Chaudières Traditionnelles : Types, Rendement et Émissions de NOx

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Chaudières traditionnelles [ECS]
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On parle de “chaudière traditionnelle” en opposition aux “chaudières à condensation“. Les
“chaudières traditionnelles” sont conçues et exploitées de manière à éviter la
condensation des fumées.
La chaleur latente de celles-ci n’étant pas récupérée, les “chaudières traditionnelles”
auront toujours un moins bon rendement que les “chaudières à condensation”.
Chaudières gaz ou fuel à brûleur pulsé
Les chaudières à brûleur pulsé sont des chaudières dont le brûleur est choisi
indépendamment de la chaudière. Celui-ci peut fonctionner au gaz ou au fuel.
Les chaudières actuelles de ce type sont dites “à foyer pressurisé”, c’est-à-dire que le
trajet des fumées dans la chaudière est assuré grâce à la pression fournie par le
ventilateur du brûleur.
Chaudière à foyer pressurisé sans et avec son brûleur.

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Types de foyer
En gros, il existe actuellement deux types de chaudière (de puissance > 70 kW) :
les chaudières “à triple parcours”,
les chaudières “à inversion de flamme”.
Chaudière triple parcours en acier : les
fumées quittent le foyer par l’arrière et
parcourent à trois reprises la longueur de la
chaudière avant d’être récoltées au dos de
celle-ci.
Elément d’une chaudière triple parcours en
fonte. Les chaudières performantes de ce
type possèdent un premier et un dernier
élement (refermant le foyer) entièrement
parcourus par l’eau, ce qui augmente les
surfaces d’échange et diminue les pertes
par parois sèches.

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Chaudière à inversion de flamme en acier. Dans ces chaudières, souvent de grosse
puissance, le foyer est “borgne”. Les fumées ressortent de celui-ci par l’avant (le long de
la flamme) avant de parcourir des tubes de fumée. Dans ceux-ci, des turbulateurs
(spirales, lamelles métalliques, …) ralentissent les fumées pour augmenter l’échange
avec l’eau et doser celui-ci pour éviter les condensations.
La principale différence entre ces deux configurations se situe au niveau des émissions
de NO . En effet, les chaudières à “triple parcours” permettent un court temps de séjour
des fumées dans la zone de combustion, contrairement aux chaudières à inversion de
flamme dans lesquelles les fumées doivent retransiter par la zone de combustion.
Rappelons que un long temps de séjour des fumées dans la zone à plus haute
température est favorable à la formation des NO .
Rendement
Pertes à l’arrêt
Les pertes à l’arrêt des chaudières à brûleur pulsé modernes sont extrêmement faibles
(de l’ordre 0,1 … 0,4 % de la puissance nominale de la chaudière).
Cela est la conséquence :
x
x

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d’un degré d’isolation de la jaquette important, équivalent à une épaisseur de laine
minérale de 10 cm enveloppant l’ensemble de la chaudière,
de la présence d’un clapet (motorisé, pneumatique, …) refermant l’aspiration d’air
du brûleur lorsque celui-ci est à l’arrêt.
Isolation de la jaquette d’une chaudière à brûleur pulsé.
Rendement de combustion
Le rendement de combustion de ces chaudières est dépendant du choix du brûleur et de
son réglage. Avec un brûleur finement réglé, un rendement de combustion de 93 .. 94 %
est tout à fait possible dans les chaudières actuelles les plus performantes.
Rendement saisonnier
Les faibles pertes à l’arrêt et la possibilité d’obtenir des rendements de combustion les
plus élevés (sans condenser), font des chaudières à brûleur pulsé les chaudières les plus
performantes dans la catégorie des chaudières dites “traditionnelles”:
Exemple. Soit une chaudière correctement dimensionnée (facteur de charge (n de
0,3) avec des pertes à l’arrêt (q ) de 0,2 % et un rendement utile (η )de 93 %.
Le rendement saisonnier de cette chaudière est estimé à :
η = η / (1 + q x (NT/NB – 1))
η = 93 [%] / (1 + 0,002 x 1/0,3) – 1 = 92,6 [%]
Chaudières gaz atmosphériques
Les chaudières gaz atmosphériques sont des chaudières dont le brûleur ne possède pas
de ventilateur.
Ces chaudières sont composées de rampes de brûleurs placés en dessous du foyer.
L’aspiration d’air par le brûleur se fait naturellement par le gaz et les flammes. On parle
de brûleur atmosphérique traditionnel quand une grande partie de l’air est aspirée au
niveau de la flamme et on parle de brûleur à prémélange quand l’air est mélangé au gaz
avant la flamme.
B/nT)
E utile
sais utile E
sais [1]

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Chaudière gaz à brûleur gaz atmosphérique à
prémélange.
Un coupe tirage (ouverture de la buse
d’évacuation vers la chaufferie), placé à
l’arrière de la chaudière annule l’influence du
tirage de la cheminée sur la combustion en
maintenant une pression constante à la sortie
de la chaudière.
Chaudière atmosphérique :
1. Corps de chauffe (en fonte)
2. Échangeur à ailettes profilées
3. Isolation
4. Bouclier thermique
5. Buse de fumée avec coupe-tirage
intégré
6. Tableau de commande
7. Jaquette
8. Porte d’accès (pivotante)
9. Collecteur de départ
10. Collecteur de retour
11. Brûleur à prémélange (bas NOx)
12. Rampe gaz
13. Électrode d’allumage et sonde
d’ionisation
14. Transfo d’allumage
15. Connecteurs électriques
16. Vanne gaz à 2 allures
17. Vanne de vidange
Avantages