la technique de la condensation
- La technique de la condensation est une technique efficace pour transformer le gaz naturel ou le fioul en chaleur utile par combustion (figure 1). Comme pour la basse température, le principe du chauffage à condensation exploite la chaudière pour récupérer le maximum d'énergie contenu dans les fumées. Le phénomène de condensation se produit sur l'échangeur de chaleur au contact des fumées chaudes avec un retour de chauffage à température modérée. C'est à partir d'une température dite point de rosée que la condensation commence à se former et que la récupération de chaleur s'opère.
Figure 1: comparaison des pertes pour la technique à basse température
et la technique à condensation (gaz naturel, fioul)
- Alors que pour les chaudières basse température on doit éviter la condensation des fumées et donc une humidification des surfaces de chauffe, il en va autrement pour la technique de condensation.
- La condensation des fumées est désirée et provoquée afin de récupérer la chaleur latente contenue dans la vapeur d'eau en plus de la chaleur sensible des fumées.
- Ainsi, la chaleur résiduelle évacuée avec le système d'évacuation des fumées est très fortement réduite, la température des fumées pouvant être nettement abaissée par rapport aux chaudières basse température (figure 2). Cette chaleur récupérée est transmise au circuit de chauffage pour atteindre des rendements allant jusqu'à 109%.
- Lors de la combustion de fioul ou de gaz naturel, constitués tous deux essentiellement de composés du carbone (C) et de l'hydrogène (H), il se forme par réaction avec l'oxygène (O2) de l'air du dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O).
Figure 2: les chaudières avec technique de condensation atteignent un rendement global annuel
allant jusqu'à 109%, en récupérant de la chaleur supplémentaire des fumées (gaz naturel)
- Si la température sur les parois des surfaces de chauffe du côté du gaz tombe en-dessous de la température du point de rosée de la vapeur d'eau, il y a formation de condensat à partir de la vapeur d'eau contenue dans les fumées.
- En raison de la différence de composition chimique du gaz naturel et du fioul, les températures auxquelles il y a condensation de la vapeur d'eau dans les fumées sont différentes. A l'approche d'une combustion stœchiométrique, le point de rosée de la vapeur d'eau pour le gaz naturel se situe vers 57°C, pour le fioul vers 47°C (figure 4).
Voici les valeurs de PCI et PCS spécifiques au fioul. Figure 4: température de rosée de la vapeur d'eau
Le gain calorifique théorique vis-à-vis de la technique basse température est pour le gaz naturel de 11%.
Pour le fioul, on peut au maximum réaliser un gain supplémentaire de 6% par l'utilisation de la chaleur de condensation.
Différence entre Pouvoir calorifique inférieur et supérieur- Le rendement d'une chaudière à condensation s'exprime en % sur PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) du combustible. Il y a lieu de connaitre la différence.
- Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) désigne la quantité de chaleur qui est libérée lors de la combustion complète, l'eau formée étant évacuée sous forme de vapeur.
- Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) définit la quantité de chaleur qui est libérée lors de la combustion complète, y compris la chaleur de vaporisation contenue dans la vapeur d'eau des fumées.
- Du fait de la récupération supplémentaire de la chaleur de vaporisation et de la référence au PI, on peut ainsi avec des chaudières à condensation obtenir des rendements supérieurs à 100%.
- En raison des directives et réglementations, les rendements de chaudière continuent en technique de chauffage de s'exprimer sur la base du pouvoir calorifique
