J'ai l'intention de compléter mon chauffage actuel chaudière propane De Dietrich MC25LP à condensation puissance 24.5 kW par un chauffage bois-buches de type insert bouilleur ( et non pas chaudière, PB de place dans la chaufferie) à connecter sur la chaudière GPL avec ballon tampon 1000 litres pour optimiser le chauffage la nuit et les heures non couvertes par le programme chaudière GPL (pas de 22H à 6H, pas de 8H à 11H30, pas de 13H à 16H, sauf week-end).
Le chauffage par l'insert bouilleur doit être prioritaire par rapport au GPL qui ne devrait plus être sollicité, sauf cas exceptionnel. Mais je conserve la chaudière qui n'a que 4 ans.
Motif : la facture GPL augmente de 100€ tous les 6 mois sans aucune raison économique justifiée ; sûrement pas à cause du cours du pétrole ni encore moins à cause de celui de la parité EUR/USD pour couvrir nos importations de pétrole, je suis financier, je sais de quoi je parle !
Les données sont les suivantes :
Maison des années 1960 sur 2 niveaux moyennement isolée (département 17 Charente Maritime).
- Surface 140m2
- Volume 350m3
- 11 radiateurs fonte.
Bilan thermique selon le site Domotelec : 150 W/m2/an.
Consommation GPL/an : 1500 kgs x 12.8 kWh/kg = 19.200 kW soit 137 kW/m2/an.
Consommation insert/an : 3m3 x 2.200 = 6.600 kW (pour confort et non par nécessité)
Température intérieure : 22°C lorsque la chaudière GLP fonctionne (85 heures par semaine sur 168 heures).
Température extérieure la plus froide : -5°C.
Soit un Delta T de 27°C intérieur/extérieur à combler.
- Si je me base sur la formule G x V x Delta T pour trouver la puissance de l'insert, j'obtiens :
1.7 x 350 x 27 = 16 kW utile.
- Si je me base sur l'approche 50 W/m2 x 350m3, j'obtiens 17.5 kW utile.
Ces deux approches sont cohérentes, sans entrer dans un calcul DTU compliqué.
Ces puissances sont à moduler par le rendement de l'appareil (pris ici à 75%) pour trouver la puissance nominale, soit 21.3 kW pour la 1ère méthode et 23 kW pour la seconde.
Si cela s'avère suffisant, j'ai repéré les appareils suivants chez KRATKI (Pologne) :
AMELIA OLIVIA ZUZIA (1)
Puissance nominale kW 24,0 22,0 19,0
Puissance nominale à l'eau kW 18,7 18,6 14,9
Puissance rayonnement insert kW 5,3 3,4 4,1
Rendement 71,6% 66,3% 88,7%
Puissance nominale utile kW 17,2 14,6 16,8
dont
Puissance nominale à l'eau utile kW13,4 12,3 13,2
Puissance rayonnement insert kW 3,8 2,3 3,6
(1) avec isolation du foyer qui permet de gagner 10% de rendement selon le fabricant.
Questions :
1 - Ces puissances vous paraissent-elles suffisantes pour remplacer le chauffage GPL sans qu'il soit sollicité et obtenir la température désirée durant toute la journée ?
2 - Y a t'il de la marge pour chauffer un ballon tampon de 1.000 litres destiné à restituer les calories non dissipées par les radiateurs pour la nuit avec reprise du feu vers 8H le lendemain matin ?
3 - Si oui, à quelle température peut-on estimer celle du ballon le soir, sachant que je compte charger environ 60 kgs par jour dans l'insert (bois sec 20% humidité, essences chêne, charme et hêtre), sur la base d'un PCI du bois à 3.2 kWh/kg, ce qui ferait 192 kW produit pendant la période de feu.
Merci par avance.
Commentaires (5)
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|82.249.19.xxx |2011-02-15 23:28:21 JEHL - Définition de puissanceBonjour Gérald,
Merci pour tes commentaires.
Pour les chiffres, je reprends ici, car plusieurs sites ne donnaient pas les mêmes infos. J'ai fini par trouver le .PDF de tous les inserts Kratki qui est donc la seule référence à prendre en compte. Pour le Zuzia, elle précise :
Rendement 80%
Puissance nominale 19kW
dont Puissance nominale à l'eau 15kW
dont, par différence, la puissance nominale rayonnée égale à 4kW.
Si j'achète l'isolation métallique qui coiffe l'insert, Kratki Pologne dit qu'elle permet un gain de rendement de 10%, lequel passe ainsi de 80% à 88%.
La puissance nominale ainsi que sa ventilation eau-rayonnement sont donc à moduler par ce taux plus favorable.
Les puissances utiles, après pertes de rendement de 12%, seront donc égales à :
Puissance utile totale 19 x 88% = 16.7 kW
dont Puissance utile à l'eau 15 x 88% = 13.2 kW
dont Puissance utile rayonnée 4 x 88% = 3.5 kW
On retombe bien sur ton estimation de 17kW constaté contre 16.7 kW théorique.
Pour te chauffer, si je comprend bien, tu fais du feu pendant 3 heures, tu consommes 7kg/h de bois, soit environ 21 kgs sur la base de 3.3kWh/kg brulé pour 3kWh/kg utile (on retrouve bien nos 88%), ton circuit radiateur chauffe durant ces 3 heures (à quelle température moyenne est tu dans tes pièces) et tu charges en même temps ton ballon. A 90° ou moins ?
Et entre la fin de ces 3 heures et la reprise du feu le soir, tu chauffes comment, avec la charge du ballon ?
Et pour la nuit, avec ton ballon chauffé à 65°, tu atteinds quelle température dans tes pièces jusqu'à 6H du matin ?
Excuses moi d'être aussi pointilleux, mais j'aime bien que tout soit très clair dans mon esprit.
A+
Jean-Claude
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|Publisher |2011-02-17 12:33:32 loopingBonjour Jean-Claude ,
Citer :Excuses moi d'être aussi pointilleux, mais j'aime bien que tout soit très clair dans mon esprit
Pas de soucis , j'essaye d'air aussi clair que possible dans mes réponses mais je ne me base que sur mes maigres connaissance et mes observations sur le fonctionnement de mon installation bois .
Pour l'amélioration du rendement de 80 à 88% , j'ai émis de sérieux doutes dans ma réponse à Charles ici :
http://energies-libres.net/insert-chaudiere/installation-de-maulion...
Sinon :
La puissance nominale est toujours la puissance utile .
Dans le cas du Zuzia c'est 19KW .
Imagine qu'on te donne la puissance du moteur de ta voiture avant calcul du rendement !!!! On te vendrait un 100Ch qui développerait que 30 Ch mécanique ?
Pour en revenir aux inserts ( avec ou sans bouilleur ) :
La difficulté avec ce genre de foyer , c'est que le dégagement de chaleur est dépendant de la quantité de bois en combustion , de la quantité d'air entrante , du tirage de la cheminée etc.. Ces données sont variables dans le temps . De plus l'insert a une certaine capacité limitée pour transfèrer la chaleur du foyer à l'eau et l'air . Pour que le rendement et la puissance soient optimum , il faut un tas de conditions qui ne se pas forcément réunies en même temps .
De ce que j'ai pu observer avec l'utilisation de mon Zuzia , c'est qu'il est difficile de maintenir la puissance constante au maxi . Je le vois grâce à la régulation qui indique la température de l'eau .
Si la température de l'eau qui arrive au retour et le débit du circulateur sont constant , alors la température de l'eau doit elle aussi être constante . Ce n'est pas toujours le cas , donc c'est bien la puissance du foyer qui varie .
Sur les calculs avec PCI , je suis incapable de donner celui de mon bois . C'est essentiellement du hêtre , il est normalement sec ( 20% humidité ? ) . J'estime que je récupère entre 2.5 et 3 KWh par Kg .
Citer :Pour te chauffer, si je comprend bien, tu fais du feu pendant 3 heures, tu consommes 7kg/h de bois, soit environ 21 kgs sur la base de 3.3kWh/kg brulé pour 3kWh/kg utile (on retrouve bien nos 88%), ton circuit radiateur chauffe durant ces 3 heures (à quelle température moyenne est tu dans tes pièces) et tu charges en même temps ton ballon. A 90° ou moins ?
Et entre la fin de ces 3 heures et la reprise du feu le soir, tu chauffes comment, avec la charge du ballon ?
Et pour la nuit, avec ton ballon chauffé à 65°, tu atteinds quelle température dans tes pièces jusqu'à 6H du matin ?
En 3 h je peux chauffer le volume d'eau du circuit des radiateurs ( donc chauffer la maison à 20°C ) et charger le ballon tampon à 65°c alors qu'il était à 25°C ( delta T de 40°C ) .
L'eau du ballon est passée une seule fois dans l'insert .
Si je continue à alimenter le foyer , la température ambiante continue à monter à 21°C , l'eau du ballon refait un tour dans l'insert et va en ressortir à 75°C etc....
Hier soir j'ai prolongé le feu jusqu'à 24h00 .
J'ai du brûler 25 à 30Kg au total , de 18h00 à 24h00 ( dernières flammes )
Le haut du ballon était à 80°C .
Cette nuit il a gelé . Ce matin à 6h00 , il faisait encore 20°C dans la maison , le haut du ballon était à 50°C , le bas à 30°C ( retour du circuit de chauffage ) , l'insert était encore chaud ( les dernières braises restent longtemps ) .
Citer :je compte charger environ 60 kgs par jour dans l'insert
Je déconseille de mettre trop de bois à la fois . Le rendement ne serait pas le même . Si on doit alimenter le foyer au fur et à mesure , 60 Kg représentent quelques heures à passer près de l'insert , mais c'est aussi un plaisir d'être au coin du feu .
A+
Gérald
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|Publisher |2011-02-18 09:50:41 Pascal78Bonjour Jean-Claude, et bienvenue sur ce site !
Ta maison et la mienne ont l'air à peu près comparables en tailles et besoin énergétique. J'ai 125m² habitables sur 2 niveaux (et sur sous-sol), avec un besoin de 135kWh/m²/an. J'ai pour ma part un Godin 5152 de 19kW, et tu peux être tranquille quant à la puissance, ce n'est pas la peine d'avoir plus, d'autant plus que tu as une chaudière en appoint si besoin !
Ma maison consomme environ 6kW par 0°C extérieur. Quand on dimensionne une chaudière, on prend en général en compte le besoin maximal des jours les plus froids (genre 2 ou 3 jours par an). Il y a également un besoin de forte puissance sur une heure ou deux quand il faut remonter la température, par exemple le matin au réveil s'il faut passer de 18 à 20°C.
Dans tous les cas, l'insert est largement suffisant pour cette maison, à la fois pour remonter la température le matin si besoin, et pour la conserver dans la journée et chargeant en parallèle le ballon tampon (600L combiné ECS, avec 450L pour le chauffage).
Cet hiver, je fais face à un problème auquel je ne m'étais pas attendu : je me suis fait livrer 2 x 5 stères de bois par 2 fournisseurs différents, et dans les 2 cas, je ne suis pas très satisfait de la qualité du bois. Le premier fournisseur m'a livré un bois franchement humide (et assez peu fendu) => grosse déception. Le deuxième fournisseur, beaucoup mieux, m'a livré un bois bien fendu (taille des bûches nickel), mais manifestement séché en étuve, pas très homogène.
Mon investissement du mois est donc un humidimètre, histoire de me faire une idée de la qualité du bois à la livraison, mais dans tous les cas, je ne sais pas quel recours on peut avoir sur un bois, en théorie inférieur à 20% d'humidité, qui n'est pas sec ?!?
Donc oui, les calculs sont importants, voire indispensables, mais il y a beaucoup de paramètres à prendre en compte pour le rendement (qualité du bois, tirage, rendement optimum avec un bon lit de braises, mais moins en début et fin de feu, etc.). Un rendement de 80% est déjà très bien pour un insert bois. Une valeur de 88% me laisse plus que sceptique, car c'est plutôt le genre de performances d'une chaudière (fioul ou gaz), avec une flamme contrôlée.
Dernier point : attention à ne pas monter trop haut en température dans le ballon de stockage. Les inserts sont donnés pour 90°C max. Les soupapes de sécurité sont faites pour se déclencher vers 95°C, donc surtout, ne pas monter le ballon à plus de 85°C ! Par précaution, je ne dépasse que rarement les 80°C, surtout que plus la température du ballon est élevée, plus ses pertes le sont aussi...
Bon courage à toi pour tes recherches...
Pascal
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|Publisher |2011-02-18 12:06:57 loopingBonjour ,
Pour répondre à Jean-Claude :
Citer :Et entre la fin de ces 3 heures et la reprise du feu le soir, tu chauffes comment, avec la charge du ballon ?
Si tu vas faire un tour sur la présentation de mon installation , tu verras que le circuit bois est monté en parallèle de la chaudière fioul .
Pour l'instant , je passe d'un mode de chauffage à l'autre en tournant une vanne de secteur à la main ( soir et matin )
Ma régulation est câblée , il me reste un composant à brancher pour le basculement se fasse en automatique .
Je chauffe donc au bois le soir , avec le ballon tampon la nuit , et la chaudière fioul se déclenche au besoin dans la journée .
Citer :Les puissances utiles, après pertes de rendement de 12%, seront donc égales à :
Puissance utile totale 19 x 88% = 16.7 kW
dont Puissance utile à l'eau 15 x 88% = 13.2 kW
dont Puissance utile rayonnée 4 x 88% = 3.5 kW
Je pense plutôt que le résultat sera :
19 KW au total
16.5 KW à l'eau soit 15 KW + 1.5 KW ( les 10% promis )
2.5 KW à l'air ( 4 KW - 1.5 KW )
Pour compléter la réponse de Pascal
Citer :Un rendement de 80% est déjà très bien pour un insert bois. Une valeur de 88% me laisse plus que sceptique, car c'est plutôt le genre de performances d'une chaudière (fioul ou gaz), avec une flamme contrôlée.
Je me suis posé la question , qu'est-ce qui empêche d'augmenter les performances ?
Le principal obstacle technique et règlementaire c'est que nos inserts chaudières fonctionnent avec un tirage naturel , donc il faut des fumées chaudes , et de plus le refroidissement de ces fumées engendre inévitablement la formation de dépôt dans le conduit ( là c'est donc interdit ) .
Malgré tout , l' augmentation du rendement des appareils à bois pourrait s'obtenir en augmentant la température de combustion ( en plus c'est moins polluant ) tout en augmentant la surface d'échange avec l'eau .
C'est un peu ce que Kratki propose avec sa conception d'insert dans lesquels l'eau circule là ou c'est possible ( les côtés , le fond , le dessus mais pas l'embase ) . L'habillage intérieur en vermiculite et le double vitrage favorisent des température de combustion élevées .
Le jour ou les fabricants auront trouvé un moyen simple de garder le conduit de cheminée propre à très basse température , on trouvera des chaudières bois à condensation .
A+
Gérald
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Je ne sais pas d'ou tu tires tes chiffres de rendement mais pour exemple , le Zuzia 19KW ( le modèle que j'ai installé ) est annoncé à 80% sur la doc disponible sur ce site .
Quand à la puissance utile ( à l'eau ou transmise autour de l'insert ) ellr est identique au nominal . Les pertes sont en + de la puissance donnée .
Avec l'expérience de l'utilisation de mon installation , je peux dire que l'insert consomme environ 7 Kg de bois à l'heure et qu'il est difficile d'espèrer récupèrer plus de 3 kwh par Kg de bois .
7 x 3 = 21 KW de dégagement de chaleur
80% de ce dégagement ( très théorique ) est réellement récupèré soit dans l'eau soit par l'air ambiant .
La puissance utile (estimée ) est donc plus proche de 17 kW dont 13.5 KW pour l'eau .
Pour charger mon ballon tampon de 500L seul 2h
Pour charger le ballon et chauffer en même temps le circuit radiateurs ( 200L ) , compter 3h .
Le soir , je chauffe mon ballon tampon en 1 tour à 65°C , et c'est lui qui alimente le circuit radiateurs jusqu'au matin 6h00 . Suivant la température extérieure c'est suffisant , parfois un peu juste .
On peut aussi placer une grosse bûche avant d'aller se coucher et là c'est encore mieux .
Avec 1000L l'autonomie serait théoriquement doublée ....mais le temps de chargement également .
A+
Gérald