Le chauffage à condensation – Un peu de théorie !

Le chauffage à condensation est un mode de chauffage à haute efficacité énergétique. Une chaudière fioul à condensation permet d’obtenir des rendements de combustion très élevés jusqu’à 100 % !
Comme avec la chaudière basse température, le principe du chauffage à condensation exploite la chaudière pour récupérer le maximum d'énergie contenue dans les fumées. Le phénomène de condensation se produit sur l'échangeur de chaleur au contact des fumées chaudes avec un retour de chauffage à température modérée. C'est à partir d'une température dite point de rosée que la condensation commence à se former et que la récupération de chaleur s'opère. Les fumées sortent plus froides, et le rendement de la chaudière augmente.

Comparaison des pertes pour la technique à basse température
et la technique à condensation (gaz naturel, fioul)

Utilisation de la chaleur latente des fumées

Alors que pour les chaudières basse température on doit éviter la condensation des fumées et donc une humidification acide et dommageable aux surfaces de chauffe, il en va autrement pour la chaudière à condensation. La condensation des fumées est expressément désirée et provoquée afin de récupérer la chaleur latente contenue dans la vapeur d'eau en plus de la chaleur sensible des fumées.

Ainsi, la chaleur résiduelle évacuée avec le système d'évacuation des fumées est très fortement réduite, la température des fumées pouvant être nettement abaissée par rapport aux chaudières basse température. Cette chaleur récupérée est transmise au circuit de chauffage pour atteindre des rendements allant jusqu'à 106% pour le chauffage gaz à condensation.

Lors de la combustion de fioul ou de gaz naturel, constitués tous deux essentiellement de composés du carbone (C) et de l'hydrogène (H), il se forme par réaction avec l'oxygène (O2) de l'air du dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O).

Chaudière fioul condensation - Principe de fonctionnement

Gain d'énergie par condensation des fumées

Si la température sur les parois des surfaces de chauffe du côté des produits de combustion tombe en-dessous de la température du point de rosée de la vapeur d'eau, il y a formation des condensats à partir de la vapeur d'eau contenue dans les fumées de la chaudière.

En raison de la différence de composition chimique du gaz naturel et du fioul, les températures à partir desquelles la condensation de la vapeur d'eau dans les fumées se forme sont différentes. A l'approche d'une combustion stœchiométrique, le point de rosée de la vapeur d'eau pour le gaz naturel se situe vers 57°C, pour le fioul vers 47°C.

Température de rosée de la vapeur d'eau

Le gain calorifique théorique vis-à-vis de la technique basse température est pour le gaz naturel de 11% (cas d’une chaudière gaz à condensation).

Pour le fioul, on peut au maximum réaliser un gain supplémentaire de 7% par l'utilisation de la chaleur de condensation.

Ainsi avec une condensation totale, une chaudière fioul condensation performante n'aura pas plus de 2% de perte par les fumées et 1% de perte par les parois. Elle pourra présenter un rendement de :

100% PCI - 2% - 1% + 7% condensation = 104% sur PCI (ou 97% sur PCS)

Différence entre Pouvoir Calorifique Inférieur et Pouvoir Calorifique Supérieur

Le rendement d'une chaudière à condensation s'exprime en % sur PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) du combustible. Il y a lieu de connaître la différence.

Le Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) désigne la quantité de chaleur libérée lors de la combustion complète, l'eau formée étant évacuée sous forme de vapeur.

Le Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) définit la quantité de chaleur libérée lors de la combustion complète, y compris la chaleur de vaporisation contenue dans la vapeur d'eau des fumées.

Du fait de la récupération supplémentaire de la chaleur de vaporisation et de la référence au PCI, on peut ainsi avec des chaudières à condensation obtenir des rendements supérieurs à 100%.

En raison des directives et réglementations, les rendements de chaudière continuent en technique de chauffage de s'exprimer sur la base du Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI).

Voici les valeurs de PCI et PCS spécifiques au fioul, ainsi que les visuels permettant de se rendre compte du gain de chaleur latente que permet la chaudière de condensation.