Les brûLeurs à mazout - ffc

Les brûLeurs à mazout - ffc
Fonds de formation professionnelle de la construction
Chauffage central
5.3C
Technologie de brûleur
Les brûleurs à mazout
Le contrôle et l’entretien de combustion
avant-propos
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
avant-propos
Contexte
Le secteur de la construction, pilier de notre économie, est confronté constamment à un grand nombre de défis.
Parmi ceux-ci, le secteur veille à assurer la formation continue de la main-d’œuvre en activité dans la construction.
Pour renforcer la réserve de main-d’œuvre qualifiée, Le Fonds de Formation professionnelle de la Construction, le
fvb-ffc Constructiv, porte une attention particulière à l’enseignement et à la formation des jeunes qui choisissent une
formation dans le domaine de la construction.
La formation tout au long de la vie des adultes demeure une nécessité parce que les techniques et les matériaux
changent de manière significative; une plus grande attention sera accordée aux dispositions relatives à la sécurité et
aux exigences liées à la « Construction durable ».
Par conséquent, le ffc, avec le soutien des organisations professionnelles, charge des équipes de rédaction de
manuels modulaires de formation. Ces manuels peuvent être complémentaires aux publications du CSTC. Les
équipes de rédaction peuvent varier selon le sujet, les experts sont généralement identifiés auprès des opérateurs
de formation et d’enseignement, ainsi que des professionnels du secteur en activités ou encore des fabricants, pour
être en lien avec la réalité actuelle dans le milieu professionnel.
Le résultat est un série de manuels modulaires, utilisable comme supports de cours à adapter selon les types de
formation et selon les groupes cibles. Ces supports didactiques sont également disponible en format téléchargeable
sur notre site ffc.constructiv.be
Le manuel modulaire Chauffage Central
De nombreuses personnes intelligentes et ingénieuses ont contribué de manière inestimable avec ce travail à
rehausser le niveau du savoir-faire dans notre pays. Ce manuel s’adresse dès lors à tous ceux qui veulent maîtriser leur
métier. Dans cette série de manuels, certains volumes s’adresseront davantage à l’exécutant (monteur), tandis que
d’autres intéresseront davantage le collaborateur pour la maintenance (technicien) ou le responsable (installateur).
Tous les aspects de la profession y sont décrits dans les moindres détails et expliqués dans un langage accessible et
dans un style très visuel. Il donne d’une part un aperçu des produits, techniques et applications actuels et rejoint d’autre
part les profils de compétences professionnelles qui sont convertis en programmes de formation.
Une série de manuels modulaires est ainsi créée et peut servir de support de cours aux différentes formations et
différents publics cibles.
Résumé
Ce manuel décrit l’origine, les propriétés et la combustion de mazout pour un usage domestique et donne une
description succincte des possibilités de stockage.
Le pétrole et ses dérivés sont analysés dans le premier chapitre; les propriétés du mazout sont abordées dans le
deuxième chapitre. La combustion du mazout est expliquée dans le troisième chapitre; un peu de chimie ne peut
pas nuire. Vous pouvez retrouver les informations générales sur le stockage du mazout dans le chapitre 4 lequel ne
contient pas la réglementation complète et les normes de construction.
Les manuels suivants sont édités dans cette série:
• propriétés et stockage
• brûleurs au mazout: fonctionnement et éléments
• brûleurs au mazout: contrôle de la combustion et entretien
Public cible: instructeurs, apprenti, professionnels
Robert Vertenueil
Président fvb-ffc Constructiv
3
Rédaction
Coordination:Patrick Uten
Groupe de travail: Paul Adriaenssens
Chris De Deyne
Inge De Saedeleir
Gustaaf Flamant
René Onkelinx
Jacques Rouseu
Textes:
Chris De Deyne
VDAB
CEDICOL
Dessins:
Thomas De Jongh
CEDICOL
Avec l’aide de:CEDICOL
VDAB
© Fonds de Formation professionnelle
de la Construction, Bruxelles 2014
Tous droits de reproduction, de traduction
et d’adaptation, par quelque procédé que ce
soit, réservés pour tous les pays.
Version octobre 2014
D/2014/1698/08
4
Contact
Pour adresser vos observations,
questions et suggestions, contactez:
fvb-ffc Constructiv
Rue Royale 132/5
1000 Bruxelles
Tél.: 0032 2 210 03 33
Fax: 0032 2 210 03 99
website : ffc.constructiv.be
contenu
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
contenu
1C
ontrôle de la combustion����������� 9
2 Mesurages��������������������������������������������� 11
2.1 Le coffret de contrôle de combustion
traditionnel���������������������������������������������� 11
2.1.1 Le mesurage du tirage de la cheminée����� 11
2.1.2 La détermination de la pression
dans chambre de combustion���������������� 13
2.1.3 Le mesurage du tirage de la cheminée����� 13
2.1.4 Le mesurage de la teneur en CO2������������ 15
2.1.5 Le mesurage de la température
des gaz de combustion������������������������� 16
2.2 Les analyseurs de combustion électronique17
2.2.1 Fonctionnement d’un opacimètre
électronique��������������������������������������� 19
2.2.2 Mesurage électronique������������������������� 20
2.2.3 Où mesurer?��������������������������������������� 24
2.3 Procédure de mesurage���������������������������� 24
2.3.1 Détermination de l’indice de suie������������ 24
2.3.2 Détermination de la température de l’air
comburant����������������������������������������� 26
2.3.3 Détermination de la perte de rendement�� 26
2.3.4 Détermination du tirage de la cheminée��� 27
2.3.5 Mise au point de l’installation de
combustion���������������������������������������� 27
2.3.6 Options���������������������������������������������� 29
2.3.7 Entretien et utilisation des appareils
de mesure������������������������������������������ 29
3D
émarrage des brûleurs à
mazout��������������������������������������������������� 33
3.1 Le choix du brûleur en fonction du
générateur���������������������������������������������� 33
3.2 Le démarrage d’un brûleur mazout������������ 39
3.2.1 Montage d’un brûleur mazout���������������� 39
4 Réglage d’un brûleur à
mazout - mise en service����������������� 43
4.1 Adaptation du réglage à l’installation��������� 44
4.2 Plan phas���������������������������������������������� 44
5 Entretien������������������������������������������������ 49
5.1 Nettoyage de la cheminée������������������������ 49
5.2 Nettoyage du tube de raccordement
entre la cheminée et la chaudière�������������� 50
5.3 Nettoyage de la chaudière������������������������ 50
5.4 Nettoyage du brûleur et contrôle des
éléments������������������������������������������������� 51
5.5 Contrôle de combustion��������������������������� 54
6 Élimination des pannes������������������� 55
6.1 Liste d’outils��������������������������������������������� 56
6.2 Influence de la température sur les combustib­
les liquides et le fonctionnement du brûleur 56
6.3 Pannes des brûleurs à mazout������������������� 57
7 Rendement��������������������������������������������� 63
7.1 Déperditions de chaleur��������������������������� 63
7.1.1 La perte par les fumées������������������������� 63
7.1.2 La perte par l’ambiance������������������������� 64
7.2 Rendement de combustion et pertes par la
cheminée������������������������������������������������ 65
7.3 Le rendement saisonnier global d’une
installation de chauffage central���������������� 69
7.3.1 Le rendement saisonnier de la production,
ou rendement de la chaudière ou rendement
nominal dans l’eau (ŋsk)������������������������� 70
7.3.2 Le rendement saisonnier de la
distribution (ŋsd)����������������������������������������������������������������������������71
7.3.3 Le rendement saisonnier de la
régulation (ŋsr)������������������������������������� 71
7.3.4 Le rendement saisonnier de l’émission de
­chaleur des corps de chauffe (ŋse)�������������� 72
7.3.5 Calcul du rendement saisonnier de la
­production, ou de la chaudière ou rendement
nominal dans l’eau (ŋsk)������������������������� 72
7.3.6 Calcul du rendement saisonnier d’une installation de chauffage central (ŋs)���������������� 73
8 Amiante��������������������������������������������������� 75
8.1 Un matériau dangereux����������������������������
8.2 Applications d’amiante�����������������������������
8.3 Travailler en présence d’amiante����������������
8.4 Utilisation de l’amiante dans
une installation de chauffage central���������
75
75
76
77
9 Annexes�������������������������������������������������� 79
9.1 Tableaux utiles����������������������������������������� 79
9.2 Table de conversion CO2��������������������������� 85
5
6
Aperçu des symboles et unités utilisés
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Aperçu des symboles et unités utilisés
1 Pa = 0,01 mbar = 0,102 mm H2O (mm de colonne d’eau)
1 hPa = 1 mbar = 10 mm H2O (mm de colonne d’eau)
1 mm H2O = 10 Pascal
1 mbar = 10,2 mm H2O
Symboles
Description
λ
facteur d’air: rapport entre la quantité pratique et la quantité théorique d’air comburant.
λ
%CO2 max. théorique
%CO2 mesuré
O2
(gaz) oxygène
N
(gaz) azote
CO
(gaz) monoxyde de carbone
CO2
(gaz) dioxyde de carbone
SO2
(gaz) dioxyde de soufre
NOx
(gaz) monoxyde d’azote
NO2
(gaz) dioxyde d’azote
ppm
parts per million; parties par million
mg/Nm³
milligrammes par mètre cube normal ( 0°C en 1013,25 hPa = 1013,25 mbar)
mg/kWh
milligrammes par kilowattheure
ŋ
rendement
ŋs
rendement saisonnier global;
ŋsk
rendement saisonnier de la production, de la chaudière ou rendement utile dans l’eau;
ŋsd
rendement saisonnier de la distribution (canalisations);
ŋsr
rendement saisonnier du régime;
ŋse
rendement saisonnier des corps de chauffe;
ŋwk
rendement côté eau de la chaudière;
tk
cycle de la chaudière pendant la saison de chauffe, en heures (5.160 ou 8.760 heures):
5.160 heures: sans production d’eau chaude sanitaire (215 jours)
8.760 heures: avec production d’eau chaude sanitaire (365 jours)
f
degré de fonctionnement du brûleur (degré de sollicitation) pendant la saison de chauffe, en heures;
q
pertes d’entretien ou d’arrêt;
ŋc
rendement de combustion;
θg
température en °C des gaz de combustion dans le système d’échappement;
θa
température en °C de l’air comburant aspiré par le brûleur;
%CO2
le taux de dioxyde de carbone dans les gaz de combustion;
k
coefficient qui peut être déterminé comme suit: k = (0,008 x % CO2) + Cst
(selon le combustible; 0,48 pour les combustibles liquides).
7
8
1 Contrôle de la combustion
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
1 Contrôle de la combustion
Nous disposons de différents appareils de mesure pour analyser les
gaz de combustion. Nous en distinguons deux groupes:
• le coffret de contrôle de combustion traditionnel;
• les analyseurs de combustion électroniques.
Lorsque les mesures des gaz de combustion sont destinées à remplir
des attestations officielles de combustion, la législation actuelle nous
impose d’utiliser des appareils de mesure qui répondent à ­certaines
­ex­igences minimales (voir partie 3). Une combustion cor­recte
dépend de plusieurs facteurs qu’il est obligatoire de mesurer pour
satisfaire aux exigences:
• l’indice de fumée;
• la teneur en CO2;
• la température des gaz de combustion;
• le tirage de la cheminée;
• la dépression dans la chambre de combustion;
• la teneur en CO;
• la teneur en O2;
• ainsi que tous les paramètres nécessaires pour remplir
l’attestation de combustion ou l’attestation de nettoyage.
9
10
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
2.1 Le coffret de contrôle de combustion traditionnel
VDAB
Le coffret de contrôle de combustion traditionnel
2.1.1Le mesurage du tirage de la cheminée
Manomètre à tube incliné
Manomètre à tube incliné
Une des conditions d’une combustion correcte et économique est
que le réglage soit effectué de manière à obtenir un tirage aussi
constant que possible de la cheminée, car ce tirage a un effet direct
sur le mélange comburant.
Le tirage requis est mentionné dans les normes et la législation en
vigueur.
Dans le système SI, l’unité de (dé)pression est le Pascal.
Exemple:
1 Pa = 0,01 mbar = 0,102 mm H2O (mm de colonne d’eau)
1 hPa = 1 mbar = 10 mm H2O (mm de colonne d’eau)
Vacuomètre Brigon
1 mm H2O = 10 Pascal
1 mbar = 10,2 mm H2O
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L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
Le tableau ci-dessous reprend les valeurs normales pour le tirage­
de la cheminée à une puissance donnée de la chaudière en
fonctionnement:
Puissance chaudière
en kW
Tirage cheminée
en Pa
Tirage cheminée en
hPa ou mbar
Jusqu’à 35 kW
- 10 à +15 Pa
- 0,1 à + 0,15 mbar
35 – 100 kW
- 15 à + 20 Pa
- 0,15 à + 0,20 mbar
100 – 400 kW
- 20 à + 30 Pa
- 0,20 à + 0,30 mbar
La dépression qui règne dans la cheminée (le tirage) assure
l’évacuation des gaz de combustion vers l’air extérieur.
La dépression se mesure à l’aide d’un vacuomètre. On la lit en millimètres de colonne d’eau (mm H2O) , millibar (mbar) ou Pascal (Pa).
Attention: la valeur indiquée sur les attestations de combustion et/
ou les attestations de nettoyage doit correspondre à l’unité indiquée
(conversion éventuellement nécessaire).
Une fois que l’installation a atteint sa température de service, le vacuomètre est placé sur une base horizontale (plane) stable et réglé précisément sur le zéro. Ensuite, le tube est introduit à la perpendiculaire
dans le conduit de fumées à la sortie de la chaudière (voir figure).
mauvais
Manomètre différentiel Testo 510
bon
Euro-index
Mise en place de la sonde
Déprimomètre électronique
Les déprimomètres existent aussi en version électronique avec affichage numérique; la dépression s’affiche à l’écran immédiatement
après mise à zéro (automatique ou manuelle par une seule pression
sur la touche) du manomètre différentiel électronique. Ici aussi, il est
important de veiller à la position correcte de la sonde.
12
Manomètre différentiel Euro-index S2401
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2.1.2La détermination de la pression
dans chambre de combustion
La pression qui règne dans la chambre de combustion est déterminée à l’aide du même manomètre différentiel manuel ou électronique que ci-dessus. La pression de la chambre de combustion est
mesurée au-dessus de la tête de flamme. Tout comme pour le tirage
de la cheminée, les valeurs doivent être mesurées quand le brûleur
fonctionne.
La pression mesurée est la hausse de pression provoquée par le débit
des gaz de combustion et la pression statique refoulée par la chaudière via le brûleur (résistance de la chaudière).
Les chaudières qui exercent une grande résistance sur le débit des
gaz de combustion sont des chaudières haute pression (chaudières modernes), notamment une évolution de la pression dans
l’installation avec la chambre de combustion en surpression:
Tirage de la cheminée = -15 Pa (dépression)
Pression dans la chambre de combustion = +35 Pa
∆P = +35 Pa –(-15 Pa) = + 50 Pa (résistance de la chaudière)
Les chaudières qui exercent peu ou pas de résistance (de 0 Pa à ±
8 Pa) sur le débit des gaz de combustion sont appelées ‘chaudières basse pression’ (anciennes chaudières), p.ex. une évolution de
la pression dans l’installation avec la chambre de combustion en
dépression:
Tirage de la cheminée = -10 Pa
Dépression dans la chambre de combustion = -8 Pa
∆P = -8 Pa –(-10 Pa) = +2 Pa (résistance de la chaudière)
Euro-index
Testeur de fumée
2.1.3Le mesurage du tirage de la cheminée
L’indice de fumée donne une idée rapide de la qualité de la combustion. Il s’agit en fait d’un mesurage de la quantité de particules
imbrûlées qui se trouvent sous forme solide dans le gaz de combustion. Pour le mazout, l’indice de fumée ne peut pas être supérieur
à la valeur prescrite dans la législation régionale (voir Partie 3 - Législation) quand nous le confrontons à l’échelle de comparaison.
Une valeur plus élevée augmenterait le risque de formation supplémentaire de suie et donc le transfert de chaleur, et ferait obstacle
au fonctionnement normal. Une petite couche de suie de quelques
millimètres d’épaisseur dans l’échangeur de chaleur fait augmenter la
température des gaz de combustion et, par conséquent, fait baisser
le rendement.
13
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
La procédure de mesure
Pour effectuer cette mesure, nous utilisons un testeur de fumée pour
aspirer un volume donné de gaz de combustion à travers un papier filtre. En comparant le noircissement du papier à une échelle (échelle de
Bacharach), nous obtenons l’indice de fumée (sur une échelle de 0 à 9).
Mode d’emploi
Avant d’utiliser le testeur de fumée, il y a lieu d’en contrôler
l’étanchéité. Il suffit de serrer l’écrou de fixation du papier filtre, de
boucher l’extrémité du conduit d’aspiration avec la main, de mettre
la pompe en marche et d’extraire une longueur de course. Lorsqu’on
relâche le piston, il doit retourner à sa position de départ. Après ce
contrôle, le testeur de fumée est prêt à l’emploi.
Échelle de comparaison (échelle de Bacharach)
On introduit l’extrémité de la broche dans le conduit de fumées et
l’on serre l’écrou de fixation. La pompe est mise en marche quelques
fois pour préchauffer (et éliminer une condensation éventuelle). Le
papier filtre est placé à l’endroit prévu à cet effet et l’écrou de fixation est à nouveau serré. Ensuite, on donne exactement 10 coups de
pompe complets pour aspirer le bon volume de gaz de combustion
à travers le papier filtre. Enfin, ce papier filtre est retiré et la tache
noircie est comparée aux 10 indices de référence de l’échelle de
Bacharach.
Attention
N’enfoncez pas l’embout trop profondément dans le conduit de
fumées, car l’extrémité du tube métallique risquerait de toucher le bas
du conduit de fumées et d’aspirer la suie collée sur la paroi. Si cela se
produit quand même, il faudra démonter entièrement la pompe et la
nettoyer. Une fois que la pompe est remontée, il faut lubrifier le piston
et le cylindre avec l’huile fournie par le fabricant afin que le testeur de
fumées puisse fonctionner en souplesse.
14
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2.1.4Le mesurage de la teneur en CO2
La procédure de mesure
Pour mesurer la teneur en dioxyde de carbone (CO2) nous prélevons
un échantillon des gaz de combustion à leur sortie du générateur et
nous les amenons à température ambiante.
Un volume déterminé de ces gaz est mélangé intimement avec un
réactif. Ce réactif est une solution d’eau distillée et d’hydroxyde de
potassium (KOH) (40% de poids). A température ambiante, la solution
peut absorber une quantité déterminée de CO2 40 fois plus grande
que son propre volume. Il se forme alors du carbonate de potassium
(KCO3).
La solution absorbe aussi le dioxyde d’azote (SO2). Comme la quantité
d’azote est extrêmement petite, le SO2 et le CO2 sont assimilés dans
les résultats. D’un point de vue pratique, cela ne change rien à la
précision de la mesure.
Analyseur de CO2
Lorsque le KOH absorbe le CO2 (sans modification du volume de
KOH), un certain vide se crée au-dessus du réactif. Comme la partie
inférieure de l’appareil de mesure se compose d’une membrane
souple soumise à la pression atmosphérique, l’espace vide qui s’est
créé au-dessus du réactif déforme la membrane de telle sorte que le
liquide monte dans la colonne centrale de l’appareil de mesure. On
peut lire la teneur en CO2 à l’endroit où le niveau s’est stabilisé.
Le gaz de combustion
est pompé dans la
partie supérieure de
l’appareil.
L’appareil est refermé
et le gaz de combustion peut se mélanger
au réactif.
Le CO2 est absorbé
et la membrane
comprime le liquide
qui monte dans le tube
gradué sur lequel l’on
peut lire le niveau.
15
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
Euro-index
2.1.5Le mesurage de la température des gaz de
combustion
La température des gaz de combustion donne une idée claire de la
chaleur produite dans le foyer. Combinée à la teneur en CO2, la température des gaz de combustion détermine en fin de compte les pertes à la cheminée. La température des gaz de combustion doit, elle
aussi, être mesurée immédiatement derrière la chaudière, au milieu
du conduit de fumées. En tout cas, le thermomètre doit être enfoncé
d’au moins 60 mm dans le conduit de fumées. La température de
l’eau de chaudière doit être réglée sur la température de service. (Si
la température de l’eau de chaudière est plus élevée, la température
des gaz de combustion sera également plus élevée.)
La température des gaz de combustion se mesure en introduisant un
thermomètre dans le conduit de fumées. Pour calculer les pertes, ce
n’est pas la température absolue des gaz de combustion qui est prise
en considération mais bien la hausse de la température par rapport à
celle de l’air comburant (en pratique: température mesurée - température de l’air ambiant).
Mesurage de la température des gaz
de combustion à l’aide d’un thermomètre
électronique
Thermomètre bilame
16
Les thermomètres bilames ne sont plus utilisés, car ils ne permettent
pas d’effectuer des mesures exactes, sans compter que leur temps de
réponse est très long (5 minutes). L’époque des températures élevées
dans les gaz de combustion est elle aussi révolue. On place de plus
en plus des chaudières à haut rendement et des chaudières à condensation, ce qui implique une température plus basse de la cheminée et un rendement plus élevé. De ce fait, nous nous trouvons plus
souvent à proximité et même en-dessous du point de rosée acide
et il est, par conséquent, recommandé d’utiliser des thermomètres
électroniques car ces derniers sont rapides et précis.
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2.2 Les analyseurs de combustion électroniques
La seule possibilité de mesurer tous les paramètres à contrôler selon
la législation actuelle, plus stricte qu’auparavant, consiste à utiliser
des analyseurs électroniques. Les mêmes analyseurs peuvent être
utilisés dans les trois Régions, mais, en y regardant de plus près, nous
pouvons distinguer de petites différences dans la législation.
La Flandre a défini ses propres exigences dans la législation et y
définit clairement les paramètres à mesurer, les tolérances et l’erreur
absolue possible.
Résolution
Erreur
absolue
Paramètre
Appareil
Indice de fumée
Opacimètre (pompe à suie étanche avec papier filtre et
échelle de référence)
Oxygène (O2)
Analyseur d’oxygène
0,1%
± 0,3%
Dioxyde de carbone ( CO2)
Analyseur de dioxyde de carbone
0,1%
± 0,3%
Monoxyde de carbone (CO)
Analyseur de monoxyde de carbone
1 ppm
± 20 ppm
Température
Thermomètre
1°C
± 3°C
Dépression (ou surpression) /
tirage
Déprimomètre
1 Pa
± 2 Pa
1
La Wallonie a adopté les normes européennes et exige que tous les
appareils utilisés répondent à la norme EN 50379-1, qui reprend les
exigences générales relatives aux appareils de mesure. Cette norme
contient aussi un tableau des tolérances:
Paramètre
Champ de
mesure
Unité
Tolérance
Valeur de
mesure min.
Temps de
réponse
CO (bas)
0 – 200 ppm
1 ppm
± 10 ppm ou 10% rel.
10 ppm
90 sec
CO (moyen)
0 – 2.000 ppm
1 ppm
± 20 ppm ou 5% rel.
20 ppm
90 sec
CO (haut)
0 – 20.000 ppm
10 ppm
± 100 ppm ou 10% rel.
100 ppm
90 sec
NO
0 – 600 ppm
1 ppm
± 5 ppm ou 5% rel.
5 ppm
90 sec
SO2
0 – 500 ppm
1 ppm
± 10 ppm ou 5% rel.
10 ppm
180 sec
O2
0 – 21% VIV
0,1%
± 0,3% VIV
0,3% VIV
50 sec
CO2
0 – 20% VIV
0,1%
± 0,2% VIV
0,2% VIV
50 sec
Température (gaz de
combustion
0 – 400°C
1°C
± 2°C ou 1,5% rel.
1°C
50 sec
Température (air)
0 – 100°C
1°C
± 1°C
1°C
70 sec
Pression (tirage)
-50 tot +200 Pa
1 Pa
± 2 Pa ou 5% rel.
1 Pa
10 sec
Pression (différence)
0 – 10.000 Pa
10 Pa
± 50 Pa ou 1% rel.
100 Pa
10 sec
17
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
Euro-index
De nos jours, il existe différents appareils qui vont des appareils simples (à usage domestique, qui peuvent mesurer tous les paramètres
indispensables) aux appareils équipés de plusieurs cellules de mesure
et qui ont des usages beaucoup plus étendus que les paramètres
obligatoires lors de l’entretien des installations de chauffage.
Euro-index euroλyzer-ST
Ecom EN2
Testo
Testo 330
18
Au vu de ces tableaux, nous pouvons conclure que les exigences
relatives aux appareils de mesure sont plus strictes et plus claires
en Wallonie qu’en Flandre. Du point de vue pratique, nous pouvons
partir du principe que tous les appareils vendus en Belgique par les
canaux de vente normaux sont conformes aux exigences du législateur. Pour toute sécurité, nous pouvons toujours exiger une déclaration de conformité où le fabricant déclare que l’appareil est conforme
à la norme EN 50379-1.
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2.2.1Fonctionnement d’un opacimètre électronique
La construction des analyseurs de combustion portables accorde
énormément d’attention au développement des lignes de gaz. S’il
y avait des fuites, les résultats des mesures seraient erronés. C’est
pourquoi les raccords des lignes de gaz doivent être absolument
étanches. Il y a lieu d’éviter les endroits où il y aura dépôt de condensation car la condensation abîme les cellules de mesure. Les
analyseurs de combustion modernes sont équipés d’un séparateur
de condensation indépendant de la position, qui recueille le dépôt
de condensation et protège ainsi l’appareil. L’illustration ci-dessous
présente un schéma simplifié de l’ordre des lignes de gaz.
Thomas De Jongh
Schema de principe de la constitution d’un appareil de mesure électronique
Les gaz de combustion sont aspirés par la sonde via la pompe P et
sont amenés vers le séparateur de condensation. La température
des gaz de combustion est mesurée via le thermo-élément intégré
dans la pointe de la sonde. Le séparateur de condensation et le filtre
intégré condensent les gaz de combustion et retiennent le plus possible de particules de poussière et de suie. Le gaz aspiré est amené
par la pompe P et comprimé via un tube capillaire (rétrécissement
de la ligne de gaz) dans une chambre primaire où les impulsions de
pression générées par la pompe à membrane sont atténuées. Le gaz
arrive ensuite dans les cellules de mesure ou, selon le modèle, les
concentrations d’O2, CO, SO2 et NO sont mesurées.
19
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
2.2.2Mesurage électronique
Les analyseurs de combustion électroniques permettent de mesurer
les grandeurs suivantes: température (température ambiante et température des gaz de combustion), dépression de la cheminée, pression dans le foyer, teneur en oxygène (O2), teneur en monoxyde de
carbone (CO), les dioxydes d’azote (NOx), le dioxyde de carbone (CO2),
), l’excès d’air (λ) et le rendement de combustion (ŋ). Tous ces paramètres sont calculés automatiquement dans l’appareil de mesure.
Température de combustion
La température de l’air comburant se mesure à l’aide d’un capteur de
température directement relié à l’appareil de mesure. Cette température est mesurée à l’entrée d’air du brûleur.
Testo
Teneur en O2 (teneur en oxygène)
Le capteur d’oxygène est un capteur à deux électrodes. Son fonctionnement est expliqué à l’aide de l’illustration.
Les particules d’oxygène traversent la membrane perméable au gaz
et arrivent dans la cathode du capteur. Du fait de la composition matérielle de la cathode, il se produit une réaction chimique au cours de
laquelle des ions OH se forment (ions = particules chargées électriquement). Ces ions OH traversent le liquide électrolytique et parviennent à l’anode du capteur.
Le transport d’ions de l’anode vers la cathode génère entre ces deux
électrodes un flux d’électrons proportionnel à la concentration en
­O2. Plus la concentration en oxygène est élevée et plus il y a d’ions
(OH) transportés de l’anode vers la cathode et plus le flux d’électrons
est important. Cela provoque une augmentation de courant. Ce
courant est un signal de mesure qui sera utilisé pour le traitement
électronique.
Représentation schématique d’un capteur
­électrochimique d’oxygène
Euro-Iindex
La résistance intégrée à coefficient de température négatif (NTC)
compense les effets de la température pour la stabilité de la température du capteur. La durée de vie du capteur d’oxygène est d’environ 3
ans (il existe aussi des versions dont la durée de vie est de 6 ans).
Réactions:
• Cathode: O2 + 2H2O + 4e-  4OH
Les capteurs électrochimiques
20
• Anode:
2Pb + 4OH
 2PbO + 2H2O + 4e
• Bilan:
2Pb + O2
 2PbO
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Teneur en CO2 (dioxyde de carbone)
Le dioxyde de carbone (CO2) est un gaz incolore et inodore au goût
légèrement acide. Le dioxyde de carbone est transformé en oxygène
(O2) sous l’effet de la lumière solaire et de la chlorophylle (pigment
végétal). Cet oxygène est inspiré par les humains et les animaux et se
retrouve à nouveau converti en dioxyde de carbone. Il s’établit ainsi
un équilibre qui est toutefois perturbé par les gaz de combustion.
La concentration maximale autorisée sur les lieux de travail est de
5.000 ppm. Les concentrations supérieures à 15 pour-cent de volume
(15.000 ppm) entraînent une perte de conscience.
Le rendement de combustion peut être déterminé à partir de la teneur en dioxyde de carbone dans les gaz de combustion. Quand un
petit excès d’oxygène (combustion complète) produit une concentration maximale en CO2, la perte de rendement de la combustion est
au plus bas. Chaque combustible peut atteindre une teneur en CO2
maximale différente (CO2 max).
La teneur en CO2 est calculée automatiquement dans l’appareil
de mesure sur base de la valeur d’oxygène mesurée et de la valeur
maximale en CO2 spécifique au combustible (valeur fixe). La teneur
maximale en CO2 pour le mazout, p.ex., est de 15,2%.
La teneur en dioxyde de carbone se calcule à l’aide de la formule
suivante:
CO2max × (21−O2)
CO2 =
21
Testo
Teneur en CO (monoxyde de carbone)
Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore, insipide et très
toxique (CO) qui est produit par une combustion incomplète. A forte
concentration, le gaz empêche l’absorption d’oxygène dans le sang.
700 ppm de CO dans un local peuvent déjà provoquer, après 3 heures, la mort d’une personne qui respirerait cet air. La concentration
maximale autorisée sur les lieux de travail est de 50 ppm.
Représentation schématique d’un capteur
­électrochimique d’oxygène
Un capteur à trois électrodes est utilisé pour déterminer les concentrations en gaz toxiques (CO, NO). Le fonctionnement de ces cellules de
mesure est expliqué à l’aide du capteur de monoxyde de carbone.
Fonctionnement d’un capteur à trois électrodes: Les molécules de
monoxyde de carbone traversent la membrane perméable au gaz
dans l’électrode de service du capteur à trois électrodes. Il s’y produit
une réaction chimique qui provoque la formation d’ions H+ (particules
d’oxygènes chargées électriquement). Ces ions H+ sont transportés
depuis l’électrode de service jusqu’à la contre-électrode. Sous l’effet de
l’oxygène (O2) présent dans l’air frais, il se produit à nouveau une réaction chimique qui a pour effet un flux d’électrons. Ce flux d’électrons
est un critère pour la concentration en monoxyde de carbone.
21
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
L’électrode de référence (troisième électrode) sert à stabiliser le signal
du capteur. La durée de vie de ce capteur est de 2 à 3 ans, selon son
utilisation (il existe aussi des versions dont la durée de vie est de 6 ans).
Réactions:
• Anode :
CO + H2O
• Cathode : O2 + 4H+ + 4e
 CO2 + 2H+ +2e
 2H2O
Mesurage des NOx (oxydes d’azote)
A haute température (pendant la combustion), l’azote (N2) présent
dans le combustible et l’air ambiant se lie à l’oxygène (O2) pour
former l’oxyde d’azote (NO). Après un certain temps, ce gaz incolore s’oxyde en se liant à l’oxygène (O2) pour former du dioxyde
d’azote (NO2) qui est soluble dans l’eau et toxique pour les poumons.
L’inhalation de ce gaz peut endommager gravement les poumons.
Le principe de fonctionnement de la cellule de mesure du NO est
très comparable à celui de la cellule de mesure du CO.
Dans le cadre de la protection de l’environnement, on s’efforce de
plus en plus de mesurer les quantités d’oxydes d’azote(NOx). Le mesurage des NOx n’est pas obligatoire lors des mesures sur les installations de chauffage domestiques
Excès d’air (calculé)
L’oxygène nécessaire à la combustion est fourni via l’air comburant.
Pour obtenir une combustion complète, il faut en ajouter plus que la
quantité d’air théoriquement exigée pour la combustion stœchiométrique. Le rapport entre la quantité pratique et la quantité théorique
d’air comburant s’appelle le facteur d’air λ.
Il se calcule à l’aide de la formule suivante:
λ =
%CO2 max
%CO2 mesuré
Rendement de combustion (calculé)
La sonde de mesure des gaz de combustion est introduite dans le
conduit de fumées par l’ouverture de mesure. Pour effectuer une mesure permanente de la température, on recherche, au cœur du flux
de gaz de combustion, le point où la température est la plus haute.
Ensuite, la sonde peut être fixée de manière mécanique à l’aide d’un
cône. Le gaz de combustion est aspiré par une pompe à membrane
via la sonde et amené vers l’appareil de mesure. Les valeurs mesurées
(température ambiante, température du gaz de combustion, O2 of
CO2) sont utilisées pour calculer le rendement. Ce calcul s’effectue
automatiquement dans l’appareil de mesure. Pour le calcul du rendement de combustion, on consultera le chapitre 2.6: ‘Rendement’.
22
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Mesurage du SO2 (dioxyde de soufre)
Le dioxyde de soufre (SO2) présent dans le gaz de combustion est
généré par la combustion de combustibles sulfurés tels que le
mazout de chauffage, le charbon ou les combustibles mixtes. Le
dioxyde de soufre (SO2) est facilement soluble dans l’eau. Il y a donc
un danger que de l’acide sulfurique se forme au départ de la condensation quand la température de condensation est dépassée. Cet
acide provoque la corrosion de la cheminée, ce qui nécessite donc
une cheminée adéquate. Du fait que le dioxyde de soufre (SO2) est
soluble dans l’eau, il y a lieu de mesurer la concentration en SO2 sur
un gaz sec. Sinon, on ne tiendra pas compte du SO2 dissous dans la
condensation et le résultat des mesures manquera de précision. C’est
pourquoi, pour mesurer la teneur en dioxyde d’azote, il faut toujours
utiliser une préparation gazeuse qui assèche le gaz de combustion
en vue de la mesure proprement dite. C’est également le cas pour le
NO2.
Mesurage du NO2 (dioxyde d’azote)
L’oxyde d’azote (NOx) exprime la somme du monoxyde d’azote (NO)
et du dioxyde d’azote (NO2). En principe, la concentration en NO et
la concentration en NO2 restent dans un rapport fixe (97% de NO, 3%
à 5% de NO2). dans les installations de chauffage). Mais ce rapport se
modifie en cas d’utilisation de combustibles mixtes. Dans ce cas, il y a
lieu de mesurer séparément les deux composants (NO et NO2) et de
les compter ensemble sous forme de NOx.
NOx = NO + NO2
Paul Adriaenssens
Clément Peltier ou sécheur de gaz
Le principe du sécheur de gaz repose sur un élément Peltier. Il s’agit
d’un semi-conducteur sur lequel on met un courant continu, de telle
sorte qu’il s’échauffe d’un côté et refroidit de l’autre côté. La chaleur
du côté chaud est évacuée par un petit ventilateur et le côté froid est
monté dans la ligne d’échappement par où les gaz de combustion
passent et se condensent. Étant donné la très grande rapidité de ce
processus, le SO2 et le NO2 présents n’ont pas le temps de se dissoudre dans l’eau de condensation.
Sécheur de gaz
23
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
2.2.3Où mesurer?
La chaudière doit se trouver en état de service normal. Cela veut dire
que la chaudière se trouve à une température normale de service et
que tous les capots ont été montés sur le brûleur. De plus, toutes les
portes ou les ouvertures qui peuvent être fermées dans la chaufferie
sont effectivement fermées. On peut ainsi constater s’il y a bien une
amenée suffisante d’air comburant pour garantir un bon fonctionnement. Soyez évidemment attentif à la sécurité, quittez la chaufferie
au moindre signe de formation de CO (mal de tête, nausée) et ouvrez
toutes les portes et fenêtres.
L’endroit où se font les mesurages dépend du type de chaudière:
• Appareils de type B (air comburant puisé dans le local
d’installation): les gaz de combustion sont mesurés le plus près
possible de la sortie de la chaudière (maximum 2 à 3 fois le
diamètre), la température de l’air comburant étant mesurée à 1,5
m de haut (dans la chaufferie) à proximité du brûleur. Mesurez
toujours avec le capot du brûleur en place.
• Appareils de type C (air comburant prélevé à l’extérieur du local
d’installation): les gaz de combustion et l’air comburant sont mesurés dans les ouvertures de mesure prévues par le fabricant.
2.3Procédure de mesurage
Testo
Avant de procéder à un entretien, nous commençons toujours par
effectuer un mesurage des gaz de combustion (série de mesures
initiales) afin d’éviter les discussions ultérieures sur le bon fonctionnement ou non de l’appareil de chauffage. Si le brûleur ne démarre pas
lors de cette première série de mesures, nous pouvons le signaler au
propriétaire et il ne pourra pas y avoir de discussion après l’entretien
sur la question de savoir si l’appareil est ou non défectueux. Ce mesurage nous permet aussi de comparer la qualité de la combustion
avant et après l’entretien.
2.3.1Détermination de l’indice de suie
L’indice de suie est toujours le premier mesurage que nous effectuons sur une chaudière à mazout. Ce mesurage peut s’effectuer à
l’aide d’une pompe à suie classique, mais on utilise de plus en plus la
version électronique qui est disponible en modèle manuel ou incorporée dans l’analyseur de gaz. L’avantage de la version électronique
est sa vitesse et son résultat plus précis. Les valeurs peuvent aussi être
envoyées immédiatement à l’analyseur de gaz.
Pompe à suie électronique
24
Avant d’effectuer des mesurages à l’aide d’une pompe à suie électronique, nous consultons toujours le manuel de l’appareil. Avant tout
mesurage, nous effectuons aussi un test d’étanchéité. En effet, un
mesurage ne sera exact que s’il est réalisé correctement.
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
La pompe à main reste une solution alternative valable. Avant de
commencer le mesurage, il y a lieu de tester l’étanchéité de la pompe
en bouchant hermétiquement avec le doigt l’extrémité de la sonde
et en tirant le piston vers l’arrière. Si nous sentons une résistance et
que la pompe se rétracte immédiatement, nous savons que tout le
circuit est étanche. Un mesurage exact ne peut s’effectuer qu’avec
une pompe qui fonctionne correctement.
Testo
Pour mesurer l’indice de suie, la pompe à suie, sur laquelle est fixé le
papier filtre, est placée dans le conduit de fumées. Le gaz de combustion est aspiré par des mouvements réguliers de pompage (ouvrir
entièrement la pompe 10 fois de suite). Enfin, le papier filtre est retiré
et l’on contrôle la présence de dérivés pétroliers. Un papier filtre dont
la couleur a été modifiée par des dérivés pétroliers (mazout imbrûlé)
ne peut plus être utilisé pour déterminer l’indice de suie. Le noircissement du papier filtre est comparé à l’échelle de Bacharach, et l’indice
de suie est déterminé (l’échelle de Bacharach exprime l’indice de suie
à l’aide d’un chiffre compris entre 0 et 9). Si le filtre a été humidifié par
la condensation lors du mesurage, il y a lieu de répéter le mesurage.
L’indice de suie final peut être déterminé en prenant la moyenne
arithmétique de trois mesures distinctes.
Conseil
Nous commençons toujours par effectuer un mesurage manuel de
la suie. Si ce mesurage donne un indice de suie trop élevé (supérieur
à 3), nous n’utiliserons pas notre analyseur de fumées électronique,
afin d’épargner les cellules de mesure. C’est uniquement si l’indice de
suie est acceptable que l’on peut mesurer électroniquement. Si, après
l’entretien, l’indice de suie n’est pas inférieur aux valeurs légales, il n’y
a pas lieu de déterminer les autres paramètres, car on estime alors que
la chaudière n’est pas en bon état de fonctionnement.
25
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
2.3.2 Détermination de la température de l’air
comburant
Pour déterminer correctement le rendement, nous devons déterminer la température exacte de l’air comburant. Si nous travaillons avec
un appareil qui mesure la température de l’air comburant pendant le
calibrage de l’appareil de mesure, nous devons veiller à ce que le calibrage s’effectue dans la chaufferie, à proximité du brûleur, à environ
1,5 m de haut. Attention: une erreur de température cause une erreur
dans le calcul du rendement; par conséquent, ne calibrez jamais avec
une sonde de fumées chaude (cela donne un rendement supérieur à
la réalité) et ne le faites jamais en-dehors de la chaufferie.
Si nous travaillons avec un appareil muni de deux capteurs de température, l’un pour la température de l’air et l’autre pour la température des gaz de combustion, la température de l’air comburant est
mesurée en permanence. Ici aussi, nous devons veiller à la justesse
du mesurage (les mesurages effectués avec un appareil accroché au
corps de la chaudière risquent de donner un rendement erroné si la
température mesurée est trop élevée).
Un deuxième capteur de température est obligatoire pour mesurer
les appareils de chauffage qui fonctionnent avec de l’air provenant
de l’extérieur de la chaufferie (appareils de type C).
2.3.3 Détermination de la perte de rendement
La sonde de fumées est introduite dans le conduit de fumées par
l’ouverture de mesure. Un mesurage de température en continu
recherche le point le plus chaud au cœur du flux de gaz de combustion. La sonde de fumées peut être fixée par un procédé mécanique.
Le gaz de combustion est aspiré à travers la sonde de fumées à l’aide
d’une pompe à membrane et est amené à l’appareil de mesure. La
température des gaz de combustion et la concentration en dioxyde
de carbone (CO2) ou en oxygène (O2) est mesurée en un seul point.
Ces valeurs (TA, TG, O2) sont ensuite utilisées pour calculer la perte de
rendement (qR ou qA) dans l’appareil de mesure.
Conseil
Une chute soudaine de la température des gaz de combustion peut
avoir la cause suivante:
• Une goutte de condensation se trouve sur le thermo-élément
(capteur de température) parce que la sonde de fumées est à
l’horizontale.
Solution:
• Mesurez uniquement avec une sonde de fumées sèche.
• Tenez la sonde à la verticale.
Une perte de rendement trop élevée peut avoir les causes suivantes:
• une température de combustion erronée parce que le calibrage
s’est fait avec une sonde de fumées trop froide;
• un réglage erroné du combustible.
26
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2.3.4 Détermination du tirage de la cheminée1
Pour déterminer le tirage nécessaire pour que la cheminée évacue le
gaz de combustion de la chaudière, on introduit à nouveau la sonde
de fumées dans l’ouverture du conduit de fumées. Après l’ajustage du
point zéro du capteur de pression, le tirage (ou la pression) est mesuré pendant que la chaudière fonctionne. (Attention: la plupart des
appareils nécessitent la mise à zéro du capteur de pression avant que
la sonde soit introduite dans le conduit de fumées.) Pour mesurer la
pression, on n’aspire pas de gaz de combustion.
2.3.5 Mise au point de l’installation de combustion
Après un entretien, il s’agit de régler le brûleur de manière à optimiser la combustion. En effet, une installation qui fonctionne de manière optimale est une installation qui fonctionne dans le respect de
l’environnement. La mise au point du brûleur est analysée au chapitre
4: ‘reglage d’un bruleur à mazout’.
Des appareils de mesure électroniques permettent de régler les
brûleurs à mazout de manière plus simple et plus rapide. En effet, il
est possible de surveiller tous les paramètres en même temps (huit
paramètres ou plus en même temps sur les appareils de mesure
modernes).
Bref aperçu de la manière de réaliser un mesurage:
Exemple de sortie imprimée d’un mesurage par
analyseur de fumées électronique
1
Si les résultats des mesures sont en ordre après les différentes séries
de mesurages, il est préférable d’imprimer les résultats (c’est d’ailleurs
obligatoire en Wallonie et à Bruxelles, et recommandé en Flandre).
En cas de discussion, cela peut servir de preuve que le contrôle a été
correctement effectué. L’impression s’effectue à l’aide d’une imprimante infrarouge ou via Bluetooth. En cas d’utilisation de papier thermique, nous devons faire attention car l’impression disparaît après 1 à
2 ans sous l’effet de la lumière (bien qu’il existe du papier qui devrait
rester lisible 10 ans). Certains appareils permettent aussi d’envoyer les
valeurs mesurées vers un portable ou un PDA.
depression est la tirage de la cheminee
27
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
Appareils de mesure électroniques
Bref aperçu de la manière de réaliser un mesurage:
Brancher soigneusement la sonde de
fumées à l’aide d’un raccord rapide
Après le démarrage, phase de calibrage (30 secondes à 1 minute)
Contrôle automatique des cellules afin
d’éviter les mesurages erronés
Sélection du combustible
Introduire la sonde de fumées dans le
conduit de fumées et la fixer dans le
cœur du flux de gaz de combustion
Lancer le mesurage en appuyant sur la
touche, parcourir les différents menus
au moyen des touches fléchées
Une pression sur la touche de fonction met fin au mesurage. Les valeurs
mesurées sont mémorisés sur l’écran et
peuvent encore être contrôlées.
Enregistrement ou impression des
valeurs mesurées à l’aide de la touche
d’impression
Equipement complet (appareil de
mesure et accessoires), facile à transporter dans le coffret de service
28
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2.3.6 Options
Un appareil électronique de la dernière génération peut faire plus que
mesurer. Il existe notamment des appareils qui possèdent une fonction
d’analyse pour le relais du brûleur (le relais numérique du brûleur). Un
câble d’interface permet d’établir un diagnostic, après quoi l’écran de
l’analyseur affiche les dernières pannes survenues sur le brûleur.
Les appareils peuvent aussi mesurer des pressions différentielles. Cela
peut être pratique sur les chaudières équipées de pressostats contrôleurs de la pression d’air. En outre, cette fonction peut aussi servir à
mesurer des pressions de gaz.
On trouve aussi sur le marché des programmes qui enregistrent directement les résultats du contrôle de combustion sur un portable ou un
PDA, et qui peuvent même imprimer un rapport d’entretien complet
chez le client, en même temps que la facture. La liaison s’effectue par IR
ou Bluetooth.
Testo
Pour les chaudières à raccordement concentrique, il existe une fonction qui peut détecter, en combinaison avec une sonde d’étanchéité,
les éventuelles fuites de gaz de combustion.
2.3.7 Entretien et utilisation des appareils de mesure
Les capteurs de gaz électrochimiques ont déjà démontré leur fiabilité
et leur bon fonctionnement dans la pratique. Ces capteurs possèdent
les grands avantages suivants: une disponibilité rapide des valeurs
mesurées, la compacité, l’entretien par l’utilisateur lui-même et les
coûts modiques de réparation. La recherche et le développement
des cellules de mesure nécessitent toutefois d’énormes efforts pour
leur créer un environnement propice, notamment l’optimalisation
des lignes d’échappement et le remplacement aisé des cellules de
mesure par l’utilisateur.
Entretien
• Remplacez à temps les filtres à poussière.
• Nettoyez les lignes d’échappement / la pompe.
• Contrôlez les cellules de mesure sur un gaz d’essai et remplacezles éventuellement. (La loi impose un contrôle et un calibrage
tous les deux ans chez le fabricant.)
1- batterie rechargeable
2- mesurer pompe à gaz
3- position de capteur CO ou CO low
4- position capteur O2
5- position capteur NO ou NO low
6- filtre
L’utilisateur peut parfois
remplacer lui-même les cellules.
29
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
Utilisation
• Lisez attentivement le mode d’emploi.
• Ne surchargez pas l’appareil (teneur trop élevée en suie, CO
et NO). Respectez la plage de mesure (pas de concentrations
extrêmes).
• Il est conseillé de ne surveiller que la valeur CO sur le premier
écran. Si la valeur CO est trop élevée, la sonde doit être retirée
immédiatement de la cheminée afin de protéger les cellules de
mesure. Cette valeur doit d’ailleurs être surveillée en permanence. Si nous allons un peu trop loin lors du réglage et que la valeur
CO présente un pic, il vaut mieux retirer un peu l’appareil de la
cheminée de manière à le rincer à l’air frais.
• Rincez l’appareil de mesure avant et après utilisation afin de
dégager les lignes d’échappement et de décharger les cellules
(n’attendez pas trop longtemps pour rincer les cellules après
utilisation de l’appareil).
• Respectez la température de service.
• Prenez soin de l’appareil de mesure.
Composition/construction
Un microprocesseur interne garantit l’affichage des éventuels messages d’erreur sur l’écran.
Indication sur l’écran
• température de service trop élevée  respecter la température
de service ( +4 … + 40°C);
• Cellule O2 défectueuse  remplacer la cellule O2 (sinon:
indication fautive ou absente du CO2, calcul fautif ou absent du
rendement;
• capteur de température défectueux  impossibilité de calculer
exactement le rendement;
• Cellule CO défectueuse  remplacer la cellule CO (sinon: résultats des mesures fautifs ou absents).
30
2 Mesurages
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Tableau de conversion des grandeurs mesurées
Les tableaux ci-après présentent les rapports entre les unités de
mesure les plus courantes. Attention: les valeurs mesurées sont
toujours données à un excès d’oxygène déterminé (% O2). Or, quand
nous utilisons un tableau de conversion, c’est toujours avec un excès
d’oxygène donné de 0% ou 3%. La valeur mesurée doit donc être
ramenée à un excès d’oxygène de 0% ou 3% avant d’être convertie
dans une autre unité.
Tableau de conversion à 0% O2
CO
1 ppm = 1,25 mg/Nm³
1 mg/Nm³ = 0,800 ppm
1 ppm = 1,101 mg/kWh
1 mg/kWh = 0,900 ppm
1 mg/Nm³ = 0,889 mg/kWh
1 mg/kWh = 1,125 mg/Nm³
NOx
1 ppm = 2,05 mg/Nm³
1 mg/Nm³ = 0,488 ppm
1 ppm = 1,822 mg/kWh
1 mg/kWh = 0,549 ppm
1 mg/Nm³ = 0,889 mg/kWh
1 mg/kWh = 1,125 mg/Nm³
SO2
1 ppm = 2,93 mg/Nm³
1 mg/Nm³ = 0,341 ppm
1 ppm = 2,604 mg/kWh
1 mg/kWh = 0,384 ppm
1 mg/Nm³ = 0,889 mg/kWh
1 mg/kWh = 1,125 mg/Nm³
Tableau de conversion à 3% O2
CO
1 ppm = 1,458 mg/Nm³
1 mg/Nm³ = 0,686 ppm
1 ppm = 1,295 mg/kWh
1 mg/kWh = 0,772 ppm
1 mg/Nm³ = 0,889 mg/kWh
1 mg/kWh = 1,125 mg/Nm³
NOx
1 ppm = 2,392 mg/Nm³
1 mg/Nm³ = 0,418 ppm
1 ppm = 2,128 mg/kWh
1 mg/kWh = 0,470 ppm
1 mg/Nm³ = 0,889 mg/kWh
1 mg/kWh = 1,125 mg/Nm³
SO2
1 ppm = 3,418 mg/Nm³
1 mg/Nm³ = 0,293 ppm
1 ppm = 3,040 mg/kWh
1 mg/kWh = 0,329 ppm
1 mg/Nm³ = 0,889 mg/kWh
1 mg/kWh = 1,125 mg/Nm³
31
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
2 Mesurages
Formules de conversion d’ O2
(21 - g)
W(gO2) =
(21 - y) x M
où:
W = la valeur d’émission souhaitée à l’excès d’oxygène souhaité g;
g = l’excès d’oxygène souhaité;
y = l’excès d’oxygène mesuré;
M = la valeur d’émission mesurée pour un excès d’oxygène mesuré y.
Exemple
• mesuré: 115 ppm CO = M
• excès d’oxygène mesuré: 3,6% = y
Nous voulons ramener cette valeur à O2 = 0%:
(21 - 0) W =
= 138,8 ppm CO
(21 - 3,6) x 115
Les unités courantes
ppm (parts par million)
L’unité ppm est un rapport qui exprime le nombre de particules par
million. Cela veut dire qu’avec une mesure de 250 ppm CO, il y a 250
particules de CO dans un espace contenant 1.000.000 particules.
Cette unité s’utilise d’habitude parce qu’elle est indépendante de la
température et de la pression.
mg/Nm³
Représentation schématique de 1 ppm
Avec cette unité, la concentration des particules est donnée comme
si elles se devaient se trouver dans un volume de 1 mètre cube à une
pression de 1013,25 hPa et une température de 0°C pour avoir une
grandeur comparable.
Mais cette grandeur dépend de la concentration d’oxygène dans les
gaz de combustion. C’est pourquoi on prend une teneur de référence
en oxygène.
mg/kWh
Cette grandeur indique la quantité de composant de gaz de combustion par rapport à la quantité d’énergie produite en kWh. Cette valeur
dépend uniquement du combustible utilisé. Mais pour la conversion
en mg/kWh, les valeurs d’émission mesurées doivent être converties
en gaz de combustion non dilué (teneur de référence de 0% O2).
Une teneur de 115 ppm CO à un excès d’oxygène de 3,6 % correspond à une teneur de 138,8 ppm CO à 0%. Nous pouvons convertir
cette dernière valeur d’émission en une autre unité à l’aide des
tableaux de conversion repris plus haut dans ce manuel.
P.e.: 138,8 ppm CO x 1,101 (voir tableau en annexe) = 140,19 mg/ kWh
32
3 Démarrage des brûleurs à mazout
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
3 Démarrage des brûleurs à mazout
Avant de pouvoir procéder au démarrage d’un brûleur à mazout,
nous devons contrôler si le brûleur que nous voulons placer est bien
le bon choix pour la chaudière que nous installons.
3.1 Le choix du brûleur en fonction du générateur
Choisir le brûleur veut dire déterminer le type correct de brûleur dont
nous pouvons équiper un générateur en fonction de ses caractéristiques et de son fonctionnement. Pour ce faire, nous ne pouvons pas
nous écarter de la liste donnée normalement par le constructeur de
la chaudière et du brûleur conformément à la directive européenne
92/42/CEE. On retrouve aussi les combinaisons correctes dans la liste
Optimaz et la liste Optimaz-elite, publiées par Informazout.
Pour obtenir une autorisation de mise sur le marché, le matériel doit
être conforme aux normes européennes suivantes:
Pour les brûleurs: EN 267
Pour les chaudières:
• EN 303-1: chaudières avec brûleurs à air soufflé - Terminologie,
prescriptions générales, essais et marquage;
• EN 303-2: chaudières avec brûleurs à air soufflé - Prescriptions
spéciales pour chaudières avec brûleurs fioul à pulvérisation;
• EN 303-4: chaudières de chauffage - Exigences spécifiques pour
chaudières avec brûleurs fioul à air soufflé - Terminologie, prescriptions spéciales, essais et marquage.
Quand il faut remplacer un ancien brûleur, un calcul simple peut
aboutir à une solution optimale.
Le mauvais choix du brûleur pour un générateur de chaleur peut
être la cause de nombreux désagréments: mauvaise combustion,
encrassement rapide de la chaudière et de la tête de combustion du
brûleur, accumulation de gaz lors de chaque démarrage, fonctionnement bruyant de l’ensemble, etc.
33
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
3 Démarrage des brûleurs à mazout
Pour bien choisir le brûleur, il faut connaître les éléments suivants:
La chaudière
• puissance calorifique, exprimée en kilowatt (kW):
• la pression du foyer ou la perte de résistance, exprimée en Pascal
(Pa) ou en millibar (mbar). Ces informations figurent dans les
documents remis par le constructeur. Il s’agit ici de la perte de
résistance à la puissance nominale.
Les normes européennes relatives aux chaudières de chauffage déterminent, pour chaque puissance calorifique, le volume du foyer, la
perte de résistance dans le trajet des gaz de combustion et la dépression minimale au droit de la cheminée.
Le brûleur
• puissance calorifique en kilowatt (kW) ou exprimée par un débit
en litres par heure (l/h) ou kilogramme par heure (kg/h). On se
réfère ici au pouvoir calorifique inférieur du combustible.
Les performances du brûleur sont décrites sous la forme d’une
courbe débit/pression (quelle est la pression maximale qui peut être
surmontée à un débit donné?).
Ces courbes sont généralement établies dans des conditions de
fonctionnement qui tiennent compte des éléments suivants:
• la teneur en dioxyde de carbone (CO2) ou en oxygène (O2);
• la pression atmosphérique;
• la température ambiante;
• le combustible utilisé.
Plage de puissance d’un brûleur
34
3 Démarrage des brûleurs à mazout
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Choix du brûleur
La puissance délivrée à la chaudière par le brûleur n’est pas entièrement transmise au fluide caloporteur. En effet, il y a forcément des
pertes au niveau des gaz de combustion (pertes à la cheminée), lors
de l’arrêt de la chaudière (qualité de l’isolation et âge de la chaudière), au niveau de la ventilation de la chaudière (brûleur non équipé
d’un volet d’air qui se referme automatiquement à l’arrêt), etc.
Le rendement nominal varie en fonction de l’âge de la chaudière et
peut se situer très bas. Les nouvelles chaudières doivent répondre
à différentes exigences en matière de rendement (voir les normes
européennes ci-dessus, et la partie 3: ‘Législation et agréments’).
Pour calculer la puissance d’un brûleur, nous nous basons sur un
rendement de combustion de ± 93% pour les chaudières récentes
(Optimaz 2005) et de 90% (rendement minimum légal) pour les
chaudières plus anciennes.
La puissance du brûleur est déterminée à l’aide de l’équation
suivante:
puissance de la chaudière
puissance du brûleur =
rendement de combustion
En réalité, il s’agit d’un rendement thermique. Cette donnée est parfois indiquée sur la plaquette signalétique de la chaudière.
Si nous voulons connaître le débit du brûleur, l’équation se présente
comme suit:
puissance de la chaudière
débit du brûleur = rendement de combustion x valeur calorifique
Comme l’altitude maximale n’est pas très élevée en Belgique, les
courbes débit/pression du brûleur ne doivent pas être modifiées.
Pour mémoire: la pression atmosphérique diminue au fur et à mesure
que l’altitude augmente car, de ce fait, l’air contient moins d’oxygène.
Le volume d’air varie également en fonction de la température.
Plus l’air est chaud, moins il est dense. C’est pourquoi il y a lieu, par
exemple, d’ouvrir davantage le volet d’air du brûleur en été lorsqu’on
règle la combustion. Le débit d’air du ventilateur reste généralement
inchangé, mais la teneur en oxygène par m³ d’air et la pression du
ventilateur diminuent.
35
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
3 Démarrage des brûleurs à mazout
La chaudière en dépression
Les premières chaudières, qui avaient été fabriquées à l’époque pour
fonctionner avec un combustible solide, ne pouvaient pas présenter
trop de perte de résistance. Grâce au tirage naturel de la cheminée,
la masse du charbon assurait une combustion progressive.
Lorsqu’on passe de ces chaudières à un combustible liquide, il y a lieu
de calculer si la puissance du brûleur peut couvrir la puissance de la
chaudière si l’on part du principe que la pression du foyer est de 0.
L’installation d’un brûleur à air soufflé sur ce type de chaudière ne
pose aucun problème.
Les constructeurs indiquent la dépression minimale à laquelle la
cheminée doit répondre pour garantir que tous les conduits des gaz
de combustion de la chaudière seront en dépression.
La figure ci-dessous indique l’évolution de la pression dans une chaudière en dépression par rapport à la pression atmosphérique (= 0 sur
le dessin).
Thomas De Jongh
a.pression ventilateur
b.pression disponible
c.pression à l’arrière du dispositif
de mélange (accrocheur de
flamme)
d.dépression dans le foyer
e.dépression à l’arrière des
conduits de fumées
f. dépression dans le tube de
fumées
g. pression
h. dépression ventilateur
i.dépression
Schéma de fonctionnement d’une chambre de combustion en dépression
Chaudière en surpression
Dans ce cas, nous avons un autre problème, car nous devons surmonter la pression du foyer.
La valeur de cette résistance est la différence entre la pression du
foyer et la dépression de la cheminée (= Δ prk = pv - ps). Une modification de la dépression de la cheminée a une influence directe sur la
résistance du foyer. Pour surmonter la résistance du foyer, la pression
du ventilateur du brûleur doit être supérieure à celle de la chaudière.
Mais la pratique a démontré qu’il est recommandé d’augmenter la
perte de résistance de la chaudière pour surmonter l’onde de choc
au démarrage du brûleur.
La perte de résistance ou de pression dans le foyer varie de quelques
Pascal à plusieurs dizaines de Pascal.
La figure ci-dessous représente l’évolution de la pression dans une
chaudière en surpression.
36
3 Démarrage des brûleurs à mazout
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Schéma de fonctionnement d’une chambre de combustion sous pression
Quelques calculs, que nous décrirons au paragraphe suivant, sont
nécessaires pour déterminer le choix du brûleur pour ce type de
chaudière.
Pour commencer, nous devons connaître la puissance et la perte de
résistance de la chaudière.
Exemple
• puissance nominale de la chaudière: 33kW;
• perte de résistance à la puissance nominale du trajet des gaz de
combustion de la chaudière (pour une teneur en CO2 de 12,5% et
un excès d’air de 25%): (= 20 mbar).
Nous devons au préalable déterminer la puissance nominale du brûleur. Pour ce faire, nous appliquons la formule suivante:
puissance de la chaudière
puissance du brûleur =
rendement de combustion
Remarque
Dans certains cas, nous pouvons retrouver une puissance de combustion sur la plaquette signalétique ou dans la documentation
technique de la chaudière; il y est déjà tenu compte d’un rendement
de combustion donné.
Remarque:
Premier cas: rendement de combustion estimé de 93%, Optimaz 2005
27 kW
débit du brûleur =
= 29 kW
0,93
Ou pour un débit en kg/h:
puissance de la chaudière
débit du brûleur = rendement de combustion x valeur calorifique
33kW
débit du brûleur =
= 2,99 kg/h
0,93×11,863kW h/kg
Ou pour un débit en l/h:
débit du brûleur =
33kW
0,93×9,945kW h/l
= 3,57l/h
37
Thomas De Jongh
a.pression ventilateur
b.pression disponible
c.pression à l’arrière du dispositif
de mélange (accrocheur de
flamme)
d.dépression dans le foyer
e.dépression à l’arrière des
conduits de fumées
f. dépression dans le tube de
fumées
g. pression
h. dépression ventilateur
i.dépression
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
3 Démarrage des brûleurs à mazout
Deuxième cas:
rendement de combustion estimé de 85%, ancienne chaudière
Nous travaillons avec les mêmes caractéristiques que pour la chaudière ci-dessus, mais nous tenons compte d’un rendement de combustion de ± 85%. Nous constatons alors que la puissance nominale ou
le débit du brûleur varie (fortement).
27 kW
débit du brûleur =
= 32 kW
0,85
27 kW
débit du brûleur =
= 2,68 kg/h
0,85×11,863kW h/kg
Ou encore:
débit du brûleur =
27 kW
0,85×9,945kW h/l
= 3,19 l/h
Si nous suivons cet exemple sur base de la courbe débit/pression du
constructeur du brûleur, nous pouvons déterminer le brûleur adéquat pour cette chaudière.
La plage de puissance indique la plage de puissance autorisée d’un
brûleur, à laquelle un débit déterminé du brûleur vainc la résistance
(pression) maximale du foyer que ce brûleur peut vaincre.
La plage de puissance d’un brûleur dépend de son ventilateur, de la
tête de combustion (bouche du brûleur, accrocheur de flamme), ...
Sur un diagramme de brûleur, nous devons:
1. tracer une ligne horizontale au niveau de la perte de résistance
au droit de la chaudière, soit 0,20 mbar dans notre exemple;
2. tracer une ligne verticale au niveau du débit du brûleur: 3 kg/h
pour le premier cas et 3,3 kg/h pour le second cas.
Comme nous pouvons le constater dans le premier cas, les brûleurs
B et C conviennent pour cette chaudière. Le choix dépendra notamment du prix.
Dans le second cas il faut opter pour le brûleur C. Le brûleur B ne
parvient pas à vaincre la perte de résistance de la chaudière au débit
demandé à cause d’un débit d’air trop faible et d’une pression d’air
trop basse.
38
3 Démarrage des brûleurs à mazout
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Il ne sera possible de régler une chaudière relevant du second cas,
équipée d’un brûleur B, que si la puissance du brûleur est limitée,
afin qu’il rentre dans la plage de puissance. Le débit du brûleur doit
­toujours se situer dans la gamme de puissance de la chaudière et
dans la plage de puissance du brûleur. La puissance calorifique
diminuera évidemment si l’on réduit le débit du brûleur. De ce fait,
les exigences de fonctionnement du constructeur de la chaudière ne
sont plus respectées et une condensation peut se produire.
3.2 Le démarrage d’un brûleur mazout
Quand nous avons choisi le bon brûleur pour notre chaudière, nous
pouvons le monter, le raccorder et le faire démarrer.
3.2.1Montage d’un brûleur mazout
Le brûleur doit être monté suivant les lois et normes locales en vigueur et suivant les instructions de montage du fabricant. Commencez donc toujours par lire attentivement le manuel avant d’entamer
le montage.
Position de fonctionnement
Tous les brûleurs ne peuvent pas être montés dans n’importe quelle
position.
Position de fonctionnement
Dans cet exemple, la position 1 est recommandée par le fabricant;
dans la position 2, l’entretien est impossible quand le brûleur est
fixé à la chaudière, et les positions 3, 4 et 5 sont interdites pour des
raisons de sécurité. Si le brûleur n’est pas destiné à être monté de
manière normale (position 1), il faut en tenir compte lors du choix du
brûleur.
39
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
3 Démarrage des brûleurs à mazout
Fixation sur la chaudière
Le brûleur est généralement fixé sur la chaudière au moyen d’une
bride dont les dimensions sont conformes à la norme EN 226.
Hermann
Dimensions de la bride
Dimensions de la bride EN 226
Rapido
Cette bride est fixée à la porte de la chaudière à l’aide de boulons et
une garniture de bride est interposée entre les deux. Le brûleur est
fixé à cette bride. Les accessoires nécessaires (p.ex. le tuyau de recirculation) doivent être fixés au brûleur avant le montage de ce dernier.
Attention: respectez les valeurs qui figurent sur les dessins de montage, notamment l’épaisseur de la tôle de la chaudière, la profondeur
minimum ou maximum à laquelle le tube du brûleur doit se trouver
dans la chaudière, etc.
Exemple de montage d’un brûleur sur une chaudière:
Dimensions du brûleur
• Montez éventuellement la conduite de recirculation (1) sur la tête
du brûleur (2) et fixez-la à l’aide de la vis (3 - voir fig. 2) . Attention:
respectez les bonnes dimensions.
• Placez la vis et deux écrous dans la bride (4 - voir fig. 4).
• Si nécessaire, agrandissez les trous dans la garniture de la bride
(5 - voir fig. 5).
Riello
• Fixez la bride (4) à la tôle de la chaudière à l’aide des vis (7) et (si
nécessaire) des écrous (8) en interposant la garniture de la bride
(5) (voir fig. 3).
Fixation du brûleur à la chaudière
40
3 Démarrage des brûleurs à mazout
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Installation hydraulique
Le brûleur est raccordé à l’aide des flexibles à mazout fournis, lesquels
sont raccordés à la pompe. La pompe est équipée d’une installation
bitube. Si le raccordement se fait avec une seule conduite, il faut retirer la vis de by-pass de la pompe (voir manuel du fabricant).
Riello
Thomas De Jongh
fonctionnement
fonctionnement
bi-tube: avec vis (A) monotube: sans vis (A)
fonctionnement
bi-tube: vis sans
anneau de
circulation (A)
fonctionnement
monotube: anneau
de circulation est
placé sur la vis (A)
Raccordement monotube, Raccordement bitube
vis de by-pass retirée
Les conduites de mazout doivent être raccordées de manière à ce
que les flexibles ne soient pas tordus et que tout soit raccordé sans
tension. La tuyauterie du mazout doit comprendre un filtre dans la
conduite d’aspiration. Toutes les conduites de mazout doivent être
posées suivant les lois et normes locales, avec des matériaux autorisés suivant ces normes. La longueur maximale et la différence de
hauteur de la conduite d’aspiration sont déterminées sur base des
instructions du fabricant. La conduite d’aspiration contient un clapet
antiretour à quelques centimètres de distance du fond du réservoir
(voir chapitre 1).
Si le niveau de mazout dans le réservoir peut arriver plus haut que le
niveau du brûleur, il y a lieu d’appliquer une protection anti-siphon.
Les différences de hauteur maximales autorisées ne peuvent pas être
dépassées et toutes les conduites doivent être étanches à l’air.
Emplacement du réservoir par rapport au brûleur
Raccordement du réservoir à mazout
41
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
3 Démarrage des brûleurs à mazout
Raccordements électriques
Les raccordements et les travaux électriques doivent être exécutés
par un professionnel. Les instructions et les recommandations en vigueur doivent être respectées. Il y a lieu de contrôler si la tension du
réseau correspond à la tension nominale de service de 230V, 50 Hz.
Le brûleur et le générateur sont reliés entre eux par un connecteur
multipolaire.
Attention
X7: chaudière à fiche européenne
XP7: brûleur à fiche européenne
TS: aquastat de sécurité
TL: aquastat limiteur (aquastat de réglage)
S3: témoin de dérangement
h1: compteur horaire
Sur certains brûleurs, il n’est pas possible de permuter la phase et le
conducteur neutre. Les brûleurs ont été agréés pour un fonctionnement intermittent. Cela veut dire qu’ils doivent s’arrêter au moins une
fois par 24 heures, afin que le coffret de contrôle automatique puisse
contrôler l’efficience au démarrage. Cet arrêt est habituellement
assuré par l’aquastat de réglage de la chaudière. Si ce n’est pas le cas, il
faut monter une minuterie en série avec l’aquastat de réglage; elle fera
s’arrêter le brûleur au moins une fois par 24 heures.
Contrôle préalable à la mise en service
Les points suivants doivent être contrôlés avant la mise en service:
• la pression d’eau dans le circuit de chauffage;
• le circulateur sous tension;
• l’état de fonctionnement du régulateur de tirage dans la cheminée (si présent);
• si l’alimentation est assurée à la tension (230 V) du coffret de
commande de la chaudière;
• le niveau de mazout dans le réservoir;
• les raccordements des flexibles (aspiration/retour, étanchéité):
• les robinets d’arrêt du mazout (ouverture);
• la tête du brûleur (mise au point);
• les électrodes d’allumage (mise au point);
• les thermostats (mise au point).
Avant la mise en service, du mazout est aspiré à l’aide d’une pompe à
main. Pour sa mise en service, le brûleur est doté d’une alimentation
électrique. Pour désaérer complètement le circuit, la vis de purge est
ouverte sur le filtre à huile. Pendant la purge d’air, la dépression ne
peut pas être supérieure à 0,4 bar. On coupe le brûleur quand le mazout y arrive sans bulles de gaz et que le filtre est entièrement rempli
de mazout. A ce moment, la vis de purge est refermée.
42
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
4 Réglage d’un brûleur à mazout - mise en service
Le contrôle et l’entretien de
combustion
4 Réglage d’un brûleur à mazout mise en service
Conformément à la directive Rendement 92/42/CEE, le montage du
brûleur sur la chaudière, le réglage et les tests sont exécutés suivant
le manuel de la chaudière. Cela comprend aussi le contrôle de la
teneur en CO et en CO2 dans les gaz de combustion, la température
des gaz de combustion et le rendement. En fonction du débit demandé à la chaudière, le gicleur, la pression de pompage, le réglage
de la tête du brûleur et le réglage du volet d’air sont déterminés suivant les instructions du fabricant. Nous retrouvons généralement ces
instructions dans un tableau du manuel du brûleur. Les valeurs figurant dans ce tableau ont été obtenues sur des chaudières CEN (selon
EN 267) et concernent 12,5% de CO2 au niveau de la mer (1.013 hPa)
et à une température de 20°C de l’air ambiant et du mazout, à une
pression de 0 mbar dans la chambre de combustion.
Les réglages de base du brûleur sont indiqués par le fabricant. Ces
réglages de base sont le point de départ pour le réglage ultérieur de
la combustion.
Les valeurs de réglage indiquées ci-dessus sont des réglages de base.
Les valeurs qui figurent dans les cadres marqués en gras correspondent aux réglages d’usine. Dans les cas normaux, le brûleur peut
être mis en service avec ces réglages. Contrôlez en tout cas soigneusement les valeurs de réglage. Des corrections peuvent s’avérer
nécessaires pour l’installation spécifique. Les valeurs de combustion
correctes sont obtenues avec les gicleurs que le fabricant mentionne
dans son manuel. Ces réglages doivent être contrôlés par un technicien agréé et, au besoin, adaptés afin d’obtenir une combustion dans
la fourchette des valeurs légales. Puissance calorifique L 01.42
L 01.55
Elco
L 01.40
L 01.95
min./max. kW
21
26
30
36
40
47
52
59
73
80
min./max. kg/h
1,8
2,2
2,5
3,0
3,4
4,0
4,4
4,9
6,1
6,7
Gicleur Danfoss 60°S Gph
0,5
0,6
0,6
Gicleur Danfoss 45°S Gph
1,0
1,1
1,25
1,50
1,75
Débit de fuel Pression de pulvérisation 0,85
0,75
bar
11
11
11
11
11
11
11
11,5
11,5
11,5
echelle
9
10
10
13
15
15
18
7
12
12
echelle (cote Y)
5
5
5
7
10
15
20
10
5
10
cote C
5
5
5
7
10
15
20
15
10
15
Position
1
1
1
1
1
1
1
-
-
-
Régulation air
Tambour Tête Recyclage Tableau des réglages de base d’un brûleur à mazout
43
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
4 Réglage d’un brûleur à mazout - mise en service
4.1Adaptation du réglage à l’installation
Après le contrôle des réglages de base, nous allons faire démarrer le
brûleur et effectuer les mesurages nécessaires afin de régler le mieux
possible la combustion. Avant de faire démarrer le brûleur, nous
calculons le gicleur correct et nous vérifions quels sont la marque
correcte, le type de gicleur correct et l’angle correct dans le manuel
du fabricant.
4.2Plan phasé
1. Contrôlez les réglages de base.
2. Ouvrez tous les clapets et robinets de fermeture dans les conduites de mazout.
3. Remplissez de mazout la conduite d’aspiration et le filtre à l’aide
d’une pompe à mazout manuelle avant d’enclencher le brûleur.
4. Enclenchez l’interrupteur principal.
5. Enclenchez l’interrupteur de l’installation. Quand le témoin de
dérangement s’allume, enfoncez la touche de déverrouillage sur
le brûleur.
Raccordement du manomètre et du vacuomètre
44
6. Réglez la pression de mazout et contrôlez le vide.
»» Le fabricant a réglé la pression de mazout avec un gicleur déterminé et à une pression déterminée en fonction de la puissance, suivant les valeurs figurant dans le manuel (contrôlez si
cette valeur convient pour l’installation).
»» Déclenchez l’interrupteur principal.
»» Dévissez le bouchon protecteur ‘P’ de la pompe à mazout.
4 Réglage d’un brûleur à mazout - mise en service
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
VDAB
VDAB
»» Dévissez le bouchon protecteur ‘V’ de la pompe à mazout
(selon la manière dont la citerne à mazout est installée, du
mazout peut s’écouler de la pompe).
»» Vissez le manomètre (plage de mesure de 0 à 25 bar) et le
vacuomètre (plage de mesure de 0 à -1 bar); raccordez les
appareils de mesure sans fuite) avec une bague en métal ou
en aluminium ou une rondelle). Utilisez de préférence des
appareils de mesure à bain de glycérine pour atténuer les
vibrations de l’aiguille.
»» Enclenchez l’interrupteur principal et mettez le brûleur en
service (l’électrovanne s’ouvre).
»» Lisez la pression de mazout et le vide de la pompe sur le manomètre et le vacuomètre (le vide ne peut pas dépasser 0,4 bar
pour une différence de niveau de 3 à 4 mètres entre la pompe
à mazout et le fond du réservoir). Si le vide est supérieur à 0,4
bar, il y a lieu de contrôler l’encrassement des filtres et le circuit
(diamètre correct de la conduite de mazout pour le débit de
mazout demandé sur la distance demandée).
»» Corrigez au besoin le réglage de la pression de mazout sur la
vis de réglage de la pression de la pompe à huile (voir manuel
du brûleur). En tournant vers la droite, vous faites monter
la pression; en tournant vers la gauche, vous faites baisser la
pression.
»» Contrôlez les valeurs d’émission après le réglage de la pression de mazout correcte (manuel du fabricant et tableau des
valeurs d’émission suivant la législation locale).
»» Déclenchez l’interrupteur principal.
»» Dévissez le manomètre et le vacuomètre.
»» Revissez les bouchons de protection ‘P’ et ‘V’ (contrôlez si la
garniture n’est pas endommagée et remplacez-la au besoin).
»» Mettez le brûleur en service et contrôlez si les bouchons de
protection ne fuient pas.
Raccordement du manomètre et du vacuomètre
45
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
4 Réglage d’un brûleur à mazout - mise en service
VDAB
Réglage le volet d’air = régulation primaire
VDAB
Régulation d’air secundaire
Répartition de l’air dans le tube à fumée
Répartition de l’air dans le tube à fumée
46
7. Corrigez le débit d’air – la plupart des brûleurs sont équipés
d’une double régulation de l’air. Le volet d’air du côté pression
du ventilateur sert au préréglage du débit d’air (quantité d’air)
tandis que la ligne-gicleur réglable sert au réglage fin du débit
d’air.
»» Au départ des réglages d’usine (manuel), nous allons d’abord
régler le volet d’air au, de manière à avoir le plus petit excès
d’air possible. Pour ce faire, nous mesurons l’indice de fumée
et nous réglons le volet d’air de manière à obtenir un indice de
suie de 0 sur l’échelle de Bacharach. A cet effet, nous réduisons
la quantité d’air par petites étapes jusqu’au moment où nous
obtenons une petite quantité de suie. Ensuite, nous rouvrons
un peu le volet d’air jusqu’à ce que la suie ait disparu (faites
toujours ces modifications par petites étapes, en remesurant à
chaque fois).
»» Quand il n’y a plus de suie, nous pouvons poursuivre le réglage
du brûleur au moyen de notre analyseur de fumées en modifiant la position de l’accrocheur de flamme (ligne-gicleur) – vers
l’avant pour plus de CO2 , vers l’arrière pour moins de CO2 .
»» Surveillez constamment tous les paramètres pendant le
réglage fin (surtout la valeur CO), afin qu’ils ne puissent pas
monter à un niveau inacceptable (détérioration des cellules de
mesure).
4 Réglage d’un brûleur à mazout - mise en service
VDAB
Mesurage de la pression du ventilateur
Attention
Le contrôle et l’entretien de
combustion
»» Si le brûleur est équipé d’un nipple de mesure de pression,
nous devons aussi mesurer la pression du brûleur et la contrôler dans le manuel. (Les pressions déviantes provoquent
une combustion de mauvaise qualité et instable. Si la pression
statique du brûleur doit se situer entre 3,2 et 3,6 mbar, nous
respecterons ces valeurs.)
»» Chaque fois que nous changeons quelque chose au réglage
de l’air, nous devons contrôler les valeurs d’émission.
»» Le réglage fin du brûleur est correct quand toutes les valeurs
d’émission se situent dans la fourchette légale. Comme tous les
types de brûleurs n’arrivent pas aux mêmes valeurs d’émission,
contrôlez toujours dans le manuel de l’appareil les valeurs de
mesure correctes préconisées par le fabricant.
Attention
Veillez à ce que le tube de fumées soit raccordé sans fuites au raccord
de la chaudière, Un faux tirrage provoque des erreurs dans les valeurs
mesurées.
VDAB
Certains brûleurs ont encore un troisième
réglage de l’air qui permet d’adapter le
refoulement du ventilateur en fonction de la
résistance de la chaudière. Quand une pression d’air élevée est désavantageuse (notamment en cas de grande dépression dans la
chambre de combustion), il est possible de
la réduire en modifiant la position du déflecteur. A cette fin, nous devons desserrer la vis
de fixation, effectuer les nouveaux réglages
et resserrer la vis. Mais il y a lieu d’utiliser un
manomètre pour contrôler la pression du
brûleur. Certains fabricants ont prévu cette
troisième possibilité de réglage, alors que,
chez d’autres, cette régulation se situe à
l’intérieur du brûleur. Si nous ne possédons
pas d’informations à propos de cette régulation, il est généralement plus judicieux de ne
pas y toucher. En effet, des réglages erronés
peuvent dérégler le bon fonctionnement du
brûleur. Nous devons aussi toujours noter
soigneusement tout ce que nous modifions,
afin de pouvoir revenir aux réglages d’usine
si le résultat est moins bon.
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Régulation interne
47
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
4 Réglage d’un brûleur à mazout - mise en service
Testo
8. Contrôlez toutes les valeurs mesurées avec le capot monté sur
le brûleur et la porte de la chaufferie fermée (conditions normales de service).
9. A la fin, vous devez absolument contrôler à nouveau l’indice de
fumée, arrêter le brûleur et le faire redémarrer. Pour garantir un
fonctionnement stable du brûleur, le démarrage ne peut pas
s’accompagner de grandes variations de pression (si l’appareil
de mesure peut mesurer une valeur maximum de CO ou la
valeur de pic mesurée pendant la série de mesures, veillez à ce
que cette valeur de pic soit au maximum 3 à 4 fois plus élevée
que la valeur CO mesurée pendant le fonctionnement stable:
cela signale un démarrage correct). Un brûleur doit fonctionner tout au long de l’année avec un rendement aussi élevé que
possible.
Appareil de mesure
10. N’exagérez pas au moment de la mise au point du brûleur. Un
brûleur fonctionne mieux avec un rendement constant (p.ex.
93%) que s’il atteint un très haut rendement pendant quelques
semaines (ou quelques mois) après quoi la chaudière commencera à s’encrasser, ce qui entraîne une perte de rendement et
plus de travail lors de l’entretien suivant.
11. Notez toutes les valeurs mesurées sur l’attestation de combustion et attachez éventuellement le protocole de mesure imprimé
à cette attestation.
48
5 Entretien
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
5 Entretien
L’entretien d’une installation de chauffage au mazout comprend:
• le nettoyage de la cheminée;
• le nettoyage du tube de raccordement entre la cheminée et la
chaudière;
• le nettoyage de la chaudière;
• le nettoyage du brûleur et le contrôle de ses éléments;
• un contrôle de la combustion.
5.1Nettoyage de la cheminée
Le ramonage mécanique de la cheminée est une obligation annuelle
pour les installations au mazout. Ce ramonage peut être effectué par
un ramoneur ou un technicien agréé, et peut se faire par le bas ou
par le haut. Si la cheminée est ramonée depuis le toit, le ramonage se
fait généralement avec une brosse (hérisson) adaptée aux dimensions et à la forme du conduit de fumées et à laquelle est fixé un poids.
Le poids est introduit dans la cheminée à l’aide d’une corde et la suie
éventuelle est décollée de la paroi par des mouvements de va-etvient de la brosse. Le ramonage par le toit implique des risques et il y
a donc lieu de vérifier la stabilité de la cheminée et l’accessibilité du
toit avant de pouvoir ramoner la cheminée. L’assurance accidents du
travail doit également être adaptée: cette activité n’est pas toujours
couverte, en raison du risque plus grand qu’elle implique.
Une manière plus sûre de ramoner la cheminée est de le faire par le
bas, par la trappe de ramonage présente dans la chaufferie. Cela se
fait généralement en introduisant des perches souples dans la cheminée. Une brosse (hérisson) adaptée à la forme et aux dimensions
du conduit de fumées est montée à l’extrémité de ces perches. La
cheminée est ramonée par des mouvements de va-et-vient du hérisson et l’on rajoute des perches jusqu’à ce que toute la cheminée soit
ramonée, depuis la chaufferie jusqu’au toit.
Contrôlez toujours la hauteur de la cheminée pour être certain que
vous avez ramoné toute la cheminée. Une cheminée non ramonée
peut être la cause d’un mauvais fonctionnement de la chaudière: si
les gaz de combustion ne parviennent pas à s’échapper facilement,
la combustion ne peut pas se dérouler correctement et un excès de
suie peut se produire; de ce fait, le brûleur se mettra en dérangement et un feu de cheminée risque de se produire.
49
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
5 Entretien
5.2Nettoyage du tube de raccordement entre la cheminée et la chaudière
Pour pouvoir nettoyer le tube de raccordement, il faut que ce dernier soit démontable ou qu’une trappe de ramonage ait été prévue.
Remontez le tube après nettoyage et veillez à la qualité du raccordement tant du côté de la cheminée que du côté de la chaudière.
Un tube de raccordement mal raccordé à la chaudière (ouvertures)
laisse entrer un air parasite qui peut avoir une grande influence sur
les résultats des mesures. En effet, nous ne mesurons pas les valeurs
correctes et on dirait que le brûleur fonctionne mal, alors que le seul
problème est un tube de raccordement mal raccordé. C’est aussi généralement dans ce tube qu’est pratiquée l’ouverture de mesure par
laquelle nous effectuons le contrôle de la combustion.
Si le tube de raccordement n’a pas de trappe de ramonage et est
monté de manière fixe dans la cheminée, il faut le dégager, le nettoyer puis le remonter. Un raccordement non nettoyé entre la cheminée et la chaudière peut provoquer un mauvais fonctionnement de
l’appareil.
5.3Nettoyage de la chaudière
La chaudière doit être nettoyée suivant les instructions du fabricant
(consulter toujours le manuel, surtout si c’est la première fois que
vous devez entretenir un appareil). En général, une brosse spéciale,
adaptée aux dimensions de la chaudière, est fournie avec celle-ci. La
chaudière doit toujours être nettoyée par un technicien agréé. Si le
client a déjà nettoyé la chaudière, vous devez toujours la contrôler
vous-même et recommencer le nettoyage si nécessaire, avant de
remplir l’attestation de nettoyage).
Toutes les chaudières ne se nettoient pas facilement par l’avant, il
faut parfois aussi enlever l’arrière de la chaudière. Une chaudière mal
nettoyée aura un moins bon rendement et, après quelques années, la
suie qui s’est déposée partout et qui est alors difficile à enlever peut
poser des problèmes. Pour obtenir un bon rendement, suffisamment
élevé, il est important que l’entretien soit effectué correctement par
un professionnel.
Nettoyage de la chaudière
50
Contrôlez aussi les garnitures entre les éléments d’une chaudière en
fonte ainsi que les garnitures dans les portes et les trappes de ramonage. Remplacez les garnitures endommagées, car il est important
que la chaudière soit étanche.
5 Entretien
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
5.4Nettoyage du brûleur et contrôle des éléments
L’entretien d’un brûleur à mazout doit être effectué par un technicien
agréé suivant les instructions d’entretien du fabricant.
L’entretien comprend au moins les opérations suivantes:
• Nettoyage extérieur et enlèvement complet des saletés, poussières et résidus de mazout.
• Nettoyage du boîtier du ventilateur, du ventilateur et du volet
d’air
• Nettoyage de la bouche du brûleur
• Remplacement du gigleur
• Nettoyage des électrodes et contrôle de l’absence de fissures sur
les isolateurs (mauvais allumage)
• Nettoyage de l’accrocheur de flamme
• Contrôler si les câbles haute tension ne sont pas endommagés et
les nettoyer
• Nettoyer les filtres:
»» Inspecter le filtre de la pompe et le nettoyer ou le remplacer s’il
est encrassé
»» Démonter le filtre sur la conduite d’aspiration et le nettoyer ou
remplacer l’élément filtrant
• Contrôler visuellement les fuites éventuelles des raccords souples
(flexibles à mazout), les robinets d’arrêt et les raccords
• Remarques:
»» L’accrocheur de flamme, les tiges des électrodes, la bouche du
brûleur et le boîtier du ventilateur peuvent se nettoyer à l’aide
d’une brosse métallique souple (laiton).
»» Nettoyez prudemment le ventilateur à la brosse douce (afin
de ne pas l’endommager du tout). Le ventilateur est équilibré:
n’enlevez surtout pas le contrepoids éventuellement présent
lors du nettoyage. Une ou deux lames endommagées peuvent
provoquer des vibrations et des nuisances sonores. Un ventilateur endommagé doit être remplacé.
»» Pour les isolateurs, il vaut mieux utiliser un chiffon et un
dégraissant.
»» Comme du gigleur est un organe de précision, il ne peut en
aucun cas être nettoyé avec un objet. Si vous n’avez pas un
nouvel injecteur sous la main, plongez-le dans un solvant et
remontez-le sans le sécher.
51
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
5 Entretien
Quelques points qui méritent une attention particulière:
• Contrôler le contrôleur de flamme:
»» Retirer le contrôleur de flamme de la bride
»» Nettoyer le contrôleur de flamme
Contrôle de sécurité
Réaction
Démarrage du brûleur avec contrôleur de flamme couvert (assombri)
Déclenchement pour cause
de dérangement à la fin
du temps de sécurité
Démarrage du brûleur avec
c­ ontrôleur de flamme éclairé par
une source lumineuse secondaire
Déclenchement pour cause de
dérangement après max. 40 sec
»» Insérer le contrôleur de flamme dans la bride – respecter la
position angulaire et la distance
Contrôle de sécurité
Réaction
Fonctionnement du brûleur avec
simulation d'extinction de la flamme
(débrancher la fiche de l'électrovanne
pendant le fonctionnement)
Redémarrage suivi de déclenchement pour cause de
dérangement à la fin du temps
de sécurité
• Contrôler les raccordements électriques: vérifier si les connecteurs électriques sont bien branchés sur les composants du
brûleur
• Nettoyer le brûleur: mettre le brûleur en position entretien
Nettoyer le logement et le tube foyer, les électrodes d’allumage,
le contrôleur de flamme et le ventilateur
Viessmann
Brûleur en position entretien
A: accroche-flamme
B: électrodes d’allumage
C: contrôleur de flamme
D: turbine du ventilateur
52
5 Entretien
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
• Remplacer le gicleur:
Viessmann
Position entretien pour remplacement du gicleur
• Fixez le capot du brûleur au carter du brûleur
avec la ligne gicleur tournée vers le haut (position entretien) pour éviter la formation de bulles d’air pendant le remplacement du gicleur
• Retirez les autres éléments de la ligne gicleur
(accroche-flamme A, électrodes C et contrôleur de flamme D).
• Remplacez le gicleur F.
• Remontez le tout (respectez les distances stipulées dans le manuel).
VDAB
• Contrôler les électrodes d’allumage et rectifier leur position
Contrôler l’usure, l’encrassement et les cotes – les remplacer, le
cas échéant.
Viessmann
Exemple de réglage des électrodes d’allumage
53
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
5 Entretien
• Nettoyer le filtre de la pompe à mazout
et le remplacer, le cas échéant
Viessmann
Filtre de pompe
Filtre de pompe
5.5 Contrôle de combustion
Après l’entretien, il y a lieu de procéder à une nouvelle mise au point
du brûleur et de contrôler les émissions. Voir chapitre 4: “Réglage d’un
brûleur à mazout”.
ECOM
Testo
54
6 Élimination des pannes
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
6 Élimination des pannes
Une panne et/ou l’arrêt d’un brûleur sont la plupart du temps causés
par une mise au point incorrecte, un manque d’entretien ou un
équipement défectueux qui ne remplit plus les exigences imposées.
Certaines défectuosités ne gênent pas immédiatement le fonctionnement du brûleur mais, à terme, elles compromettront quand
même son bon fonctionnement.
Il n’existe pas de règles fixes pour la détection des pannes. Cela dépend en grande partie de l’inventivité, de la perspicacité et de l’esprit
logique du technicien chargé de du diagnostic.
Pour ne pas perdre de temps, on commence par interroger le client
sur la nature du dérangement. Sa réponse peut généralement orienter la suite du diagnostic.
La plupart des pannes peuvent être classées dans un des groupes
suivants:
• panne d’origine électrique;
• panne de l’allumage;
• panne hydraulique.
Il n’y a pas une séparation claire entre ces groupes parce qu’il y a
toujours un certain rapport entre eux.
La manière la plus facile de détecter une panne est de suivre les
instructions du fabricant. En règle générale, avant de démonter les
éléments, le technicien commence par contrôler l’alimentation en
courant et en combustible ainsi que l’évacuation des gaz de combustion, et il essaye de remettre le brûleur en route. Cela permet habituellement de situer la panne.
Ensuite, le technicien doit juger lui-même s’il faut remplacer une
partie du matériel. N’oubliez pas qu’une réparation hâtive et bâclée
risque de provoquer rapidement une nouvelle panne. Bien souvent, il
vaut mieux remplacer un élément défectueux plutôt que le réparer .
Avant de considérer que l’installation est fiable, il faut encore vérifier
les appareils de protection et de régulation.
55
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
6 Élimination des pannes
6.1 Liste d’outils
La première condition pour détecter une panne est évidemment de
disposer de l’outillage nécessaire. Cet outillage se compose de:
• une valise de contrôle de brûleur avec appareil de mesure
électronique, qui contient également une règle à calcul pour
déterminer le rendement et le choix des gicleurs, une échelle de
Bacharach pour l’indice de fumée, du papier filtre pour le test de
fumée et des filtres de réserve pour l’appareil de mesure;
• un testeur de fumée (pompe à suie) pour contrôler l’indice de
fumée;
• des fiches pour le contrôle et l’entretien de l’installation;
• un coffre à outils contenant assez d’outils pour monter et démonter le brûleur (tournevis, clés, pinces, lampe baladeuse, brosses
nettoyer la chaudière, le brûleur et la cheminée, …);
• un bon multimètre.
6.2Influence de la température sur les combustibles liquides et le
fonctionnement du brûleur
Pour éviter les problèmes, il est indispensable d’installer le réservoir
de manière à le protéger des basses températures et du gel. Une
baisse de la température extérieure ralentit en effet l’écoulement du
combustible vers l’appareil de chauffage, ce qui provoque une diminution sensible de la puissance calorifique de l’appareil, alors qu’elle
devrait justement augmenter pour conserver le même confort dans
les pièces. La température extérieure peut même descendre jusqu’au
point de trouble du mazout . A ce moment, l’approvisionnement en
mazout de l’appareil n’est plus assuré.
56
6 Élimination des pannes
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
6.3Pannes des brûleurs à mazout
Panne / Action
Cause de la panne
Le Iimiteur de température de sécurité a arrêté Ie brûIeur
Contrôler Ies fusibIes de Ia réguIation ou
du socIe de connexion, Ies branchements
éIectriques et Ia position de I’interrupteur
instaIIation de Ia réguIation et de
I’interrupteur généraI de chaufferie
Appuyer sur Ia touche de réarmement de Ia
réguIation de chaudière
Le thermostat ne demande pas de chaleur
Contrôler le thermostat
Mauvais raccordement électrique, conducteurs 'L1' et 'N' inversés ou régulation
automatique du brûleur défectueuse
Contrôler le raccordement électrique En cas
de raccordement de phase correct, remplacer la régulation automatique du brûleur
Moteur défectueux
RempIacer Ie moteur ou le condensateur
Pas de tension
Le brûleur ne démarre pas, pas de
panne affichée, pas de témoin allumé.
Le brûIeur ne démarre pas, une panne
est affichée, le témoin lumineux est allumé, en cas de régulation numérique
Le brûIeur ne démarre pas, avec affichage d'une panne
Le brûIeur démarre, mais Ia fIamme ne
se forme pas
AccoupIement entre Ie moteur et Ia pompe
défectueux
La pompe à huile ne démarre pas ou très
péniblement
Nettoyer la pompe à huile ou la remplacer
Remplacer le préchauffeur de fioul
Electrodes d'aIIumage maI régIées
Corriger le réglage
Electrodes d'aIIumage humides et saIes
Nettoyer Ie bIoc éIectrodes d'aIIumage et le
positionner correctement
IsoIant des éIectrodes fendu
RempIacer Ie bIoc éIectrodes d'aIIumage
Transformateur d'aIIumage défectueux
RempIacer Ie transformateur d'aIIumage
CâbIe d'aIIumage défectueux
RempIacer Ie câbIe d'aIIumage
La pompe ne peut pas aspirer de fiouI
Monter un manomètre et un vacuomètre
sur Ia pompe et contrôIer si Ia pression est
étabIie (voir paragraphe suivant)
Vannes d'arrêt du fiItre et/ou de Ia conduite
fiouI fermées
Ouvrir ces vannes
Filtre bouché
Nettoyer Ie fiItre (préfiItre et fiItre de
pompe)
AccoupIement entre Ie moteur et Ia pompe
défectueux
RempIacer I'accoupIement
Soupape externe d'amenée de mazout
défectueuse
Resserrer Ies raccords fiIetés. ContrôIer
I'étanchéité des conduites fiouI et rétabIir
I'étanchéité Remplacer le bocal du filtre
Corriger Ieur raccordement seIon Ies
indications portées sur Ia pompe
ContrôIer Ia section de Ia conduite
fiouI. RempIacer Ie fiItre Contrôler la
vanne d'alimentation externe Contrôler
l'encrassement des conduites Contrôler
la soupape antiretour dans la citerne En
hiver, surtout si le réservoir est installé à l'air
libre, contrôler la température du mazout
(viscosité).
Contrôler la soupape externe d'amenée de
mazout et la remplacer au besoin
Bobine de I'éIectrovanne défectueuse
RempIacer Ia bobine de I'éIectrovanne
Pompe fiouI défectueuse
RempIacer Ia pompe fiouI
GicIeur bouché
RempIacer Ie gicIeur
FIexibIes aspiration et retour intervertis
Dépression trop éIevée dans Ia con-duite
d'aspiration (supérieure à0,35 bar)
Le brûIeur démarre, Ie fiouI ne sort pas
du gicIeur
Remplacer l'accouplement
Préchauffeur de fioul défectueux
La conduite d'aspiration ou Ie bocaI du fiItre
fuient
La pompe ne peut pas aspirer de fiouI
Solution
57
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Panne / Action
Lumière diffuse durant la phase de
préventilation
Le brûIeur démarre, Ia fIamme se
forme mais le brûIeur s’arrête après Ia
période de mise en sécurité
La fIamme décolle durant Ie fonctionnement du brûIeur
L'aIIumage intervient Iors du fonctionnement
6 Élimination des pannes
Cause de la panne
Solution
L'électrovanne de la pompe à fioul ne se
ferme pas
Remplacer l'électrovanne
Contrôleur de flamme défectueux
Remplacer le contrôleur de flamme
Electrodes d'allumage mal positionnées ou
usées
Contrôler les électrodes d'allumage, les
remplacer si nécessaire
Contrôleur de flamme encrassé
Nettoyer le contrôleur de flamme
Le contrôleur de flamme ne reçoit pas assez
de lumière
Nettoyer l'accroche-flamme
Contrôleur de flamme défectueux
Remplacer le contrôleur de flamme
Boîtier de contrôIe de brûIeur défectueux
Remplacer le boîtier de contrôle de brûleur
Dépôt de coke sur le tube foyer ou sur
l'accroche-flamme
Nettoyer le tube foyer
Dépôt de coke sur le gicleur et les électrodes
Vérifier le bon angle du gicleur, vérifier la
position des électrodes
Air dans Ia conduite d'aspiration
Rendre étanches la conduite et le filtre
Gicleur défectueux
Remplacer le gicleur
Brûleur mal réglé
RégIer Ies vaIeurs initiaIes et les adapter si
nécessaire
Accroche-flamme encrassé
Nettoyer l'accroche-flamme
Contrôleur de flamme encrassé
Nettoyer le contrôleur de flamme
Accroche-flamme encrassé
Nettoyer l'accroche-flamme
Gicleur encrassé ou défectueux
Pression excessive du ventilateur
La flamme n'est pas stable
Débit de mazout trop élevé
Manque d'air ou excès d'air
Le brûleur charbonne
Dépression insuffisante dans la cheminée
Gicleur défectueux
Teneur en CO2 trop faible
Température des gaz de fumées trop
éIevée
Le brûleur fonctionne mais le coffret
de contrôle clignote en permanence
58
Remplacer le gicleur
Mesurer Ia pression du ventilateur par Ie nipple de mesure du carter du brûleur. RégIer
Ia position du voIet d'air et/ou de Ia Iigne de
gicIeur de manière à ne pas dépasser la pression statique du brûleur
Régler correctement la pression de mazout
ou monter un gicleur correct
Contrôler le réglage. Contrôler et nettoyer la
turbine du ventilateur. Contrôler l'aération
de la chaufferie
Contrôler la cheminée et le conduit de
fumée
RempIacer Ie gicIeur, monter un gicIeur
correct
Pas de tube de combustion
Installer un tube de combustion
Mauvais réglage
Contrôler le réglage
Air parasite dans le système
Débit de fioul trop élevé
Chaudière encrassée
Diagnostic de l'interface
Mastiquer Ie raccord tube de fumées/buse
de Ia chaudière. Resserrer Ies vis de fixation
de Ia porte de Ia chambre de combustion et
de Ia trappe de Ia buse de fumées
Adapter Ie débit à Ia puissance nominaIe de
Ia chaudière
Nettoyer Ia chaudière. Contrôler Ie régIage
du brûIeur et le corriger si nécessaire
Maintenir la touche de déverrouillage
enfoncée > 3 sec
6 Élimination des pannes
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Panne / Action
Cause de la panne
Solution
Le brûleur démarre brièvement au
moment de la mise sous tension, puis
s'arrête et donne un code de dérangement
Le coffret de contrôle a été arrêté
intentionnellement
Remettre le coffret de contrôle en marche
La pression de mazout est instable
Présence d'air dans le mazout
à cause d'une fuite
Dépression trop élevée
à cause d'un filtre colmaté
Dépression trop élevée à cause d'une
conduite d'aspiration écrasée
Le régulateur de pression est encrassé ou
l'interrupteur de pression est défectueux
L'électrovanne ne se referme pas
Le brûleur continue à brûler
Le brûleur ne démarre pas du premier
coup
Le brûleur démarre avec un bang
Air dans la ligne de gicleur
ou dans le porte-gicleur
Le mazout s'écoule de la conduite
d'aspiration à cause d'un clapet antiretour
défectueux, d'un clapet antiretour encrassé
dans la citerne, ou d'une petite fuite
L'allumage ne se fait pas entre les électrodes
mais entre une électrode et la tête de brûleur, l'accrocheur de flamme ou le gicleur
Après quelques tentatives de démarrage
dans une chaudière chaude, des vapeurs
de mazout se forment et explosent
brusquement
Réparer la fuite
Nettoyer le filtre
Réparer la conduite
Nettoyer ou réparer, ou remplacer la pompe
Remplacer ou nettoyer
Eliminer l'air
Réparer le clapet antiretour ou le remplacer,
réparer la fuite
Contrôler la position des électrodes
Si le brûleur ne démarre pas après plusieurs
tentatives, il vaut mieux en rechercher la
cause que de continuer à essayer de faire
démarrer le brûleur
Remarque
Cette liste n’entend pas être complète et sert uniquement à vous mettre sur la bonne voie. Il est important de connaître le
fonctionnement du brûleur et d’essayer de suivre ce qui se passe ou ne se passe pas pendant le démarrage de l’appareil. Il
est extrêmement important de bien connaître le fonctionnement d’un brûleur à mazout.
59
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
6 Élimination des pannes
Origine de la panne
Cause
Contrôle
Le brûleur ne fonctionne pas
Tension d'alimentation
Fusibles
Electrique
Circuit de commande
Protection thermique
Thermostat
Assemblages
Le brûleur ne fonctionne pas et son relais se bloque
Raccordement
Electrique
Le moteur n'est pas alimenté
Relais de brûleur
Phase de démarrage (condensateur et bobinage d'induit)
Mécanique
Moteur grippé
Moteur
Pompe
Le moteur tourne, il n'y a pas de flamme et le relais de brûleur se bloque
Transformateur
Allumage
Electrodes
О Arc
О Isolant
Câbles à haute tension
Electrique
Relais de brûleur
Electrovanne
Relais de brûleur
Raccordement
Fonctionnement correct
Réservoir
Combustible
Alimentation
Admission d’air ou colmatage (utilisation du vacuomètre)
Injecteur bouché
Accouplement
Mécanique
Pompe
Aspiration (utilisation du vacuomètre)
Le régulateur de pression
Pulvérisation sans flamme
60
Rapport combustible / air comburant
Débit de carburant
Débit d'air
6 Élimination des pannes
Origine de la panne
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Cause
Contrôle
Le moteur tourne, la flamme se forme et le relais de brûleur se verrouille (position de sécurité)
Electrique
Détecteur de flamme
Flamme instable
Rapport combustible / air comburant
Mécanique
Electrovanne
Cellule
Relais de brûleur
Débit de combustible
Débit d'air
Etanchéité de la vanne pendant le prérinçage
Le brûleur fonctionne, mais avec une flamme instable (à-coups, retour de flamme)
Débit de combustible
Rapport combustible / air comburant
Débit d'air
Adaptation du brûleur / de la chaudière
Caractéristiques du brûleur et de la chaudière
Flamme instable
Conduites
Gicleur endommagé
Réservoir
Mauvaise combustion
Admission d'air et colmatage (utilisation du vacuomètre
Présence d'eau
Contrôle de combustion
Pression cheminée
61
62
7 Rendement
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
7 Rendement
La principale tâche du générateur est de capter l’énergie qui s’est
libérée lors de la combustion pour la transmettre à un fluide caloporteur : eau ou air.
En théorie, toute la quantité de chaleur produite par la combustion
est transmise au fluide caloporteur. Mais dans la pratique, on n’atteint
jamais ce résultat parce qu’il faut tenir compte des pertes.
La chaleur utile est la chaleur absorbée par le caloporteur en se
réchauffant. La perte globale est la quantité de chaleur inutilisée. La
chaleur utile est donc la chaleur produite moins les pertes.
Le rendement nominal est le rapport entre la chaleur utile et la chaleur produite.
rendement = la chaleur utile
la chaleur produite
7.1 Déperditions de chaleur
Le rendement de combustion (ŋc) est la mesure dans laquelle le
combustible est brûlé. Dans un ensemble chaudière/brûleur Optimaz
2005, le rendement de combustion doit être d’au moins 93%.
Les 7% restants sont des déperditions qui peuvent être subdivisées
en deux catégories:
• perte par les fumées;
• perte par l’ambiance.
7.1.1La perte par les fumées
La perte par les fumées est la principale perte. Il en existe deux types:
La perte par les composants solides ou gazeux imbrûlés,
appelée ‘perte par chaleur latente’
La perte par les composants solides ou gazeux imbrûlés est toujours
très limitée. Dans le pire des cas, il s’agit d’environ 0,1%. Le danger est
plutôt représenté par l’accumulation de ces particules sur les parois
du foyer. Un dépôt de 1 mm de suie suffit pour faire monter de +30°C
la température des gaz de combustion.
63
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
7 Rendement
La perte par les fumées, appelée ‘perte par la chaleur
sensible’
Les deux facteurs qui jouent un rôle dans la détermination de la
déperdition par la chaleur sensible sont la teneur en CO2 et la température des gaz de combustion.
Le mesurage de la teneur en CO2 indique indirectement la valeur
de l’excès d’air admissible dans le générateur. Cet excès d’air veut
dire qu’une quantité inutile d’air a été réchauffée. Le rapport entre la
teneur en CO2 théorique et mesurée indique l’excès d’air.
La température des gaz de combustion à la sortie du générateur est
directement proportionnelle à la perte par la chaleur sensible. Pour
limiter au maximum cette perte, la température des gaz de fumée à
la sortie de la chaudière devrait être aussi basse que possible.
Or, les fumées doivent encore traverser la cheminée et la quitter à
une température plus élevée afin d’éviter la condensation (point de
rosée acide).
Il y a donc un compromis à trouver, lequel peut seulement être atteint quand on tient compte de l’ensemble de l’installation (brûleur,
générateur, cheminée). Cette température, mesurée à la sortie de la
chaudière, change en fonction du type de générateur, de très basse
(chaudière à condensation) à un maximum de 250°C en passant par
130°C.
7.1.2 La perte par l’ambiance
La perte par rayonnement, convection et conduction depuis
la paroi extérieure du générateur (en fonction de l’isolation)
Ces déperditions sont difficiles à calculer parce qu’elles dépendent
du type de générateur et de son isolation thermique. La valeur moyenne pour un générateur est d’environ 1%.
La perte à l’arrêt du brûleur
Si le brûleur n’est pas équipé d’un volet d’air à fermeture automatique à l’arrêt, il y a en permanence de l’air qui parcourt la chaudière, si
bien que le flux d’air froid refroidit l’eau présente dans la chaudière et
provoque des pertes de chaleur.
Les pertes dépendent du type de brûleur, du générateur et de la
dépression de la cheminée.
Dans les anciennes chaudières, la perte peut être très élevée (de 2% à
6% de la puissance nominale).
Une isolation quasi parfaite de l’échangeur de chaleur, un volet d’air à
fermeture automatique sur le brûleur à mazout et une technique de
régulation adéquate permettent de limiter la déperdition.
64
7 Rendement
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
7.2Rendement de combustion et pertes par la cheminée
Si nous disposons d’un indice de fumée correct, de la teneur en CO2
et de la température réelle des gaz de combustion, nous pouvons
calculer le rendement à l’aide de la formule de Siegert (par exemple):
θ -θ ŋc = 100 - k g a
%CO2
où:
ŋc = le rendement de combustion;
θg = la température des gaz de combustion à la sortie de la
chaudière;
θa = la température de l’air comburant aspiré par le brûleur;
%CO2 = la teneur en dioxyde de carbone des gaz de combustion;
k = un coefficient qui peut être déterminé comme suit: k = (0,008 x
% CO2) + + 0,48.
Le coefficient k peut aussi être déterminé à l’aide d’un graphique. Le
rendement de combustion peut également être déterminé à l’aide
d’une réglette graduée présente dans la valise de combustion ou
d’un nomogramme.
Le rendement de combustion d’une installation moderne devrait
dépasser les 91%.
Il est possible d’améliorer la teneur en CO2 de différentes manières:
• un réglage adéquat de l’excès d’air (λ = 1,20): pas trop ni trop
peu, afin que le combustible et l’air comburant se lient le mieux
possible;
• la détermination du gigleur, adaptée à la puissance nominale de
la chaudière ou le type d’injecteur prescrit par le fabricant de la
chaudière;
• La détermination de la pression de la pompe à fioul;
• la détermination de la quantité correcte d’air comburant (air
total), en réglant le volet d’air primaire à l’entrée du ventilateur;
• la rectification de la position de l’accrocheur de flamme (aussi
appelée réglage fin ou air secondaire) pour déterminer la teneur
en CO2 et en CO;
• le choix de la tête de combustion en fonction de la puissance du
brûleur (certains brûleurs disposent en effet de têtes distinctes
selon la demande de chaleur).
65
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
7 Rendement
Exemple d’un calcul de rendement
après le réglage final d’une installation moderne, les valeurs suivantes
ont été mesurées:
• teneur en CO2: 12,5%;
• θg : 175°C;
• θa : 15°C.
A combien s’élève le rendement de combustion?
Le coefficient k est donc égal à: 0,008 x 12,5 + 0,48 = 0,58
Le rendement de combustion ŋc =
θ -θ ŋc = 100 - k g a
%CO2
175 - 15
ŋc = 100 - 0,58
12,5
= 100 - 7,42 = 92,476%
La diminution du rendement de combustion n’est pas supérieure
à 2% pendant la saison de chauffe. Le chauffagiste n’a aucun mal
à mesurer les éléments nécessaires pour calculer le rendement de
combustion sur toute installation en fonctionnement.
Pour obtenir un rendement maximum, le facteur est généralement
réduit:
θg - θa
%CO2
La température dans la cheminée ne peut donc pas être trop élevée.
• Réduire le numérateur:
»» θg est la température des gaz de combustion, laquelle doit
être aussi basse que possible. C’est le cas avec les chaudières
modernes, où la température de la cheminée est très basse.
Une température trop basse de la cheminée peut provoquer
une condensation dans la cheminée. C’est pourquoi il est
conseillé de toujours rester au-dessus du point de rosée (point
de condensation) (le point de rosée théorique d’un mazout à
teneur en soufre de 0,2% est de ± 50°C).
»» θa est la température de l’air comburant.
»» Il est indispensable de toujours prévoir une bonne amenée
d’air ambiant en quantité suffisante pour garantir une combustion optimale. Un manque d’oxygène entraînerait en effet
une combustion incomplète, et le brûleur pourrait se mettre
en panne.
• Augmenter le numérateur:
»» En augmentant le numérateur, nous augmentons la teneur
en CO2. Le maximum théorique (inaccessible) est de 15,2%
Les critères Optimaz exigent un minimum de 12,5%. Dans la
pratique, les combinaisons qui reçoivent l’agrément Optimaz
ont une teneur de 12,5% à 13,5%.
66
7 Rendement
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Calcul du coefficient k en fonction de la teneur en CO2
67
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
7 Rendement
Pertes par la cheminée
Le contrôle et l’entretien de
combustion
68
Détermination du rendement de combustion
7 Rendement
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
7.3 Le rendement saisonnier global d’une installation de chauffage central
Par rendement saisonnier d’une installation de chauffage central,
nous entendons le rapport entre la quantité de chaleur utile pour
chauffer les locaux et la quantité de chaleur fournie par le combustible. Des pertes de chaleur se produisent à la production, à la
distribution, à la régulation et à l’émission, si bien que chaque phase
se caractérise également par son rendement. L’étude distincte des
différents phases donne une meilleure idée de leur incidence sur le
rendement saisonnier de l’ensemble de l’installation de chauffage.
Le rendement saisonnier global de l’installation de chauffage central
est le produit des différents rendements partiels:
ŋs = ŋsk . ŋsd . ŋsr . ŋse
(%)
où:
• ŋs = le rendement saisonnier global;
• ŋsk = le rendement saisonnier de la production de la chaudière
ou le rendement nominal dans l’eau;
• ŋsd = le rendement saisonnier de la distribution (conduites);
• ŋsr = le rendement saisonnier de la régulation;
• ŋse = le rendement saisonnier de l’émission de chaleur des corps
de chauffe.
Une partie du rendement est expliquée brièvement ci-dessous,
depuis la combustion dans le foyer jusqu’à l’émission de chaleur dans
les locaux.
69
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
1Amenée de combustible
2 Brûleur
3 Chaudière (rendement de production de
50% à 105%)
4 Système de distribution de chaleur
(rendement de distribution de 70% à
99%)
5 Emission (rendement d’émission de 90%
à 100%)
6 Système de régulation (rendement de
régulation de 86% à 98%)
7 Rendement
7.3.1Le rendement saisonnier de la production, ou
rendement de la chaudière ou rendement nominal
dans l’eau (ŋsk)
Le rendement saisonnier de la production (ŋsk) est le rendement
nominal moyen de la chaudière pendant la saison de chauffe. C’est le
rapport entre la chaleur que la chaudière fournit pendant la période
d’utilisation et l’énergie libérée lors de la combustion. Ce rendement
tient compte non seulement des pertes pendant les périodes de
fonctionnement du brûleur (pertes par la cheminée et pertes dans
l’air ambiant par convection et rayonnement à travers les parois de
la chaudière) mais aussi des pertes quand le brûleur est hors service,
des pertes par rinçage d’air de la chambre de combustion dues au
triage de la cheminée et des pertes dans l’air ambiant.
Beaucoup de personnes pensent que le rendement saisonnier de
la production est beaucoup plus bas que le rendement nominal
mesuré pendant un court essai à la puissance nominale en régime
continu de la chaudière (rendement de combustion). La différence
entre ce rendement de combustion et le rendement saisonnier de
la chaudière dépend énormément de l’âge de la chaudière. Avec les
anciennes chaudières, on constate une très grande différence entre
ces rendements (voir tableau ci-dessus: 50% à 105%). C’est surtout la
conséquence de l’isolation de la chaudière et du chemin que les gaz
de combustion doivent parcourir avant d’être évacués par la cheminée. Il y a une grande différence de construction entre les anciennes
chaudières (chaudières au charbon transformées) et les nouvelles chaudières à haut rendement voire les chaudières à mazout à
condensation.
Les chaudières modernes se sont tellement améliorées que le rendement nominal est très proche du rendement de combustion. La
différence n’est que de quelques pour-cent.
70
7 Rendement
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
7.3.2Le rendement saisonnier de la distribution (ŋsd)
Le rendement saisonnier de la distribution (ŋsd) est influencé par les
pertes des conduites qui traversent les locaux non chauffés. Ces pertes – souvent sous-estimées – dépendent du système de conduites
(type de chauffage - voir tableau ci-dessus: 70% à 99%):
• la longueur et la surface des conduites;
• l’isolation des conduites;
• la température moyenne de l’eau;
• la température ambiante moyenne.
Le rendement saisonnier de la distribution peut être amélioré par
une isolation supplémentaire et un abaissement de la température
moyenne de l’eau. Il vaut encore mieux choisir, dès la conception
de l’installation, de faire passer le moins possible de conduites par le
volume non chauffé.
7.3.3Le rendement saisonnier de la régulation (ŋsr)
Pour obtenir la température souhaitée dans tous les locaux avec une
régulation centrale, il faut souvent réaliser des températures moyennes plus élevées que la température de base, ce qui a pour effet qu’il
faut augmenter le flux de chaleur indispensable, et que l’on consomme donc plus de chaleur que la valeur théorique.
Le rendement saisonnier de la régulation (ŋsr) est déterminé par différents facteurs:
• le type de système de régulation;
• l’adéquation de ce système;
• la surchauffe indésirable;
• les locaux non chauffés;
• l’abaissement de la température la nuit;
• l’abaissement de la température en l’absence des occupants;
• le dosage correct de la chaleur (le débit d’eau correct dans
l’installation).
Le rendement saisonnier de la régulation peut par conséquent se
modifier en fonction de sa complexité et du sens de l’économie de
l’exploitant. Le rendement saisonnier de la régulation peut se situer
entre 86% et 98%.
71
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
7 Rendement
7.3.4Le rendement saisonnier de l’émission de chaleur
des corps de chauffe (ŋse)
Des déperditions de chaleur supplémentaires sont causées par la
perte de chaleur du corps de chauffe en direction de la paroi contre
laquelle il est installé, par une installation défavorable qui empêche l’émission de chaleur et par la surchauffe tolérée au niveau des
plafonds.
Le rendement saisonnier de l’émission de chaleur des corps de
chauffe (ŋse) est déterminé par ces pertes et se situe entre 90% et
100%.
7.3.5Calcul du rendement saisonnier de la production,
ou de la chaudière ou rendement nominal dans l’eau (ŋsk)
Le rendement saisonnier de la chaudière peut se calculer à l’aide de
la formule de De Dietrich:
ŋsk = ŋwk / (tk/f - 1) x q +1
où:
• ŋwk = = le rendement côté eau de la chaudière;
• tk = la période de service de la chaudière pendant la saison de
chauffe, en heures (5.160 ou 8.760 heures):
5.160 heures: sans production d’eau chaude sanitaire water (215
jours);
8.760 heures: avec production d’eau chaude sanitaire (365 jours).
• f = le degré de fonctionnement du brûleur (degré de sollicitation) pendant la saison de chauffe, en heures;
• q = les pertes d’entretien ou d’arrêt.
La perte d’entretien est exprimée en un pourcentage de la puissance
nominale.
La perte d’entretien est la consommation à des fins d’entretien ou
la chaleur nécessaire pour maintenir l’eau d’une chaudière à une température donnée sans transfert de chaleur aux corps de chauffe ou à
la production d’eau chaude sanitaire.
Exemple
Une chaudière ayant une puissance nominale de 21 kW.
Le rendement côté eau est de 90% = 0,9.
tk = 5.160 heures
f = 1.600 heures
q = 0,8% = 0,008
Le rendement saisonnier de la production est alors de:
ŋsk = 0,9 / (5160 / 1600 -1) x 0,008 + 1 = 0,88 = 88%
72
7 Rendement
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
7.3.6Calcul du rendement saisonnier d’une installation
de chauffage central (ŋs)
Nous reprenons l’équation:
ŋs = ŋsk . ŋsd . ŋsr . ŋse
Exemple
• ŋsk = 0,88
• ŋsd = 0,97
• ŋsr = 0,98
• ŋse = 0,96
• ŋs = 0,88 x 0,97 x 0,98 x 0,96 = 0,80 of 80%
Comme la consommation d’électricité du brûleur, de la pompe,
des appareils de régulation et de commande est englobée dans la
consommation principale, le rendement global de l’installation de
chauffage baisse quelque peu.
Pour obtenir un rendement saisonnier élevé, il faut donc que tous les
rendements partiels soient eux aussi élevés.
Dans une installation moderne, correctement dimensionnée et bien
installée, équipée d’appareils de régulation adéquats, bien réglée,
bien commandée et bien entretenue, la valeur maximale que l’on
peut atteindre en fonction du type de chaudière se situera entre 75%
et 96% (75% à 80% pour une chaudière classique, et jusqu’à 92% et
96% pour une chaudière à condensation).
L’autre extrême est une installation vieillie, mal dimensionnée, mal installée, mal régulée, mal réglée, mal commandée et non entretenue.
Le rendement saisonnier de cette installation ne sera que de ± 50%.
En résumé, nous pouvons affirmer qu’il y a lieu d’essayer de réduire
les déperditions de chaleur, de mieux maîtriser la consommation de
chaleur et de faire mieux correspondre la production de chaleur aux
besoins réels.
73
74
8 Amiante
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
8 Amiante
8.1 Un matériau dangereux
Ningbo Seabol
L’amiante est un matériau qui, dans le passé, était souvent utilisé en
raison de ses bonnes propriétés:
• Résistant à la chaleur
• Ignifuge
• Inusable
• Bon isolant
• Bon marché
Corde d’amiante
Ningbo Seabol
Les fibres d’amiante présentent un danger car les fibres continuent
de se fractionner pour former des fibres toujours plus petites et invisibles à l’œil nu. Elles sont tellement solides que notre corps humain ne
peut détruire ces fibres. Une fois inhalées, elles peuvent s’insérer profondément dans les poumons et y rester. Les dégâts ne se font pas
sentir tout de suite mais après quelques années, le risque d’asbestose
(comparable à la silicose) est important et bien réel. Par ailleurs, une
exposition à l’amiante peut se traduire des années plus tard par un
cancer du poumon ou un mésothéliome. Pour les fumeurs, le risque
d’attraper l’une de ces maladies est encore bien plus élevé.
Feuille d’amiante
8.2 Applications d’amiante
Stad Mortsel
En Europe, il est interdit de produire ou d’utiliser de l’amiante, mais il
est présent dans beaucoup d’anciennes applications.
Généralement, l’amiante se présente sous forme liée, comme dans
les tôles ondulées ou les tuyaux en fibre de ciment (tuyaux Eternit,
par exemple). Dans ce cas-là, tant que les fibres restent liées, il n’y a
pas de danger direct.
Si l’amiante se présente sous forme non-liée (par exemple, la corde
d’amiante souvent utilisée en guise de colmatage) ou si les applications liées ont été endommagées (par exemple, un tuyau isolant
usé dans une ancienne installation de chauffage central), les fibres
peuvent se détacher et se répandre.
Corde d’amiante
Il faut toujours vérifier si le matériau sur lequel vous travaillez contient
de l’amiante, afin que les mesures de protection nécessaires puissent
être prises.
75
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
8 Amiante
8.3 Travailler en présence d’amiante
Toute opération de désamiantage ne peut se faire que si vous avez
reçu une formation spécifique. Les principaux travaux de démolition
et de désamiantage, tels que l’enlèvement du flocage, ne peuvent
être effectués que par des entreprises spécialisées (agréées).
Certains travaux comprenant un risque limité d’exposition peuvent
être effectués par le personnel interne d’une entreprise. Il existe toutefois des prescriptions strictes en la matière: les travailleurs concernés doivent être inscrits sur une liste et avoir reçu au préalable une
formation et des instructions écrites concernant toutes les mesures
de précaution.
Ces obligations ne s’appliquent pas aux petits travaux sporadiques à proximité d’amiante (pas d’obligation de déclaration,
d’enregistrement, de formation ou de surveillance de la santé). Ces
activités sporadiques sont:
• petit entretien, n’impliquant qu’un contact avec de l’amiante non
friable pour lequel le risque que des fibres se détachent n’est pas
présent;
• enlèvement de matériaux non endommagés, dans lesquels les
fibres d’amiante sont solidement liées, sans les briser;
• encapsulage et enveloppement de matériaux en bon état contenant de l’amiante;
Protection contre l’amiante
• surveillance et analyse de l’air et prise d’échantillons pour établir
si un certain matériau contient de l’amiante.
Quelles mesures prendre?
La règle principale pour les travaux sur des matériaux contenant de
l’amiante est simple: empêchez la formation de poussière.
• Portez des équipements de protection adaptés (combinaison et
gants jetables et protection respiratoire adaptée: masque avec
filtre P3)
• Humidifiez le matériel à éliminer
• Évitez d’endommager le matériau
• N’utilisez pas d’outils à rotation rapide (disqueuses, foreuses, etc.)
• Détachez précautionneusement les fixations
• Travaillez prudemment près des évacuations
• Après les travaux, lavez-vous soigneusement, de même que le
matériel et l’environnement.
76
8 Amiante
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
8.4 Utilisation de l’amiante dans une installation de chauffage central
Viessmann
Symbole amiante
Isolation d’amiante
77
78
9 Annexes
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
9 Annexes
9.1Tableaux utiles
tableau gicleur, rendement 91 % - sans préchauffage
Débit (USG/h) 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,75 0,85
Pression (bar)
0,9
1
7
10,32
12,04
13,76
15,48
17,20
18,92
20,64
22,36
25,80
29,24
30,96
34,40
8
11,03
12,87
14,71
16,55
18,39
20,23
22,06
23,90
27,58
31,26
33,10
36,77
9
11,70
13,65
15,60
17,55
19,50
21,45
23,40
25,35
29,25
33,15
35,10
39,00
10
12,33
14,39
16,45
18,50
20,56
22,61
24,67
26,72
30,84
34,95
37,00
41,11
11
12,94
15,09
17,25
19,40
21,56
23,72
25,87
28,03
32,34
36,65
38,81
43,12
12
13,51
15,76
18,02
20,27
22,52
24,77
27,02
29,27
33,78
38,28
40,53
45,04
13
14,06
16,41
18,75
21,09
23,44
25,78
28,13
30,47
35,16
39,85
42,19
46,88
14
14,59
17,03
19,46
21,89
24,32
26,76
29,19
31,62
36,48
41,35
43,78
48,65
15
15,11
17,62
20,14
22,66
25,18
27,69
30,21
32,73
37,77
42,80
45,32
50,35
16
15,60
18,20
20,80
23,40
26,00
28,60
31,20
33,80
39,00
44,20
46,80
52,00
17
16,08
18,76
21,44
24,12
26,80
29,48
32,16
34,84
40,20
45,56
48,24
53,61
16,55
19,31
22,06
24,82
27,58
30,34
33,10
35,85
41,37
46,89
49,64
55,16
17,00
19,83
22,67
25,50
28,34
31,17
34,00
36,84
42,50
48,17
51,00
56,67
20
17,44
20,35
23,26
26,16
29,07
31,98
34,89
37,79
43,61
49,42
52,33
58,14
21
17,87
20,85
23,83
26,81
29,79
32,77
35,75
38,73
44,68
50,64
53,62
59,58
22
18,29
21,34
24,39
27,44
30,49
33,54
36,59
39,64
45,74
51,83
54,88
60,98
23
18,71
21,82
24,94
28,06
31,18
34,29
37,41
40,53
46,76
53,00
56,12
62,35
24
19,11
22,29
25,48
28,66
31,85
35,03
38,22
41,40
47,77
54,14
57,32
63,69
25
19,50
22,75
26,00
29,25
32,50
35,75
39,00
42,25
48,75
55,26
58,51
65,01
26
19,89
23,20
26,52
29,83
33,15
36,46
39,78
43,09
49,72
56,35
59,66
66,29
27
20,27
23,64
27,02
30,40
33,78
37,16
40,53
43,91
50,67
57,42
60,80
67,56
28
20,64
24,08
27,52
30,96
34,40
37,84
41,28
44,72
51,60
58,48
61,92
68,80
29
21,00
24,50
28,01
31,51
35,01
38,51
42,01
45,51
52,51
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79
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
9 Annexes
tableau gicleur, rendement 93 % - sans préchauffage
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19
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kW
9 Annexes
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
tableau gicleur, rendement 98 % - sans préchauffage
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81
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
9 Annexes
tableau gicleur, rendement 91 % - avec préchauffage
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kW
9 Annexes
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
tableau gicleur, rendement 93 % - avec préchauffage
Débit (USG/h) 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,75 0,85
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20,20
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15,89
18,54
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46,39
52,58
55,67
61,86
18
19
kW
83
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
9 Annexes
tableau gicleur, rendement 98 % - avec préchauffage
Débit (USG/h) 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,75 0,85
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1
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10
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11
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56,68
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19,23
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28,84
32,04
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38,45
41,66
48,07
54,48
57,68
64,09
30
19,56
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42,37
48,89
55,41
58,67
65,19
18
19
84
0,9
kW
9 Annexes
L e s b r û l e u r s à m a zo u t
Le contrôle et l’entretien de
combustion
9.2Table de conversion CO2
Table de conversion CO2
ppm
% O2
0,00
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3,80
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6,80
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7,60
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8,40
8,60
8,80
9,00
9,20
9,40
9,60
9,80
10,00
1
2
3
4
5
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7
8
9
1,1
1,1
1,1
1,1
1,1
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
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1,4
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1,4
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1,5
1,5
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1,8
1,8
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1,9
1,9
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2,0
2,0
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2,1
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3,0
3,0
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5,0
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5,0
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70
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L e s b r û l e u r s à m a zo u t
9 Annexes
Le contrôle et l’entretien de
combustion
Table de conversion CO2 (suivi)
ppm
% O2
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
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3,60
3,80
4,00
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5,00
5,20
5,40
5,60
5,80
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6,20
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6,80
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7,20
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7,80
8,00
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8,40
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9,60
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Les manuels ont été réalisés grâce à la contribution des organisations suivantes :
fvb•ffc Constructiv
rue Royale 132/5, 1000 Bruxelles
t +32 2 210 03 33 • f +32 2 210 03 99
ffc.constructiv.be • [email protected]
© fvb•ffc Constructiv, Bruxelles, 2014.
Tous droits de reproduction, de traduction et d’adaptation, sous quelque forme que ce soit, réservés pour tous les pays.
chauffage central
1. Générale
1.1 Chauffage central: généralités et dessins techniques d’installations
1.2 Tuyaux: matériaux, façonnage, joints et fixations
2. Transport de chaleur et emission thermique
2.1 Transport de chaleur: pose de canalisations
2.2 Transport de chaleur: principe, protection et entretien de l’installation
2.3 Emission thermique: corps de chauffe et accessoires
3. Production de chaleur
3.1 Production de chaleur: chaudières de chauffage
3.2 Production de chaleur: accessoires d’installation et instructions de montage
4. Calcul des déperditions thermiques
4.1A Calcul des déperditions thermiques: élaboration théorique *
4.1B Calcul des déperditions thermiques: mise en oeuvre pratique *
5. Technologie de brûleur
Fonds de formation professionnelle de la construction
ChauFFage Central
Fonds de formation professionnelle de la construction
5.3a
ChauFFage Central
Technologie de brûleur
Fonds de formation professionnelle de la construction
5.3B
Technologie de brûleur
ChauFFage Central
5.3C
Technologie de brûleur
Les brûLeurs à mazout
Les brûLeurs à mazout
Les brûLeurs à mazout
le mazouT: caracTérisTiques eT sTockage
FoncTionnemenT eT élémenTs
le conTrôle eT l’enTreTien de combusTion
7. Installations au gaz
7.1 Installations au gaz: canalisations de gaz naturel
7.2 Installations au gaz: combustion et appareils
7.3 Installations au gaz: annexes
* les feuilles de calcul sont disponible sur le site web
building your learning
la bibliothèque numérique
Fonds de Formation professionnelle de la Construction
F265CC
Les brûleurs à mazout : contrôle de
combustion et entretien
9000000000516
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