Les gLes gLes gLes géééénnnnéééérateurs de chaleur rateurs de chaleur rateurs de chaleur rateurs de chaleur
Il existe plusieurs types de générateurs de chaleur :
- générateurs décentralisés
ex : poêle à bois, cheminée
- générateurs centralisés individuels
ex : chaudière P < 70 kW = prod°d’eau chaude (T<90° C)
- générateurs centralisés collectifs
ex : chaudière P > 70 kW = prod°d’eau chaude (T<11 0°C)= prod°d’eau surchauffée (T>110°C)
ex : échangeurs de chaleur sur un réseau de vapeur (T>140°C)(CPCU : Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain)
Ensemble Scientifique de Toulouse RangueilRéseau de Chaleur
• 170 ha de site
• 10 km de caniveau de chauffage
(réseau à 180°C)
Passage sous le pont
LAAS, ENAC, SupAéro, Resto CNRS
Isolation(chaudière)
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèères res res res Rôle de la chaudière : transmettre à l’eau la chaleur libérée
par une combustion
Air
Fumées
Combustible Brûleur
Eau «froide»(retour)
Eau «chaude»(départ)
Thermostat
Soupape
∆Teau
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèères res res res
(100 %)(100 %)(100 %)(100 %)
.PCim
Qη
gaz
ChaudièreChaudière
&=
eaueauchaudière T .Cp.∆mQ &=
- rendement de chaudière
• c’est le rendement de l’appareil
avec :
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèères res res res Différents types de chaudières
Chaudière traditionnelle- Gamme de températures : départ T<95°C et retour T >55°C- Rendements : de l’ordre de 92% - mini regl.: 88 %-- Avantage : technologie « simple »
Chaudière à condensation- Gamme de températures : départ T<95°C et retour T ≈ 30 °C- Rendements : jusqu’à 110% - mini regl.: 92 %-- Avantage : économies d’énergie importantes
Chaudière à basse température- Gamme de températures : départ T<95°C et retour T ≈ 35/50°C- Rendements : jusqu’à 95% - mini regl.: 90 %-- Avantage : limite les pertes de chaleur (chaudière, «en ligne»)
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèères res res res Schéma de principe d’une chaudière à condensation
Rôle du brûleur : mélanger l’air (comburant) et le gaz (combustible) puis assurer une bonne combustion
Les brûleurs (gaz)
Pressostats mini. air (allure 1, allure 2)
Surface d’accroche
Electrodes (ionisation, allumage)
Electrovannes(allure 1, allure 2)
Electrovanne de sécurité
Régulateur de pression
Pressostat mini. gazVolet d ’air
Ventilateur
Circuit gaz
Les brûleurs (gaz)
Réglage d’alimentation en air manuel
Surfaces d’accroche de la flamme
Déflecteur Rampe
Chaudières et brûleurs (gaz) Chaudières et brûleurs (gaz) : comment choisir ?
Chaudière traditionnelle avec une puissance < à 70kW :
- brûleur « atmosphérique » (=pas de ventilateur)
Chaudière traditionnelle avec une puissance > à 70kW :
- brûleur à « air soufflé » (=avec ventilateur)• au-dessous de 150 kW, de type «tout ou rien»• au-delà de 150 kW, de type «2 allures»• au-delà de 1000 kW, de type «modulant»
Chaudière à condensation :
- brûleur à «air soufflé» modulant dans une grande plage (10% à 100%) = avec adaptation automatique de l’air
Remarque : Brûleur à « faible NOx »
Ce type de brûleur vise à diminuer les émissions polluantes(imbrûlés,CO, NOx) grâce à un recyclage des gaz de combustion dans la tête du brûleur (en général : par induction).
La réduction peut atteindre 20% à 50% d’émission de NOxmais : consomme un peu plus d’énergie
niveau sonore augmente il y a encrassement des électrodes d’allumage
Rque : NOx = recombinaison de N2 avec O2Facteurs influents :
- température de flamme élevée (> 1200°C)- excès d’air important- temps de séjour de N2 près de la flamme- concentration importante en N2
Les brûleurs (gaz)
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèères (bois)res (bois)res (bois)res (bois)
BûchesPlaquettes Granulés
Doc. Energie Systeme
Bois
Cendres
Air
Fumées
Foyer
Echang
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèères (bois)res (bois)res (bois)res (bois)
Légende1– Silo d’alimentation2– Chaîne de transfert du bois3– Vis d’alimentation automatique4/5– Ventilateurs6/7– Chambre de combustion
8– Collecteur de cendres9– Echangeurs
10– Vis de décendrage automatique11– Container à cendres12– Armoire de régulation
Doc. Ademe
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèères (bois)res (bois)res (bois)res (bois)
Doc ADEME2005
Chaufferies
- industrielles : 500 (700 MW)
- collectives : 1500 (650 MW)
Chaufferies indust.Chaufferies collectivesLogistique
d’approvisionnement
Les pompes Les pompes Les pompes Les pompes àààà chaleurchaleurchaleurchaleur
Doc. DeDietrich
• le plus courant = Ch. individuel (P < 30 kW)• sur le marché : Pmaxi = 110 kW
Les pompes Les pompes Les pompes Les pompes àààà chaleurchaleurchaleurchaleur
Doc. Sofath
Géothermie de surface = PAC sol/eau (60cm)
• le cycle thermodynamique
Définition du COP :(coefficient de performances)
consomméeEnergierécupéréeEnergie
COP =
Les pompes Les pompes Les pompes Les pompes àààà chaleurchaleurchaleurchaleur
Géothermie profonde
= puits profonds (1000 m)
Doc. BRGM
Eau froide Eau
chaude
www.energies-renouvelables.org
Le solaire Le solaire Le solaire Le solaire «««« thermiquethermiquethermiquethermique »»»»
Capteur
Eau froide
Eau chaude
Chauffage
Le solaire Le solaire Le solaire Le solaire «««« thermiquethermiquethermiquethermique »»»»
Mémo :Parc solaire en 2005 = 12087 MWth
Parc solaire installé durant2008 (MWth)
Parc solaireen 2008 (MWth)
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèèresresresresChaudières : comment choisir…
- Quelle puissance installer ?* combattre les déperditions des bâtiments + les déperditions
« en ligne » entre les bâtiments (en général, faibles)* assurer un démarrage « réactif » de l’installation, vieillissement
= on admet un surdimensionnement (maxi.15%)
- Combien de chaudières faut-il prévoir?Dans le collectif , on essaie d’assurer une production minimale
de 2/3 des besoins en toutes circonstances= souvent, on installe 2 ou 3 chaudières pour palier à une
panne ou à l’entretien des chaudières = ces chaudières sont généralement de même puissance
pour permettre des rotations
Les chaudiLes chaudiLes chaudiLes chaudièèèèresresresresChaudières : comment choisir…
- Quel type de chaudières installer ?Critères multiples : type d’émetteurs, type de site, coût , aides
de l’Etat, réglementation environnementale, volonté du maître d’œuvre …
- Faut-il prévoir un système d’appoint ?L’installation de générateurs de chaudière du type : Ch. Bois,
PAC, Solaire… se fait généralement en « doublon » avec un complément de chauffage (chaudière, ballon électrique) :
= complémentarité des combustibles
Les chaufferies (P > 70kW)Objectifs : sécurité + répartition des responsabilités
: hygiène, confort, économies d’énergie, environnement
Réglementation (DTU 65-4 + décrets, arrêtés)
Evacuation des fumées & pollution
Combustible
Distribution de chaleur
Ventilation
Encombrement & accès
Rendements de chaudièresLocal spécifique
Ex: arrêté 23/06/78