de l'exercice 1

Puissance chaudière QN = 17kWRendement η = 90 %

kg/h l/h70 80 90 100% Fioul léger EL

10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10

150

15 20

200Installations fioulPuissance chaudière Q en kW

Rendement η en %


➀

➁

➂

17

1,6

Cours de base fioul

Folio 4.2.2



Puissance foyer QF = 45 kW


10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10

150

15 20


Rendement η en %


➀

➁

➂

45

3,8

Cours de base fioul

Folio 4.2.3



Puissance chaudière QN = 50.000kcal/hRendement η = 94 %

10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10

150

15 20


Rendement η en %


➀

➁

➂


40 50 60 70 80 90 100 150 200

Conversion des unités de puissanceMcal/h kW MJ/h

58

50 58

5,2

Cours de base fioul

Folio 4.3


Choix du gicleur et de la pression pompe

Exemple : débit fioul = 2,4 kg/h

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8Débit fioulen kg/h ou l/h➂

Pression pompe p en bar(sans réchauf. du fioul)➃

Débit gicleur en US-gph➄

kg/h l/h Fioul léger

0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75

5710152030 Fioul léger

0.5

2,411

(13)

0,60

(0,55)

ExercicesChoix du gicleur et de la pression pompe

1. Débit fioul = 5,4 kg/h(fioul non réchauffé)

2. Débit fioul = 3,3 kg/h(fioul non réchauffé)

3. Débit fioul = 2,2 kg/h(fioul réchauffé)

Cours de base fioul

Folio 4.4.1



1 1,5 2 3 10 15 204 5 6 7 8 95710152030

Débit fioulen kg/h ou l/h➂

Pression pompe p en bar(sans réchauffage de fioul)➃



0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.00.5

Fioul léger

5,413

1,25

Débit fioul = 5,4 kg/h(fioul non réchauffé)

Cours de base fioul

Folio 4.4.2



Débit fioul = 3,3 kg/h(fioul non réchauffé)

1 1,5 2 3 10 15 204 5 6 7 8 9Débit fioulen kg/h ou l/h➂





0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.00.5

3,313,5

0,75

Cours de base fioul

Folio 4.4.3



3 Débit fioul = 2,2 kg/h(fioul réchauffé)


Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃


Pression pompe p en bar(avec réchauffage fioul)➅



8101520

0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.00.5

Fioul léger (préchauffé)

2,20,60

12

Cours de base fioul

Folio 4.5


Principe du gicleur

Cône de

Chambre de turbulence

Fente tangentielleFiltre

Coeur du gicleur pulvérisation

Vis de fond avec ouverture latérale

Cours de base fioul

Folio 4.6


Contour hexagonal avec caractéristiques du gicleur Angle de pulvérisation

4.50 60°SS

Taille du gicleur [US-gph]

Fabricant

Angle de pulvérisation

Carractéristique de pulvéris.

60°SS4.50

45°

60°

Caractéristique du gicleur

Caractéristiques de pulvérisation

Cône plein Cône creuxFabricant

FluidicsSteinen

FluidicsSteinen

SF jusqu'à 1,00 gph S jusqu'à 4,00 gph

S à partir 1,10 gphSS à partir 4,50 gph

HF jusqu'à 1,00 gphH jusqu'à 2,25 gph

H à partir 1,10 gphPH à partir 2,50 gph

Cours de base fioul

Folio 4.7


10

150

15 20

20050 60 70 80 90 100

5 6 7 8 9

300 400 500 600 700 800900 1

40 50 60 70 80 9030 1

70 80 90 100%kg/h l/h Fioul léger

η

.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5


30282421.519.517.515.313.81211


Exemple :Puissance flamme QF = 300 kW

Installations fioulPuissance chaudière Q en kW

Rendement η en %


➀

➁

➂

Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)④

débit gicleur en US-gph⑤

300 kW

6,0 US-gph

25 kg/h

12,5 bar

Exécution 2 allures - Répartition sur gicleur

Exercices :Choix du gicleur et de la pression pompe1. Débit fioul = 30 kg/h2. Débit fioul = 42 kg/h3. Débit fioul = 50 kg/h

Répartition des gicleurs par ex. :

Allure 1 : 60% ➞ 3,5 US-gphAllure 2 : 40% ➞ 2,5 US-gph

Cours de base fioul

Folio 4.8.1



Débit fioul = 30 kg/h

10 15 205 6 7 8 9 40 50 60 70 80 9030 100


75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 30282421.519.517.515.313.81211





3011

7,5 ➞ Gicleur 1 : 5,0 gphGicleur 2 : 2,5 gph

Cours de base fioul

Folio 4.8.2



Débit fioul = 42 kg/h

10 15 206 7 8 9 40 50 60 70 80 9030 100


75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 30282421.519.517.515.313.81211





4212

10 ➞ Gicleur 1 : 6,0 gphGicleur 2 : 4,0 gph

Cours de base fioul

Folio 4.8.3



Débit gicleur = 50 kg/h

10 15 206 7 8 9 40 50 60 70 80 9030 100


2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 30282421.519.517.515.313.81211





5012

12 ➞ Gicleur 1 : 8,0 gph Gicleur 2 : 4,0 gph

η

150 20030 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500

70 80 90 100%

0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 1917.515.313.81211

3 10 15 204 5 6 7 8 9 40 50305710152030


Fioul léger


Rendement η en %

➀

➁




QF = 170 kW

14,3 kg/h22 bar

2,5 gph

Exemple :Puissance foyer QF = 170 kW

Cours de base fioul

Folio 4.9.1



Exécution 2 allures - Répartition sur pression

Cours de base fioul

Folio 4.9.2


Détermination du petit débit

η

150 20030 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500

70 80 90100%

0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 117.515.313.81211

3 10 15 204 5 6 7 8 9 40 50305710152030

kg/h l/h Heizöl EL

Heizöl EL

Installation fioulPuissance chaudière Q en kW

Rendement η en %

➀

➁



Débit fioul en US-gph➄

QF = 112 kW

9,5 kg/h

10 bar

2,5 US-gph

Exemple :Puissance foyer QF = 100 kW

Cours de base fioul

Folio 4.10.1


Correction de l'exercice

η

150 20030 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500

70 80 90100%kg/h l/h Heizöl EL

0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 117.515.313.81211

3 10 15 204 5 6 7 8 9 40 50305710152030 Heizöl EL


Rendement η en %

➀

➁




QF = 100 kW

8,4 kg/h22 bar

1,5 gph

Exécution 2 allures - Répartition sur pression

Puissance foyer QF = 100 kW

Cours de base fioul

Folio 4.10.2


Détermination du petit débit

η

150 20030 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500

70 80 90100%kg/h l/h Heizöl EL

0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 117.515.313.81211

3 10 15 204 5 6 7 8 9 40 50305710152030 Heizöl EL


Rendement η en %

➀

➁



Taille du gicleur en US-gph➄

QF = 67 kW

5,7 kg/h

10 bar

1,5 US-gph

Folio 4.11

Cours de base fioul


Vérification du débit fioulLitres Kilogrammes

kg/h l/h

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1

Heizöl


kg/h l/h

2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20

Fioul léger

15 20 301,5 2 3 4 5 7 101 Débit fioul en kg/h ou l/h

40 501Débit fioul en kg/h ou litres➇

1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30

Consom. horaire de fioulTemps de mesure t en min➆

10

101

68,4

Exercices :Chercher le débit fioulet le temps de mesure

1. Débit fioul = 16,0 kg/h2. Débit fioul = 3,1 kg/h3. Débit fioul = 4,2 kg/h

Cours de base fioul

Folio 4.12.1


Correction des exercices

Débit fioul = 16,0 kg/h

kg/h l/h


kg/h l/h

2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20

Fioul léger

15 20 301,5 2 3 4 5 7 101 Débit fioul en kg/h ou l/h

40 50 70 1001Débit fioul en kg ou litres➇

1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30


19

191,6

5

16

Cours de base fioul

Folio 4.12.2




kg/h l/h

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20

Fioul léger


15 20 301,5 2 3 4 5 7 101 Öldu

40 501Débit fioul en kg ou litres➇

1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30


15 20 303 4 5 7 10 Débit fioul en kg/h ou l/h

15040 50 70 1002 3 4 5 7 10 15 20 30

3,7

3,70,4

6,5

3,1

Cours de base fioul

Folio 4.12.3




kg/h l/h

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20

Fioul léger


15 20 301,5 2 3 4 5 7 101

40 501Débit fioul en kg ou litres➇

1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30


15 20 303 4 5 7 10 Débit fioul en kg/h ou l/h

15040 50 70 1003 4 5 7 10 15 20 30

5

50,5

6

4,2

Folio 4.13

Cours de base fioul


Rendement de combustion

2 x d

CO2 CO

TAbgas λ

TLuft η

O2 NOX

15

14

75 80 85 90 91 92 93

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5

5678910111213141516

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

500 450 400 350 300 250 200 180 160

Rendement de combustionRendement η en %

Rendement de combustiondes installations fioul

Température fumées moinsRendement ∆t en K

Fioul léger EL – CO2

Fioul lourd S – CO2

fioul général – O2

Teneur desfumées en %

Exercice 1 :Température air = 20 °CTemp. fumées = 210 °CTeneur en CO2 = 12,8 %

Exercice 2 :Température air = 20 °CTemp. fumées = 200 °CTeneur en CO2 = 12,4 %

Exercice 3 :Température air = 20 °CTemp. fumées = 200 °CTeneur en O2 = 2,8 %

Calcul du rendement (pour combustible fioul domestique)

16013,4

92,9

Teneur en CO2 = 13,4 %Temp. fumées = 180°C

Température de l'air = 20 °CTempérature nette TF-TA = 160 K

Cours de base fioul

Folio 4.14.1



Température air = 20 °CTemp. fumées = 210 °CTeneur en CO2 = 12,4 %

15

14

75 80 85 90 91 94 992 93

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4

45678910111213141516

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

500 450 400 350 300 250 200 180 160 140 120

Rendement de combustionη en %


Température fumées moinstemp. d'air comb. ∆t en K


fioul lourd S – CO2

Fioul général – O2

teneur desfumées en %

19012,4

91

Cours de base fioul

Folio 4.14.2



Température air = 20 °CTemp. fumées = 200 °CTeneur en CO2 = 12,4 %

15

14

75 80 85 90 91 94 992 93

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4

45678910111213141516

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

500 450 400 350 300 250 200 180 160 140 120






Fioul, général – O2


18012,8

91,7

Cours de base fioul

Folio 4.14.3



Température air = 20 °CTemp. fumées = 200 °CTeneur en O2 = 2,8 %

15

14

75 80 85 90 91 94 992 93

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4

45678910111213141516

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

500 450 400 350 300 250 200 180 160 140 120








1802,8

92

Cours de base fioul

Folio 4.15.1


Règle à calculs - Récapitulatif


10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10

150

15 20


Rendement η en %


➀

➁

➂

On recherche : le débit fioul QN = 34 kW η = 90%

34

3,2 3,8






0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 80.5

On cherche : le gicleur et la pression pompe

3,212,5

0,75

Cours de base fioul

Folio 4.15.2


Règle à calculs - Récapitulatif

On cherche : le débit et le temps de mesure

15 20 301,5 2 3 4 5 7 101

40 50 70 1001Débit fioul en kg ou litres➇


1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30

Débit fioul en kg

3,80,38

6

15

14

75 80 85 90 91 94 992 93

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4

45678910111213141516

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

500 450 400 350 300 250 200 180 160 140 120








20013

90,9

On recherche : le rendement CO2 = 13% ∆t = 200K

Cours de base fioul

Folio 5.1


Systèmes d'alimentation

Mono/Bi-tube - Aérien Mono-tube - Souterrain

Mono/Bi-tube - Aérien Mono-tube Aérien

En c

harg

eEn

asp

iratio

n

Cours de base fioul

Folio 5.2.1


Eléments - Mono / Bi-tube en aspiration

Filtre avecRobinet d'arrêt

Crépine d'aspiration

Cours de base fioul

Folio 5.2.2


Eléments - Mono / Bi-tube en charge

Vanne police

Vanne magnétique

Clapet anti-retour

Conduitecommuniquante

Folio 5.3

Alimentation fioul


Eléments

Filtre avec robinet d'arrêt

Purgeur

Conduite flexible

Floteur

Mono-tube avec purgeur Aspiration en zone propre Pompe de charge pourhauteur d'aspiration élevée

Pompe de charge

Soupape de décharge

Crépine d'aspiration

Cours de base fioul

Folio 5.4


Purge

Via le gicleur Via le retour de la pompe

Purg

e pa

r la

vite

sse

d'éc

oule

men

tPu

rge

par l

a pe

nte

de la

con

duite

0,2…0,4 m/sau fioul dom.

Cours de base fioul

Folio 5.5


Filtre fioul

Flexible retour

Elément filtrant

Pot-filtre

Flexible d'aspiration

Clapetanti-retour

Bride de fixation

Vanne d'arrêt

Cours de base fioul

Folio 5.6


Purgeur fioul

Alimentation fioul

Départ brûleur

Flotteur

Clapetanti-retour

Retour brûleur

Purge

Soupape de purge

Coquille flotteur

Aiguille de soupapeMembrane

Joint

Passerelle

Folio 5.7

Cours de base fioul


Hauteur d'aspirationthéorique pratique

Vacuum

Pressionatmosphérique1013 hPa

10,1

3 m

CE

Equilibre de pression

Vanne ouverteVanne fermée

Pres.air Pres.

air H < 3,5 m

Dépression admissible au vaccumde la pompe fioul liée à la hauteurd'aspiration : max. 0,4 bar.

?

20 m

Cours de base fioul

Folio 5.8


Effet siphon

Surélévation de la conduite

2 m

Pres.air

0

5

10 15

20

25

0

-1

Pression nulle

Surpression

Basse pression

Début de formation de gaz

Suré

léva

tion

max

i. : 4

,6 m

3ème opération : choix du diamètre de conduite d'aspiration➞ toujours choisir le diamètre supérieur !

Pour l'exemple : diamètre interne 8 mm ➞ CU 10 mm

Cours de base fioul

Folio 5.9


Calcul du diamètre de la conduite d'aspiration - Bi-tube

Exemplle : Longueur de la conduite : 20 m Débit au gicleur : 5 l/hDébit fioul de la pompe : 46 l/h Hauteur d'aspiration : 1,5 m

1ère opération :estimation du diamètre minimum sur la based'une vitesse d'écoulement de 0,2 …0,4 m/s

104 6 84 5 6 7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Débit fioul en l/h(seulement fioul léger EL)➉Diamètre mini en mm11

46

6

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

104 6 85 6 7 8 9 104

4 5 6 7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150

100 70 50 30 20 15 1090 80 60 40Diam. de conduite d'aspirationLongueur de conduite en mDébit fioul en l/h(seulement fioul léger EL)

Hauteur d'aspiration entre pompeet crépine en m

➈

➉Diamètre mini. en mmDiamètre int. du tube en mm

11

12

13

2ème opération :estimation du diamètre interne du tube sur la base d'un vacuum de 0,4 bar maxi.

20m / 46l/h

8 1,5

Cours de base fioul

Folio 5.10

Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi3ème opération :

choix du diamètre de conduite d'aspiration➞ toujours choisir le diamètre supérieur !

Pour l'exemple : diamètre interne 6 mm ➞ CU 8 mm

Calcul du diamètre de la conduite d'aspiration - Mono-tube

Exemple : Lomgueur de la conduite : 20 m Débit au gicleur : 5 l/hDébit fioul de la pompe : 46 l/h Hauteur d'aspiration : 1,5 m

1ère opération :estimation du diamètre minimum sur la based'une vitesse d'écoulement de 0,2 …0,4 m/s

2ème opération :estimation du diamètre interne du tubesur la base d'un vaccum de 0,4 bar maxi.

104 6 84 5 6 7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Débit fioul en l/h(seulement fiuol léger EL)➉Diamètre mini en mm11

5

4

100 70 590 80 60Diam. de cond. d'aspirationLongueur de conduite en mDébit fiuol en l/h(seulement fioul léger EL)

Hauteur d'aspiration entre pompeet crépine en m

➈

➉Diamètre min. en mmDiamètre int. du tube en mm

11

12

13 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

45 6 74

4 5 6 7 8 9 10 15 20 3

50 30 20 15 1040

20m / 5l/h

61,5

Cours de base fioul

Folio 5.11


Remarques importantes pour l'alimentation fioul

- Choisir le bon diamètre de la conduite !

- Utiliser le minimum de raccords filetés !

- Les raccords doivent être étanches !

- Eviter les rayons de courbures trop faibles !

- Attention à la longueur de la conduite d'aspiration !

- Hauteur entre la pompe et la crépine d'aspirationd'une pompe en cave, maxi 3,5 m !

- Eviter les surélévations de conduites !

- Eviter les conduites à l'extérieur !

- Les pertes de charge des filtres (> 0,1 bar) doivent être prises en compte !

Documents

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