Condenseur de gaz d'échappement, augmentation du retour et efficacité du tampon
Les condenseurs de gaz d'échappement poursuivent la tendance écologique vers la technique de condensation
L'idée d'extraire de la chaleur supplémentaire des gaz de combustion en condensant la vapeur d'eau qu'ils contiennent s'est largement imposée dans les chaudières à gaz naturel et à mazout sous le nom de technique de condensation. On peut donc s'attendre à ce que la tendance à la condensation se poursuive également pour les chaudières à bois et les centrales de cogénération, d'autant plus que chacune de ces techniques présente d'autres avantages :
- Dans le cas des chaudières à bois, l'utilisation de condenseurs de gaz d'échappement permet de réduire considérablement les émissions de particules fines, jusqu'à 50%. (Source : ÖkoFEN)
- Dans le cas des centrales de cogénération, la partie des gaz de combustion transformée en électricité augmente également le bilan de la condensation, de sorte que le pourcentage d'augmentation de la puissance de chauffage est plus élevé que pour les chaudières.
- L'utilisation de condenseurs de gaz d'échappement est une condition préalable à l'utilisation commune de systèmes air-gaz d'échappement (SAG) avec d'autres générateurs de chaleur.
Le tableau suivant présente les différents combustibles et les rendements des générateurs de chaleur :
| Gaz naturel NT- Chaudière |
Gaz naturel BW- Chaudière |
Gaz naturel BW- CENTRALE DE COGÉNÉRATION |
Mazout NT- Chaudière |
Mazout BW- Chaudière |
Mazout BW- CENTRALE DE COGÉNÉRATION |
Bois NT- Chaudière |
Bois BW- Chaudière |
Bois BW- CENTRALE DE COGÉNÉRATION |
|
| eta el | – | – | 30% | – | – | 45% | – | – | 10% |
| Ho / Hu | 111% | 111% | 114% | 106% | 106% | 109% | 108% | 108% | 109% |
| Pertes de gaz d'échappement | 18% | 4% | 4% | 13% | 4% | 4% | 12% | 5% | 5% |
| eta / Hu | 93% | 107% | 110% | 93% | 102% | 105% | 96% | 103% | 104% |
Sources : iwo.de, vollbrennwerttechnik.de, ÖkoFEN
Ainsi, il est surprenant à première vue de constater que le rendement d'une centrale de cogénération au fioul est juste inférieur à celui d'une chaudière à condensation au gaz naturel et qu'une chaudière à condensation au bois bat une chaudière à condensation au fioul d'un point de pourcentage en termes de rendement.
De notre point de vue, il y a donc de nombreux arguments en faveur de la poursuite de la croissance de cette technique. Soyez donc de la partie dès le début et faites des expériences là où d'autres ferment encore les yeux !
L'utilisation de la condensation signifie toujours que le point de rosée n'est pas atteint
L'art de l'utilisation de la condensation est toujours de descendre en dessous du point de rosée, car c'est la seule façon de condenser la vapeur d'eau contenue dans les gaz d'échappement, et cette réalité physique est incontournable. Cela signifie d'une part que votre distribution de chaleur doit fonctionner avec les températures de retour les plus basses possibles. D'autre part, cela signifie également que, pour des raisons d'efficacité du tampon, vous devez faire très attention à la réserve limitée d'eau froide lors du chargement, car son épuisement met fin au chargement du tampon. La réserve d'eau froide d'un tampon est aussi précieuse lors du chargement que sa réserve d'eau chaude lors du déchargement !
Utilisation de la condensation contre efficacité tampon
Les générateurs de chaleur régénératifs, comme les chaudières à bois ou les centrales de cogénération, nécessitent généralement une température de retour minimale régulée. Celle-ci se situe souvent aux alentours de 60°C et est générée par l'ajout d'eau de départ dans le retour froid provenant du raccord tampon inférieur.
Grâce au chargement d'une seule zone, beaucoup d'eau de départ de la chaudière arrive dans le retour de la chaudière et peu dans le tampon.
Cette augmentation dite de retour (RLA) peut être utilisée avec un rendeMIX 2×3 pour charger un réservoir tampon en deux zones de manière particulièrement efficace. Lors du chargement en deux zones, la partie supérieure du réservoir est d'abord réchauffée le plus rapidement possible en prélevant de l'eau chaude sur le raccord central du réservoir.
Grâce au chargement en deux zones du rendeMIX 2×3, moins d'eau de départ de la chaudière arrive dans le retour de la chaudière et plus dans le tampon.
Certes, plus le tampon est chargé, plus la température au niveau du raccord inférieur du tampon augmente et, par conséquent, plus la part d'eau de départ de la chaudière qui arrive dans le tampon augmente, mais l'augmentation de la température au niveau du raccord inférieur du tampon indique généralement la fin imminente de la capacité d'absorption de chaleur du tampon, car le chargement doit être arrêté lorsque la température au niveau du raccord inférieur du tampon dépasse la température de retour requise vers la chaudière.
Ce n'est que peu avant la fin du chargement d'une zone que les températures croissantes au niveau du raccordement inférieur du tampon entraînent une vitesse de chargement plus élevée.
Dès que la température de l'eau tampon au niveau du raccord central est supérieure à la température de retour requise, le chargement à deux zones du rendeMIX 2×3 accède à l'eau froide au niveau du raccord inférieur.
Le chargement en deux zones du rendeMIX 2×3 assure un chargement nettement plus confortable et efficace du tampon grâce à son utilisation plus économique de la ressource limitée "eau froide".
Pour un même apport de puissance, le tampon chauffe donc plus rapidement en haut et reste froid plus longtemps en bas. Ainsi, plus de confort (eau chaude plus rapidement) n'est pas en contradiction avec plus d'efficacité (eau froide plus longtemps).
Des comparaisons entre les deux systèmes ont montré que le temps entre l'allumage d'une chaudière à bois et la disponibilité d'eau chaude peut être divisé par deux, tout en doublant la capacité d'absorption de chaleur du tampon !
Comment fonctionne le condenseur rendeMIX 3×3 et pourquoi a-t-il besoin de la valve VTB ?
Le chargement en deux zones du rendeMIX 2×3 avec élévation intégrée du retour (RLA) charge le réservoir tampon de manière si efficace parce qu'il chauffe l'eau chaude du milieu avant l'eau froide de la partie inférieure du réservoir. Toutefois, si un échangeur de chaleur à condensation doit également être utilisé sur la chaudière à bois ou la centrale de cogénération, il doit bien entendu être alimenté par l'eau la plus froide provenant du raccordement inférieur du tampon afin d'en tirer le meilleur parti, c'est-à-dire de rester au maximum en dessous du point de rosée.
Le limiteur thermostatique de température de départ (vanne VTB) avec température minimale réglable a pour fonction de ne pas prélever plus d'eau froide dans le tampon que nécessaire pour obtenir le plein effet de condensation. Elle optimise donc l'efficacité du système en prélevant autant d'eau froide que nécessaire dans le tampon, mais aussi peu que possible. Pour ce faire, il surveille la température de l'eau de chauffage sortant du condenseur et contrôle la quantité d'eau en conséquence : si trop d'eau froide traverse le condenseur, l'eau de chauffage sort du condenseur bien en dessous de la température du point de rosée des gaz de combustion (gaz naturel ~56°C, bois : ~49°C, mazout ~47°C) - la quantité d'eau est réduite ; mais si trop peu d'eau froide traverse le condenseur, elle sort bien au-dessus de la température du point de rosée - la quantité d'eau est augmentée. Une quantité d'eau trop faible diminue le rendement de la condensation, car les gaz de combustion ne se condensent pas sur toute la surface du condenseur. En revanche, une quantité d'eau trop importante n'est pas assez économe avec la ressource rare qu'est l'eau froide, car le condenseur ne produit pratiquement plus de rendement de condensation.
Pour pouvoir modifier la quantité d'eau qui circule dans l'échangeur de chaleur gaz de fumée/condensation de la manière décrite, le rendeMIX 3×3 Condenser n'a toutefois pas besoin de pompe supplémentaire : la pression différentielle nécessaire est simplement générée par une soupape de décharge à la sortie du module vers le retour de la chaudière à bois ou de la centrale de cogénération. Ainsi, l'ensemble du circuit de la chaudière ne nécessite qu'une seule pompe de circulation, comme auparavant. Celle-ci peut, au choix, être bridée sur le rendeMIX 3×3 Condenser ou être intégrée au générateur de chaleur. La seule condition pour son utilisation est que la conduite entre le départ du condenseur et le retour du générateur de chaleur soit reliée au rendeMIX 3×3 Condenser par un raccord supplémentaire (conduite rouge avec pièce en T vers le raccord 5 du rendeMIX 3×3 Condenser).
Le servomoteur du rendeMIX 3×3 Condenser est alors commandé par le signal trois points 230V~ d'un régulateur externe, qui maintient constante la température de retour vers le générateur de chaleur. En alternative, le rendeMIX 3×3 Condenser FWR dispose d'un régulateur à valeur fixe intégré avec température de consigne réglable et raccordement au réseau 230V~.
Seul le rendeMIX 3×3 Condenser vous permet de tirer le meilleur parti de votre condenseur de gaz d'échappement. et votre réservoir tampon. Comme la stratification a une influence très importante sur l'efficacité du tampon et qu'il est impossible de la créer, de la stabiliser ou de la préserver de la destruction lors du seul chargement, il est évident que le meilleur résultat est obtenu par l'utilisation simultanée du chargement et du déchargement rendeMIX, comme nous vous l'avions déjà dit dans notre rendePOST 4 sous "Pourquoi a-t-on besoin des deux : chargement et déchargement à deux zones ?
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