infos de euro clima 

Les installations de chauffage à bois avec radiateurs, plancher chauffant et/ ou ECS sont obligatoirement couplé avec un ballon tampon. 

schéma de Hervé Silve

Le ballon tampon constitue une réserve de chaleur stockée dans de l’eau qui est réchauffée par la chaudière. Le système de distribution (radiateurs, plancher chauffant), piloté par la régulation, vient « piocher » dans cette réserve au fur et à mesure des besoins.

Le principe est d’avoir un ballon tampon capable d’emmagasiner suffisamment de chaleur pour chauffer la maison pendant une journée moyennement froide, et que ce ballon puisse être réchauffé par la chaudière en une seule flambée. Ainsi, la plupart du temps, le chauffage au bois se résumera à une flambée par jour, et s’élèvera à deux pendant les jours les plus rigoureux.

L’autre avantage du ballon tampon est qu’il permet de faire fonctionner la chaudière à son régime nominal. Si ce dernier est correctement dimensionné, il sera capable d’absorber toute la chaleur produite par la chaudière à pleine puissance, c’est-à-dire dans les meilleures conditions de combustion.

En hiver, les déperditions d’une maison varient en moyenne entre 5 et 10 kW. La plupart des chaudières bois proposées sur le marché ont des puissances nettement supérieures (de l’ordre de 20 kW pour les plus petites). Ainsi, sans ballon tampon, les chaudières fonctionnent "bridées" à quelques kW. Le rendement d’une chaudière "classique" dans ces conditions chute à moins de 30%. Elles produisent plus de goudron que de chaleur.

Une combustion plus propre et à haut rendement, une utilisation moins contraignante, le ballon tampon permet d’optimiser le chauffage au bois. Il faut cependant veiller à l’isoler correctement et à ce qu’il ne soit pas trop grand, sinon les économies réalisées par le meilleur rendement de la chaudière seront compensées par les pertes de chaleur du ballon. (infos de sudenergie )

Page sur le bois de Hervé Silve pour d'autres informations. 

Les chaudières à bois utilisent trois techniques :

• Les chaudières à combustion montante

Elles sont simples mais de qualité médiocre. Le combustible est empilé sur la grille (la « sole ») du foyer. Toute la charge s’enflamme simultanément. La combustion est difficile à maîtriser et, en général, de médiocre qualité et incomplète

• Les chaudières à combustion horizontale

Les phases de combustion et de séchage sont dissociées et la combustion a lieu en couches minces. Les arrivées d’air primaire et secondaire sont mieux contrôlées, donc la combustion est améliorée et le taux d’imbrûlés diminue ;

• Les chaudières à combustion inversée

Elles offrent une bonne qualité de combustion. Les flammes se développent au travers de la grille, support du combustible, ou au travers d’une tuyère. Les entrées d’air primaire et secondaire sont distinctes, ce qui améliore encore la qualité de la combustion.Après la combustion primaire du bois, les fumées ont encore un potentiel énergétique important.Un nouvel apport d’air dans le foyer permet de ré-enflammer les gaz imbrûlés. Le rendement est amélioré et la pollution réduite.

• Les chaudières « turbo » sont les plus récentes.

Elles perfectionnent les chaudières à combustion inversée. Elles sont équipées d’une turbine qui introduit l’air de combustion ou d’un extracteur qui aspire les fumées. Elles offrent un meilleur rendement.

La chaudière à plaquettes ou à granulés

Les chaudières automatiques à plaquettes ou à granulés présentent de nombreux avantages. Utilisant une énergie renouvelable, elles offrent une facilité d’utilisation similaire à celle des chaudières au fioul ou au gaz.

L’alimentation de ces chaudières est programmée et automatique. Le combustible est stocké dans un silo de plusieurs mètres cubes, généralement enterré ; l’autonomie peut être de plusieurs mois. La chaudière est alimentée par une vis sans fin. De même, c’est une vis sans fin qui évacue les cendres.

Toutes les étapes (alimentation, combustion, décendrage, extraction des fumées, etc.) sont contrôlées et optimisées grâce à une régulation électronique. Le rendement peut atteindre 90 %, performance équivalente à celle des chaudières à fioul.

CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES DES CHAUDIÈRES À BOIS

• Le rendement (en %) : il représente l’efficacité de la chaudière.

Il correspond au rapport suivant :

Rendement = (Quantité d’énergie sortant de la chaudière sous forme de chaleur) / (Quantité d’énergie injectée dans la chaudière sous forme de combustible)

• La puissance (en kW) : la capacité de la chaudière à produire de la chaleur. Ainsi une chaudière de 5 kW peut suffire pour chauffer une petite maison bien isolée, alors qu’une grande maison mal isolée peut avoir besoin d’une chaudière de 20 kW.

Puissance = (Quantité d’énergie produite par la chaudière) / (Unité de temps)

infos de lares et penates

Différents fonctionnements de chaudières à bois 

Chaudière à gazéification de bois

Les chaudières à gazéification de bois sont dotées d’un système de combustion à flamme inversée qui, grâce à une combustion progressive de la matière bois, fournit une puissance thermique plus stable dans le temps et plus contrôlée. Les produits de fumées, outre leur bas contenu de CO (classe 3 selon EN 303-5), ne sont pas visibles à l’oeil nu, et le régulateur de tirage empêche leur échappement dans le local technique pendant la recharge de bûches. Comparées aux chaudières traditionnelles à bois, les chaudières à gazéification de bois bûche permettent d’économiser de 20 à 30% du combustible et de réduire sensiblement les émissions de CO.

Chaudière à granulés de bois

Chaudière automatique aux granulés de bois, combustion modulante de 30% à 100%. 
Combustible : granulés de bois norme DIN 51751, DIN Plus ou équivalent.
Avec différents accessoires tels que silo et vis d'alimentation, elle peut remplacer, à confort de chauffage identique, toute chaudière.

Fonctionnement :

• La chaudière s'alimente d'elle-même en combustible depuis le silo de stockage, par une vis souple
• Une écluse rotative sur rotule orientable permet l'arrivée du combustible sans coude supplémentaire.
• Elle gère elle-même l'allumage du combustible, le nettoyage du corps de chauffe et du brûleur. L'auto-nettoyage peut être programmé aux heures choisies.
• Elle dose d'elle-même la quantité de granulés nécessaire à sa combustion modulante pour faire face aux besoins énergétiques (sonde Lambda).
• Elle est munie d'un décendrage automatique avec un bac à cendres lui assurant une grande autonomie.
• Régulation climatique pour un circuit de chauffage, action sur vanne motorisée et circulateur, programmation hebdomadaire, commutation automatique été-hiver, programme vacances.

Chaudière à énergie mixte Bûches et Pellets

Cette chaudière fonctionne avec une seule chambre de combustion, qui identifie le combustible en cours d'utilisation. Le bois bûche peut être inséré à n'importe quel moment, même pendant la combustion des granulés. Aucune commutation, ni intervention manuelle ne sont nécessaires. La flamme des granulés allume automatiquement le bois bûche, puis le mode granulés stoppe jusqu'à la combustion intégrale du bois bûche. La combustion au granulés redémarre ensuite automatiquement si nécessaire. Un silo hebdomadaire accolé à la machine permet le cas échéant de fonctionner une semaine uniquement au pellet. Possibilité en option de se raccorder à un silo de grosse capacité.

Les avantages:

• Combinaison de différents types de combustibles. Alternance des combustibles tout automatique: bois + granulés.
• Rendement élevé pour tous les combustibles.
• Quasi équivalent à celui des chaudières spécifiques à fuel ou au gaz naturel (jusqu’à 93% sur une puissance nominale)
• Une cheminée et un seul conduit de fumées
• Fonctionnement écologique pour tous les types de combustibles.

infos de Welem 

Nous venons d'évoquer la combustion du bois mais avant de parler des différentes types de chaudière, penchons nous sur le combustible. 

Aujourd’hui, la bûche n’est plus la seule solution pour chauffer une maison avec du bois. Votre poêle ou votre chaudière peuvent  être alimentés avec des produits dérivés du bois :

1.Les bûches

Le bois utilisé doit être bien sec (séchage de plus d’un an au minimum, mieux deux ans).

Les bois durs: L’érable, le hêtre qui fait de belles flammes et a un fort pouvoir calorifique, le frêne, le chêne et le charme donnent beaucoup de braises et une chaleur rayonnante.

Les bois tendres : Tilleul, saule, peuplier bouleau ou châtaigner brûlent rapidement. Ils sont utiles pour démarrer un feu.

Les résineux: Sapin, pin, mélèze, épicéa embaument mais encrassent les conduits d’évacuation.

Comparatif de performance des différents bois

Outre les bûches, on peut utiliser des dérivés du bois : plaquettes ou granulésaussi appelés pellets.

2. les plaquettes

Elles sont faites de bois déchiqueté.

Elles sont obtenues par broyage de branches . Les plaquettes mesurent de 2 à 5 cm centimètres de longueur. Suivant leur degré de séchage, leur valeur énergétique varie de 2 500 à 3 900 kWh par tonne

3• les granulés (ou pellets)

Ils sont obtenus par la compression de sciures de bois  ou de divers produits agricoles.

Les granulés se présentent sous la forme de petits cylindres de 6 à 10 mm de diamètre et 10 à 50 mm de longueur, selon les usages (poële ou chaudière). Ce combustible très dense dispose d’un pouvoir calorifique d’au moins 4 800 kWh par tonne pour une humidité de 8 % sur poids brut. Disponible en sacs d’une dizaine de kilogrammes, c’est un produit facile à transporter, à stocker et à utiliser mais onéreux.

( info de Lares et Penates )

photo tiré du document pdf sudenergie

La condition principale à toute bonne combustion consiste à brûler complètement les gaz à haute température. Pour ce faire, la longue flamme engendrée par la combustion du bois exige une enceinte de combustion de grande taille. Une température de 800°C au moins est indispensable pour assurer la combustion complète, ainsi qu’une durée de séjour suffisante des gaz dans les zones à haute température. Ceci signifie que la flamme ne doit pas être refroidie, par exemple sur des parois froides. Pour réunir les conditions nécessaires à une combustion complète, la gazéification des éléments solides et la combustion des gaz dans l’installation de chauffage doivent intervenir en des endroits séparés. L’air de combustion est alors réparti en air primaire et en air secondaire, devant être chauds lors de leur entrée dans le foyer : l’air primaire (traversant le lit de braises) est nécessaire au séchage, à la gazéification et à la combustion du charbon de bois ; l’air secondaire sert à la combustion des gaz. Pour que les gaz combustibles brûlent dans l’enceinte de combustion, il faut qu’ils entrent en contact et soient bien mélangés avec l’air comburant.

Pour obtenir une température de combustion élevée, il faut que l’humidité du bois soit adaptée à la technologie de combustion, mais également que le rapport combustible / air soit optimal. En effet, la combustion du bois étant un process fluctuant (caractéristiques du combustible jamais totalement identiques, conditions d’introduction automatique du bois dans le foyer légèrement variables…), on ne peut apporter seulement l’oxygène suffisant à une combustion neutre. Un excès d’air, dépendant du type de combustible et de système, est alors toujours apporté au foyer, rendant la combustion oxydante. Cependant, cet excès ne doit pas être trop important afin de ne pas refroidir le foyer, ce qui entraînerait une combustion incomplète. Enfin, pour garantir un rendement élevé, les fumées doivent avoir cédé la majorité de leur énergie avant d’être évacuées par la cheminée : leur température doit donc être la plus basse possible, sans pour autant risquer leur condensation dans le conduit (corrosion). Pour les chaufferies collectives et industrielles, la température des  fumées est de l’ordre de 150 à 180 °C.

La combustion du bois met en jeu des phénomènes complexes. Les clés de la réussite passent tout d’abord par l’utilisation de bois sec. Il faut ensuite avoir un équipement de chauffage qui permette d’optimiser ces différentes phases de combustion, ainsi qu’un schéma hydraulique favorisant le fonctionnement à régime nominal. Il ne peut y avoir de combustion optimale sans choix de technologie, dimensionnement, installation et exploitation irréprochables !

Info cibé.fr

La semaine prochaine, j'ai un entretien d'embauche pour un poste de technicien de maintenance sur brûleur bois. Je suis donc en recherche d'informations sur ce domaine et j'en profite pour laisser mes résultats sur ce blog. 

Tout le monde a déjà fait du feu, tout le monde se chauffe, ou connaît quelqu’un qui se chauffe au bois. C’est une habitude ancestrale que d’utiliser cette ressource locale et renouvelable qu’est le bois pour se chauffer. Tout le monde sait qu’en se chauffant au bois, on respecte l’environnement mais que c’est beaucoup de travail. Mais tout le monde n’a pas conscience que le chauffage au bois peut être une source de pollution et que, vu son mode de développement diffus, l’ensemble des petites sources de pollution fini par ne plus être négligeable. Aussi est-il important de comprendre la combustion du bois pour mieux la maîtriser, afin d’en faire une source d’énergie réellement propre, et qui plus est confortable et moins contraignante.

La combustion se déroule en trois phases :

L’évaporation

Le bois contient de l’eau. Lors de cette première phase, l’énergie produite par la combustion va être utilisée non pas pour produire de la chaleur, ce qui est le but recherché, mais pour évaporer l’eau contenue dans le bois. Ainsi, plus un bois est humide, moins sa combustion apportera de chaleur, d’où l’intérêt de brûler du bois sec. Brûler du bois humide, c’est :

• consommer l’énergie potentielle du bois pour le sécher,
• avoir une température de combustion plus faible,
• avoir plus de gaz imbrûlés qui partent dans la cheminée, donc encore une perte d’énergie,
• avoir une production de suie et de bistre dans la cheminée, donc augmenter la fréquence de ramonage,
• augmenter les risques de corrosion et de percement de la chaudière,
• brûler plus de bois pour se chauffer

Ainsi, il convient de brûler du bois avec une humidité la plus faible possible pour avoir des performances optimales. On conseille usuellement un bois avec une humidité relative de l’ordre de 15 à 20%. Ce résultat est obtenu en laissant le bois sécher pendant 1 à 2 ans, l’idéal étant de l’empiler fendu dans un endroit sec, aéré et ensoleillé.

La phase d’évaporation se produit à partir d’une température de 100 °C. Cette phase de séchage doit durer le moins longtemps possible pour atteindre une température suffisante à la poursuite de la combustion du bois.

La décomposition

Si l’on chauffe du bois jusqu’à une température de 240 °C environ, ce dernier va s’enflammer. Il s’agit en fait de l’inflammation des gaz combustibles libérés par la décomposition du bois. Cette phase est aussi appelée gazéification du bois. La décomposition du bois produit des gaz combustibles comme l’oxyde de carbone, l’hydrogène ou des hydrocarbures. En absence d’un quantité d’oxygène suffisante (apporté par l’air) et si la température est trop faible, la combustion de ces gaz est incomplète et ils partent dans la cheminée (fumée). Il est donc important d’avoir un apport d’air suffisant pour assurer une combustion complète des gaz issus de la décomposition du bois.

Une combustion incomplète se traduit par une perte d’énergie, une plus faible température de combustion et une pollution de l’atmosphère (par la production de composés comme l’acide acétique, de phénols ou de formaldéhydes) ou même de l’environnement proche (intoxication au monoxyde de carbone).

Au sujet de la pollution de l’air, il va sans dire qu’il ne faut brûler que du bois « propre » (sans peintures, colles ou produits fongicides) dans les équipements domestiques sans quoi les dégagements de fumée seront nocifs.

La carbonisation

La troisième étape de la combustion du bois est la carbonisation ou gazéification du carbone. A partir d’une certaine température (de l’ordre de 500 °C) il ne reste plus que du carbone incandescent (les braises). Il se produit alors une réaction d’oxydation du carbone qui libère de la chaleur. Cette réaction nécessite suffisamment d’oxygène et une température élevée pour être complète. Dans le cas contraire, on aura des gaz imbrûlés qui s’échapperont par la cheminée, d’où une perte d’énergie et le rejet de monoxyde de carbone.

Lorsque cette phase se déroule dans de bonnes conditions, la température générée peut atteindre les 1500 °C. La combustion ne génère alors que du CO² et de la vapeur d’eau.

Ainsi un appareil de chauffage au bois bien conçu devra permettre un apport d’air (primaire) suffisant pour la phase de décomposition du bois, mais aussi pour la phase de carbonisation (air secondaire) dans la chambre de combustion.

info provenant du site sud energies ...

Ce mode de combustion est valable pour les particuliers qui accèdent à du bois secs mais il faut savoir que dans le milieu industriel, on utillise souvent du bois vert, récemment coupé, et donc la combustion s'effectue en 4 étapes :

photo tiré du site Biomasse Normandie 

Je vous renvoi vers le cours gratuit " le remplissage en eau " du site X pair 

http://formation.xpair.com/voirCours/remplissage_en_eau.htm

Cet extrait de cours provient de ce site 

http://formation.xpair.com/voirCours/presentation_pompes_centrifuges.htm

Le cours " les pompes centrifuges sur circuit fermé" est accessible à tous - il y en a d'autres - c'est certainement un des sites que j'apprécie le plus. Il me permet enfin d'accéder à des théories et des explications que je n'ai pas eu, malgré mes incessantes questions ... 

Définition ( site )

Un robinet thermostatique permet de réguler un débit de fluide en fonction d'une température de consigne sur un radiateur.
Les robinets thermostatiques sont utilisés dans toutes les installations modernes de chauffage pour apporter le confort d'une température régulière.
Les robinets thermostatiques pour radiateur peuvent être réglables individuellement ou pilotés par une régulation centrale.

Le robinet thermostatique est donc un robinet manuel équipé d'une tête thermostatique qui permet d'agir sur le radiateur, panneau ou sèche-serviette lorsque les apports gratuits internes ou externes justifient que le chauffage puisse se réduire. Le robinet thermostatique permet des économies d'énergie et est désormais un standard réglementaire pour toute installation de chauffage à eau chaude. (site )

Ces robinets sont un bon complément du système de régulation. Avec eux, on peut choisir la température ambiante de chaque pièce. Ils permettent de moduler le chauffage en fonction de l'usage de la pièce et de valoriser les apports de chaleur gratuits.

Ils permettent de sérieuses économies de chauffage et davantage de confort. Ils doivent être certifiés NF.

Il existe différents modèles de têtes thermostatiques : standards ( relativement sensibles aux courants d'air), programmables, à commande à distance ...

Pour un bon fonctionnement :

Les robinets thermostatiques ne doivent pas être installés dans la pièce où se situe le thermostat d'ambiance.

A l'arrêt du chauffage, il est conseillé de les ouvrir au maximum pour éviter un blocage au redémarrage de la saison de chauffe. ( site )

Il permet d'intervenir sur le débit du fluide afin d'adapter la température du radiateur à l'ambiance de façon automatique. 

Mais en aucun cas les robinets thermostatiques ne remplacent l'équilibrage hydraulique de l'installation ou n'augmentent la puissance d'un radiateur. 

L'installation de robinets thermostatiques sur une installationde chauffage centrale entraîne le risque d'arrêt du débit en cas de fermeture total de l'ensemble des robinets. 

Pour éviter cette perturbation, le montage d'une soupape différentielle est recommandée. 

La levée nominale

Le robinet thermostatique n'est jamais ouvert en grand et ne régule que sur une course réduite de la levée du clapet.

1. Élément thermostatique à soufflet contenant un gaz thermosensible (d’autres modèles intègrent un palpeur à cire) 2. Pas de vis servant au réglage de la température 3. Ressort de compensation 4. Axe de poussée de la tête 5. Presse-étoupe 6. Ressort de rappel du clapet 7. Clapet 8. Corps du robinet 9. Sens de circulation de l’eau 10. Point de désolidarisation de l’axe du presse-étoupe et de celui du clapet © Danfoss ( site )

Chaque robinet thermostatique doit être sélectionné par trois caractéristiques essentielles : 

Le coefficient Kv

Q = débit en m3/h

DP = pression différentiel en bar

p = densité ou poids spécifique (kg/dm3)

Le coefficien Kv est numériquement égal au débit, exprimé en m3/h, qui traverse le robinet, en position de levée nominale, sous une différence de pression de 1 kg/cm² ou 1 bar. 

Il permet donc de caractériser le dimensionnement d'un robinet en fonction de la perte de pression et d'un débit et non uniquement en fonction d'un diamètre. 

La bande proportionnelle

L'autorité hydraulique

Comment démonter - remonter un radiateur

Comment purger un radiateur

Comment débloquer un robinet thermostatique