Chaudière à bois pour chauffer une maison privée

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Avec un choix limité de sources d’énergie, le chauffage au bois peut ne pas avoir d’alternative du tout. Il est important d’acheter une chaudière à bois appropriée et de comprendre les caractéristiques de son fonctionnement. Nous vous parlerons de ces unités de chauffage, en commençant par le choix d’un type approprié et en terminant par des questions d’installation.

Chaudière à bois pour chauffer une maison privée

Les principaux types de chaudières à bois

L’arsenal des équipements de chauffage est constamment renouvelé avec de nouveaux produits plus avancés, cependant, rien de radicalement nouveau n’a été inventé parmi les chaudières à combustible solide. Dans le but d’augmenter l’efficacité, les concepteurs ont en quelque sorte amélioré le design, c’est pourquoi plusieurs variétés sont apparues avec un certain nombre de caractéristiques:

1. Forme complexe en Z du four ou sa division en 2 chambres de combustion. Ces chaudières sont conçues pour une combustion à long terme et la combustion la plus complète des gaz de pyrolyse émis..

La conception d'une chaudière à combustible solide pour une combustion longue Un exemple de construction d’une chaudière à combustible solide à combustion longue: 1 – automatisation de la chaudière; 2 – porte de chargement; 3 – alimentation en air primaire; 4 – alimentation en air secondaire; 5 – cendrier; 6 – combustion des gaz de pyrolyse; 7 – pyrolyse du combustible solide; 8 – échangeur de chaleur; 9 – ventilateur-exhauster

2. La présence de grilles remplies d’eau et / ou d’une veste. On pense que de cette manière, le liquide de refroidissement absorbe jusqu’à 90% de la chaleur de combustion, mais dans la pratique, les bonnes chaudières à bois avec un rendement supérieur à 80% sont déjà une rareté..

Grilles remplies d'eau d'une chaudière à combustible solide Grilles remplies d’eau d’une chaudière à combustible solide

3. Forme d’organisation du soufflage. En réduisant l’oxygène fourni, la durée de la combustion peut être considérablement prolongée, en maintenant la température de l’eau dans les limites spécifiées. Habituellement, il est réalisé au moyen d’un registre manuel ou contrôlé; si le tirage n’est pas assez fort, un ventilateur soufflant peut être utilisé. Le registre est généralement contrôlé par une automatisation numérique, qui contrôle la température de l’eau dans le tuyau d’alimentation.

Ventilateur de pressurisation de chaudière Ventilateur de pressurisation de chaudière

4. Type et dispositif de l’échangeur de chaleur. D’une part, il y a une course pour maximiser la surface pour une dissipation thermique plus efficace, et d’autre part, pour la durabilité et la fiabilité. Dans le premier cas, nous avons des échangeurs de chaleur en nid d’abeille de type chaudière, très performants, mais problématiques au niveau du nettoyage et de la réparation / remplacement. D’un autre côté, de simples bobines tubulaires faites de tuyaux sans soudure étirés à froid sont difficiles à contester avec les classiques..

Échangeur de chaleur en nid d'abeille Échangeur de chaleur en nid d’abeille

5. La présence d’isolant. Le besoin d’un boîtier rempli de minéraux est déterminé par le site d’installation. Si cela n’a aucun sens de gaspiller de la chaleur dans la rue, une chaudière non isolée peut être une bonne méthode de chauffage pour un garage ou un atelier..

Il existe également des différences dans le type de combustible, la disposition horizontale et verticale de la cuve et le matériau du four. Les chambres et les bobines, en acier doux laminé à froid, sont simples et sans prétention, mais sujettes à la formation de scories. Les serpentins en fonte et les gaines remplies d’eau sont les plus durables et non sujets à la formation de tartre, mais nécessitent une tuyauterie spéciale en raison de leur grande sensibilité aux chocs thermiques.

Chaudière à granulés Chaudière à granulés

Puissance de l’équipement

En fin de compte, pour la chaudière, ce ne sont pas tant les détails de sa structure interne qui sont importants que les principaux indicateurs de performance qui ont été atteints grâce à un certain nombre d’innovations techniques. Le paramètre le plus important et déterminant de la chaudière est sa puissance instantanée nominale. La capacité thermique pour différents types de combustibles est différente, ainsi que pour différents types de bois de chauffage, le fabricant ne peut pas la prédire avec précision et calculer la puissance nominale dans un mode de fonctionnement particulier.

Chaudière à bois pour chauffer une maison privée

La détermination de la puissance a lieu selon deux indicateurs. Par le volume de la chambre de combustion, on peut juger du poids du signet. En moyenne, on pense que pour chaque kilowatt de puissance d’une chaudière à bois, il y a 2,5 à 3 litres du volume de la chambre de combustion. Ayant reçu la valeur instantanée de la puissance libérée lors de la combustion, il est possible de prédire combien de celle-ci peut être absorbée par l’échangeur de chaleur à différentes températures de fonctionnement. Habituellement, l’absorption est délibérément rendue plus élevée que le dégagement de chaleur calculé dans des conditions de combustion proches de l’optimum, mais cette approche est semée d’embûches.

Condensat dans une chaudière à combustible solide Condensat dans une chaudière à combustible solide

Le fait est que toutes les chaudières à bois souffrent d’une maladie courante – la formation de goudron en raison de la forte teneur en humidité du bois brûlé. La condensation ne se produit que lorsque la différence de température est suffisamment élevée. Ainsi, la formation d’accumulation sur l’économiseur ou l’échangeur de chaleur secondaire peut s’arrêter lorsque le caloporteur est chauffé à 40–45 ° C. L’essentiel est que si vous chargez la chaudière de moitié, sa puissance ne sera pas suffisante pour le chauffage normal des murs et des échangeurs de chaleur, à cause de laquelle l’équipement «coulera» simplement.

Dispositif de cheminée

Le coup principal de la condensation de la vapeur d’eau du bois tombe sur le système de cheminée. Le tuyau est long, la différence de température (surtout à l’extérieur) est très élevée. Il existe deux approches pour résoudre ce problème..

Cheminée pour chaudière à combustible solide

Le premier consiste à installer des robinets de révision pour évacuer l’humidité condensée. Ces coudes doivent être situés au point le plus bas de chaque segment pivotant, en commençant par la dernière section verticale et en se terminant par le point de connexion de la chaudière. L’inconvénient est que les tuyaux d’évacuation de l’eau doivent périodiquement être nettoyés et ne peuvent pas avoir une longueur significative avec un petit diamètre.

Cheminée pour chaudière à combustible solide

Avec des cheminées en brique ou avec des tuyaux en amiante-ciment dans le revêtement, de tels problèmes ne se posent pas. Les difficultés de construction de telles cheminées sont évidentes, mais elles peuvent également être contournées en utilisant des matériaux plus coûteux. Nous parlons de tuyaux sandwich isolés en acier inoxydable avec une charge minérale. Pour un appareil de cheminée aujourd’hui, c’est la meilleure option. Pour résumer: le condensat ne se forme pas uniquement dans les cheminées isolées.

Cheminée pour chaudière à combustible solide

Inertie du système

Un autre inconvénient d’une chaudière à combustible solide est caché dans la nature cyclique de son fonctionnement et l’incapacité de reconstituer indépendamment les réserves de combustible. Pour cette raison, soit une capacité thermique élevée de la structure de la maison elle-même est nécessaire, soit une isolation sourde, à proximité d’une maison passive, ou un moyen de stocker une réserve de chaleur pendant la période de refroidissement du système..

Le volume de l’échangeur de chaleur lui-même dans la chaudière étant petit, le déplacement du système peut être augmenté principalement en augmentant le diamètre des tuyaux. Une autre alternative de ce type est l’installation d’un accumulateur de chaleur. Avec la bonne approche, vous ne pouvez réaliser l’accumulation de chaleur qu’après avoir chauffé le système principal, ce qui aidera à accélérer le chauffage de la maison et à résoudre le problème de condensation.

Accumulateur de chaleur dans l'installation de chauffage Accumulateur de chaleur dans l’installation de chauffage

Les systèmes de chauffage par le sol ont leur propre inertie élevée, qui augmente avec l’épaisseur de la chape qui s’accumule. Avec une coupure thermique sous le plancher, cela peut être une véritable source de chaleur à long terme. Avec une couche suffisamment épaisse, même l’utilisation d’eau à une température plus élevée ne causera pas d’inconfort et de zèbre thermique, mais avec l’inertie du système, le temps nécessaire pour atteindre le régime augmente. D’autre part, la connexion d’un plancher chaud à une chaudière à bois nécessite une tuyauterie assez complexe, qui exclut la surchauffe de la chaudière et des tuyaux dans le sol..

Plancher chauffant à l'eau Plancher chauffant à l’eau

Automatisation et tuyauterie des chaudières à bois

Comme déjà mentionné, la puissance de la chaudière ne peut être contrôlée qu’en modifiant la quantité d’oxygène fournie. Ce système fonctionne le plus efficacement et avec précision dans les chaudières à pyrolyse des mines utilisant du bois ou des briquettes..

Calculateur de chaudière à combustible solide Calculateur de chaudière à combustible solide

Le complexe d’automatisation principal comprend une unité de commande électronique, un ventilateur, un régulateur de tirage à entraînement électrique et un thermocouple solidement fixé au tuyau d’alimentation. Tous ces composants sont vendus à la fois individuellement et en ensembles pour un modèle de chaudière spécifique. En moyenne, toute automatisation coûte environ 4 à 5 000 roubles. Par ailleurs, nous mentionnerons l’importance d’avoir une protection contre une chute du registre et des rainures d’étanchéité sur les trappes de chargement et d’inspection, cheminée, système de stabilisation du tirage.

Régulateur de tirage d'air Régulateur de tirage d’air

Pour les chaudières à combustible solide, un certain nombre de dispositifs de protection d’un type différent sont prévus, installés dans la tuyauterie hydraulique. Parmi les absolument obligatoires, il s’agit d’une pompe de circulation et d’une protection du four contre la surchauffe – un groupe de sécurité pour soulager la surpression. Veuillez noter que la sortie de la soupape de décharge doit être tournée vers le mur ou équipée d’un tuyau, afin de ne pas blesser les personnes présentes lors du déclenchement. Les exigences de sécurité peuvent prévoir l’installation d’un clapet anti-retour de cheminée pour stabiliser le tirage et la combustion, il est monté immédiatement à la sortie de la chaudière ou directement devant la section verticale finale.

Schéma de câblage d'une chaudière à combustible solide avec un accumulateur de chaleur Schéma de raccordement d’une chaudière à combustible solide avec un accumulateur de chaleur: 1 – cheminée; 2 – thermostat; 3 – groupe de sécurité; 4 – séparateur d’air; 5 – pompe de circulation; 6 – accumulateur de chaleur; 7 – mélangeur à trois voies; 8 – automatisation en fonction des conditions météorologiques; 9 – radiateur de chauffage; 10 – pompe de circulation; 11 – clapet anti-retour; 12 – vase d’expansion; 13 – protection contre la marche à sec; 14 – vanne d’appoint; 15 – capteur de température posé; 16 – chaudière à combustible solide

Pour les chaudières en fonte, il est pratiqué d’installer une vanne à deux voies qui mélange l’eau d’une sortie chaude pour empêcher l’eau froide de pénétrer dans la chambre de combustion chauffée. Lors de l’installation d’un accumulateur de chaleur, une vanne électrique à trois voies est ajoutée, qui ne démarre l’alimentation en chaleur du réservoir qu’après le réchauffement de la composition principale. Le contrôle est effectué par la température de retour, le circuit supplémentaire est mis en marche 7–10? С avant d’atteindre la température de coupure. Dans cet aspect, les unités de commande avec un contrôleur PID sont les plus préférées..

Installation, connexion

La chaudière est installée sur un socle en béton dont la hauteur est déterminée par l’équilibre du système hydraulique. Idéalement, le liquide de refroidissement dans la chaudière doit être à la pression la plus élevée par rapport au reste du pipeline. La position de la chaudière est également déterminée par la direction et le point de raccordement du conduit de fumée. Sa connexion peut être verticale (haut) ou horizontale (arrière ou latérale).

Tuyauterie de chaudière à combustible solide

Il est recommandé de n’utiliser que des tuyaux en acier ou en cuivre dans la tuyauterie de la chaudière, pour le plastique, le risque de surchauffe est trop grand. La section de la canalisation d’alimentation à 3 à 5 mètres de la chaudière est également traditionnellement en métal. Les connexions peuvent être soudées, en l’absence de l’équipement nécessaire – filetées sur un câble et un mastic anaérobie.

La chaudière doit être ajustée en tenant compte de la faible vitesse de chauffage et de l’inertie élevée. En règle générale, la température de fonctionnement du liquide de refroidissement est maintenue dans la plage de 50 à 65 ° C. Dans ce cas, la température de l’hystérésis inverse doit être légèrement supérieure au maximum, auquel le boost s’arrête complètement. Cela est nécessaire pour que l’allumage commence bien avant que l’eau du système ne refroidisse plus que prévu..

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