Les intérêts du chauffage central aux bûches avec hydro-accumulateur - Arnaud DEVES, COSTIC

Les intérêts du chauffage central aux bûches avec hydroaccumulateur BOIS-ÉNERGIE Mulhouse 15 septembre 2001 COSTIC Centre de Digne les Bains

Contexte • Les chaudières à tirage naturel – Combustion montante – Combustion horizontale – Combustion inversée

• Les chaudières à tirage forcé • Une norme NF EN 303-5

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NF EN 303 - 5 • Concerne : – Chaudières P<300 kW tirage naturel / forcé, chargement manuel / automatique – Installations avec hydroaccumulation

• Fixe des exigences : – – – –

Conception Rendements Émissions : valeurs limites applicables en France en 2004 Marquage

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NF EN 303 - 5 • Trois catégories de rendement et d’émissions (valeurs d’émissions non applicables jusqu’en 2004) • Pour une puissance utile de 15 kW : – Classe 1 - rendement > 54 % – Classe 2 - rendement > 64 % – Classe 3 - rendement > 74 %

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Performances des chaudières à bûches T ira g e

N a tu re l

F o rc é

C o m b u s tio n

M o n ta n te

H o riz o n ta le

In v e rs é e

In v e rs é e

R endem ent

50 %

60 %

65 %

75 %

Valeurs moyennes des performances de différents modèles de chaudières obtenues à allure nominale Source COSTIC - CETIAT

Rendement requis dans la norme NF EN 303-5 pour une puissance de 15 kW Classe 1 Classe 2 Classe 3 > 54 % > 64 % > 74 %

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Évolution • L’exigence de performances devrait favoriser dans le futur les chaudières à tirage forcé munies d’un ventilateur sur les entrées d’air comburant Air primaire

Rendements supérieurs (75 %) Émissions polluantes réduites

Air secondaire COSTIC Centre de Digne les Bains

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Mais...

• Pour les chaudières à tirage forcé, on peut observer des dégradations rapides dues aux faibles températures de fumées lors des phases de faible demande : – Stagnation des gaz résiduels de pyrolyse – Condensations – Bistrage du conduit de fumées

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Limites du chauffage central au bois sans accumulateur • Niveau de confort moyen – Combustion du bois difficile à maîtriser – Taux de charge non régulé en fonction des besoins en chauffage

• Conduite délicate – Éviter les retours froids (condensations) – Chaudières à tirage forcé : lors des phases de ralenti (ventilateur à l’arrêt) - stagnation de gaz nocifs, condensations, bistrage du conduit de fumées

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Comment améliorer les performances • Utiliser les appareils au maximum à la puissance nominale • Fonctionner à des niveaux de température suffisants en continu • Adapter la production aux besoins énergétiques Solution envisagée : Hydroaccumulation

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Principe de l’hydroaccumulation Étape n°1 : Stockage de chaleur

Besoins en chauffage et ECS

Chaud.

Marche

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Stock

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Principe de l’hydroaccumulation Étape n°2 : Restitution de chaleur

Besoins en chauffage et ECS

Chaud.

Arrêt

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Stock

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Avantages • Absorber la surpuissance de la chaudière – Offre technique en chaudières à bûches à tirage forcé : puissances très souvent supérieures à 20 kW – Puissance nécessaire pour une maison de 100 m² dans l’est de la France : environ 10 kW

• Sans accumulation la chaudière fonctionne souvent à une demande trop faible.

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Avantages • Fonctionnement de la chaudière dans les conditions optimales : – Combustion stable – Rendements optimums

• Production d’ECS possible toute l’année – Sans ballon, demande insuffisante – Avec ballon, une charge de bois permet de couvrir les besoins d’ECS pendant plusieurs jours l’été

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La production d’ECS EF

ECS

Ballon de production d ’ECS Vers réseau de

Vers chaudière

radiateurs Ballon d ’hydroaccumulation

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Les économies SANS HYDROACCUMULATION Besoins

AVEC HYDROACCUMULATION (1300 LITRES)

Chauffage : 25 000 kWh/an ECS : 2 900 kWh : an

Consommation Bois 22 stères Electricité 2 900 kWH / an

20 stères Résultat d’un suivi (COSTIC pour l’ADEME)

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Avantages • Autonomie prolongée • Suivant le choix de l’utilisateur final • En jouant sur le dimensionnement de l ’ensemble chaudières + ballon • Entre 2 et 4 chargements les jours les plus froids

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Avantages • L’utilisation d’émetteurs basse température – – – – –

Utilisation impossible sans ballon d’accumulation Radiateurs : 60°C - 45°C Planchers chauffants : 40°C Confort augmenté Économies

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Les quelques inconvénients • Encombrement : – Ballon entre 2000 et 4000 litres – Ballon horizontaux (H = 2 x D)

• Coût à l’investissement – Ballon + sondes supplémentaires – De l’ordre de 12 000 FRF HT pour un ballon de 2 000 litres COSTIC Centre de Digne les Bains

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Comparatifs économiques • Exemple : comparaison avec une installation fioul • Déperditions 10 kW • Investissement : Installation bois 1,5 fois plus chère – Bois : 49 000 FRF HT – Fioul : 30 000 FRF HT

• Temps de retour : Fonction des cours et de l’origine du bois - De 5 à 10 ans COSTIC Centre de Digne les Bains

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Conclusion • Une solution aux contraintes du chauffage central au bois • Des performances thermiques et environnementales accrues • Des conditions économiques valorisantes

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