La biomasse pour le chauffage central: la chaudière à granulés

Vous pouvez faire fonctionner le chauffage de votre maison en utilisant une chaudière à biomasse. Dans la plupart des cas, il s'agit d'une chaudière à granulés. Nous allons examiner de plus près le fonctionnement de ces dispositifs.

 

Comment fonctionne une chaudière à granulés?

Le chauffage à la biomasse se fait à l'aide d'une chaudière. Une chaudière à granulés est un système de chauffage central qui fonctionne sur le même principe qu'une installation au gaz ou au mazout. Les granulés sont transportés du réservoir de stockage à la chambre de combustion de la chaudière. Dans cette chambre, de l'air chaud est soufflé sur les granulés, ce qui provoque la combustion. L'installation distribue ensuite la chaleur générée dans l'eau ou l'air aux éléments chauffants ou aux installations sanitaires.

Par rapport à une chaudière au mazout ou au gaz, une chaudière à granulés démarre beaucoup plus lentement. Avec une chaudière froide, selon le fabricant, il peut facilement s'écouler 5 à 20 minutes avant que la première chaleur ne soit transférée au système de chauffage. Ce retard peut être compensé par le système de contrôle. Le grand avantage est qu'une chaudière à granulés peut adapter sa puissance à la charge.

Avec ou sans ballon de stockage?

Une chaudière à granulés peut être installée avec ou sans ballon de stockage. Un ballon de stockage est un récipient dans lequel l'eau est chauffée par la chaudière et peut ensuite être renvoyée vers le chauffage central ou les conduites sanitaires. Grâce à la capacité des chaudières à granulés à ajuster la puissance, un ballon de stockage n'est pas strictement nécessaire, bien qu'il soit recommandé par certains pour réduire les démarrages et arrêts ainsi que la consommation d'eau. Un ballon de stockage sert également de turbo en cas de pic de demande temporaire. 

Si vous avez une capacité limitée (par exemple, dans les maisons à faible consommation d'énergie ou les maisons passives), ce genre de réservoir est une bonne option. En installant un ballon de stockage, le confort sanitaire est garanti. Dans ces maisons, le soleil peut également être utilisé pour le chauffage. Si vous avez des panneaux solaires, un réservoir n'est pas non plus une mauvaise idée: plus vous pouvez extraire d'énergie des panneaux, ce qui est mieux au final.

En cas d'utilisation d'un chauffage par le sol, un ballon de stockage est également utile. Il assure toujours un parfait équilibre hydraulique dans l'installation. Avec une puissance de chaudière limitée. 

LA PUISSANCE
Lors du choix d'une chaudière à biomasse (par extension: chaque chaudière de chauffage central), vous devez également tenir compte de la puissance (en kW) qu'elle doit fournir. Une capacité trop élevée revient à jeter de l'argent par les fenêtres et une capacité trop faible qui doit travailler trop dur causera également des problèmes à long terme. La quantité d'énergie dont vous avez besoin dépend principalement de la surface et du volume de votre maison et de la qualité de son isolation. Il est également important de savoir si vous utilisez la chaudière uniquement pour le chauffage central ou également pour l'eau chaude sanitaire.
Le type d'habitation a également son importance. En général, un système de 11 à 23 kW est suffisant pour un appartement. Une maison mitoyenne ou une maison d'angle nécessite une puissance de 16 à 30 kW. Pour une maison individuelle, on recommande souvent une puissance de plus de 30 kW.
Ces chiffres ne sont qu'une indication; pour déterminer la capacité requise de votre chaudière, il est préférable de faire appel à un professionnel. 

Conduit d'évacuation des gaz ou condensation?

Les gaz de combustion sont évacués par un conduit de toit dans la cheminée. Cependant, il existe aussi des chaudières à granulés à condensation où la chaleur résiduelle est récupérée des gaz de combustion. La vapeur d'eau est refroidie et du condensat se forme. Dans le processus de condensation, la chaleur est libérée et transférée au système de chauffage. La perte de chaleur est ainsi réduite au strict minimum, ce qui augmente l'efficacité de l'installation.

FILTRES À PARTICULES
L'émission de particules est souvent citée comme un point négatif de la combustion des granulés. Les filtres à particules devraient réduire ces émissions au strict minimum. Cependant, ils sont chers et ne sont pas sans entretien. Cependant, il existe des chaudières qui, grâce à une nouvelle technologie de combustion modifiée, rendent l'utilisation de filtres inutile. L'alimentation en air spécial, associée à la conception particulière de la chambre de combustion, permet de faire disparaître presque complètement la flamme, ce qui réduit considérablement les émissions de particules.

Rendement d'une chaudière à granulés

Le rendement ou le rendement à charge partielle d'une chaudière se réfère au pourcentage de la chaleur produite qui est repris dans le chauffage de l'habitation. Afin d'obtenir le meilleur rendement possible, les pertes de chaleur doivent être aussi faibles que possible. Ces pertes de chaleur peuvent être dues à la chaleur émise par les gaz de combustion dans la cheminée, à une combustion incomplète des granulés ou à la chaleur perdue par l'enveloppe de la chaudière.

Les chaudières biomasse ont un rendement d’environ 90 à 96%,. Elles constituent donc un bon moyen de chauffer votre habitation de manière écologique.

Commande

L'efficacité d'une chaudière à granulés dépend du système de commande. Cela permet de s'assurer que l'énergie produite parvient au consommateur au bon moment et avec les bons documents. Les systèmes de commande modernes sont compatibles avec la domotique, les connexions IP et la téléphonie mobile. Aujourd'hui, le système de commande est connecté à divers capteurs: 

• le capteur extérieur (mesure la température extérieure);
• le capteur intérieur (mesure la température intérieure);
• les sondes du circuit (enregistrent la température de départ de l'eau pour influencer la température en ajoutant de l'eau de retour).

Sur base des données de ces capteurs, on calcule la puissance nécessaire et on détermine la température à laquelle le régime de chauffage doit être amené. 

Combustion

Le deuxième élément crucial pour l'efficacité du système est la combustion. Cela dépend en partie du type de combustion. La plupart des chaudières à granulés fonctionnent avec une vis sans fin, les granulés glissant dans le creuset  par le haut. Toutefois, ce phénomène est moins fréquent avec les chaudières à granulés, car les granulés qui tombent perturbent la flamme et réduisent le rendement. 

C'est pourquoi nous utilisons un brûleur spécial pour les chaudières. Les granulés sont transportés juste en dessous du plateau du brûleur, où ils s'accumulent et s'embrasent comme une torche. Pendant la combustion, les granulés sont poussés de manière à tomber du plateau du brûleur et, à l'aide d'un bras supplémentaire, ils finissent dans le cendrier après avoir été réduits en cendres. Tout cela, bien sûr, se fait avec une protection incendie intégrée. La combustion est plus douce car la flamme n'est jamais perturbée.

Diverses mesures dans la chaudière viennent s'y ajouter:

• la sonde de température des gaz de combustion (mesure la température des gaz de combustion);
• la sonde de température de la flamme (mesure la température de la flamme);
• la sonde lambda (mesure l'excès d'oxygène des gaz de fumée et en déduit s'il faut adapter le niveau de combustible et d'oxygène).

Les sondes aident, entre autres, à coordonner l'alimentation en granulés et en air.

La recharge en granulés: manuelle ou automatique?

La recharge en granulés s’effectue manuellement, même s’il existe aujourd’hui aussi des modèles sur le marché dont la chaudière est remplie automatiquement depuis le lieu de stockage. L’avantage évident d’un système de stockage automatique, c’est que cela vous évite bien du travail. L’inconvénient, c’est qu’il faut débourser beaucoup, également pour son installation.

Cependant, la facilité d'utilisation et la grande autonomie font que l'on choisit souvent une chaudière à granulés automatisée, où les granulés sont soufflés en vrac depuis un réservoir de stockage. Un avantage supplémentaire pour les maisons qui passent d'une chaudière à combustible à une chaudière à granulés est que l'espace est souvent suffisant pour accueillir un silo à granulés. 

Stockage

Les fabricants de systèmes de stockage ont également un système adapté à chaque forme et emplacement. Le système classique est une pyramide inversée avec un moteur. Sa taille dépend bien sûr de la demande de chaleur et de l'espace dont vous disposez, mais elle ne dépasse normalement pas 2,5 x 2,5 x 2,5 m.

Pour exploiter encore mieux le même espace, il existe sur le marché des silos dotés d'un élément de fond élastique avec des ressorts. Lorsque le silo est complètement rempli, la suspension inférieure s'abaisse au niveau du sol. Ensuite, les ressorts tirent progressivement le fond vers le haut jusqu'à ce que, finalement, il reste un plan incliné à 4 côtés et que le silo soit entièrement vidé. 

Transport

Dans l'étape suivante, les granulés doivent être automatiquement transportés vers la chaudière pour y être brûlés. Aujourd'hui, cela se fait généralement au moyen de systèmes d'aspiration par le vide. Ceux-ci ont l'avantage de pouvoir franchir des distances allant jusqu'à 20 m et plus, alors que dans le cas d'une alimentation par vis - autre possibilité - l'installation de stockage doit se trouver juste à côté de la chaudière. Le système à vide transporte également les granulés une à plusieurs fois par jour, en fonction de la demande de chaleur. Une vis d'alimentation effectue cette opération en continu.

D’autres éléments de biomasse, comme des bûches de bois, ne sont rechargés que manuellement.

Entretien d'une chaudière à granulés

Bien que le chauffage à base de biomasse soit efficace, un entretien annuel s’impose pour qu’il le reste. Ici, la chambre de combustion, le panier et l’évacuation des gaz brûlés doivent être nettoyés.

La combustion de granulés provoque également la formation de cendres, ce qui peut entraîner la sédimentation d'une fine couche de cendres dans la chaudière elle-même et sur l'échangeur de chaleur. Au bout d'un certain temps, cela risque de réduire le rendement. Certaines chaudières nécessitent un nettoyage manuel régulier de l'échangeur de chaleur, bien qu'il existe aussi des systèmes où ce nettoyage est entièrement automatique – en fonction du nombre d'heures de combustion.

 

Grâce à: Sanilec