Lumière sur le PCI et le PCS d’une chaudière à condensation

Le pouvoir calorifique inférieur PCI indique la quantité de chaleur pouvant être produite avec une certaine quantité de combustible (solide, liquide ou gazeux). Avec cette valeur de référence, les produits de combustion sont disponibles à l'état gazeux. Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) comprend par rapport au pouvoir calorifique inférieur PCI un pourcentage d'énergie supplémentaire sous forme de chaleur par condensation de la vapeur d'eau, appelée "chaleur latente".

Rendement chaudière supérieur à 100 %

La chaudière à condensation doit sa dénomination au fait que, pour produire la chaleur, elle utilise non seulement le pouvoir calorifique inférieur PCI d'un combustible mais également son pouvoir calorifique supérieur PCS. Pour tous les calculs de rendement, les normes françaises et européennes ont retenu comme référence le PCI. En utilisant le PCI pour décrire une chaudière gaz à condensation, on obtient des rendements supérieurs à 100 grâce à la restitution de la chaleur latente représentant 11 %. Cette méthode représente le seul moyen de comparaison entre les chaudières classiques et les chaudières à condensation. Par rapport aux chaudières modernes à basse température, il est possible d'obtenir des rendements supérieurs de 15 %. Par rapport aux installations anciennes, les économies d'énergie peuvent atteindre 40 %. Si l'on compare l'utilisation d'énergie des chaudières actuelles à basse température avec celle des chaudières gaz à condensation, on obtient le bilan suivant à titre d'exemple :

Pertes par les fumées (chaleur sensible)
Sur les chaudières à basse température les fumées s'échappent à des températures relativement élevées de 150 à 180°C, entraînant ainsi une perte de chaleur d'environ 6 à 7 %.
La diminution importante des températures de fumée sur les chaudières gaz à condensation (températures pouvant descendre à 30°C) permet l'utilisation de la part sensible de chaleur du gaz de combustion et réduit de manière importante les pertes par les fumées.

Chaleur par condensation (chaleur latente)
Avec le gaz naturel, la part de chaleur par condensation est de 11 % par rapport au PCI. Cette valeur reste inutilisée sur les chaudières à basse température. La chaudière gaz à condensation permet l'utilisation continue de ce potentiel de chaleur, grâce à la condensation de la vapeur d'eau.

 

Le pouvoir calorifique inférieur PCI indique la quantité de chaleur pouvant être produite avec une certaine quantité de combustible de type solide, liquide ou gazeux. Avec cette valeur de référence, les produits de combustion sont disponibles à l'état gazeux.
Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) comprend par rapport au pouvoir calorifique inférieur PCI un pourcentage d'énergie supplémentaire sous forme de chaleur par condensation de la vapeur d'eau, appelée " chaleur latente ". Avec le gaz naturel, la part de chaleur par condensation est de 11 % par rapport au PCI. Cette valeur reste inutilisée sur les chaudières à basse température.

PCS = 1,11.PCI (gaz naturel)

Principe de fonctionnement d’une chaudière à condensation moderne

Schéma de principe d'une chaudière à condensation

Étape 1 : le circuit d’eau du chauffage central est réchauffé par le brûleur de la chaudière fonctionnant au gaz naturel ou au gaz propane. La combustion émet des fumées contenant de la vapeur d’eau à haute température (> à 110°C).

Étape 2 : l’eau chaude produite est distribuée aux émetteurs (radiateurs par exemple) via les réseaux de chauffage central.

Étape 3 :La géométrie du corps de chauffe (appelé aussi condenseur) de la chaudière permet aux produits de combustion (fumées humides) de se refroidir au contact du retour du circuit de chauffage par un parcours très étudié. Au cours de ce processus, toute ou une partie de la vapeur d’eau contenue dans les produits de combustion se liquéfie, les fumées humides descendent alors en dessous du point de rosée (57°C en pratique) et donc condensent en libérant de la chaleur. L’eau de retour du circuit de chauffage se réchauffe grâce à cette énergie ce qui occasionne un gain important. L’évacuation de l’eau libérée lors de la condensation forme les condensats et est légèrement acide. De ce fait, il est nécessaire d’utiliser un matériau résistant aux condensats acides. L’acier inoxydable est parfaitement adapté à cet emploi.

Étape 4 : il est préférable de traiter les condensats acides résultant de la condensation des produits de combustion pour les neutraliser avant d’être évacués vers le réseau d’eaux usées.