Lors de la combustion du mazout, une réaction chimique se produit par une combinaison du carbone du mazout et de l’oxygène de l’air pour former du dioxyde de carbone (CO2). Lors de cette réaction, une combinaison de l’hydrogène du mazout avec l’oxygène de l’air se produit également pour former de l’eau (H2O). Cette eau, environ 1 litre par litre de mazout consommé, est réchauffée par l’énergie dégagée lors du processus de combustion et se transforme en vapeur d’eau qui s’échappe normalement par la cheminée conjointement avec les autres gaz de combustion. Lors de la combustion, le soufre et l’azote se transforment également et produisent de faibles quantités d’oxydes de soufre et d’azote qui s’évacuent également par la cheminée. Ce processus de combustion produit de l’énergie sous forme de chaleur qui est transmise dans la chambre de combustion au circuit d’eau du système de chauffage.
Dans les chaudières à condensation, les gaz de combustion sont refroidis jusqu’à ce que le point de rosée soit atteint, c’est-à-dire jusqu’à ce que la vapeur d’eau contenue dans les fumées se condense. A ce point, l’énergie de vaporisation de cette eau est libérée et peut être donnée en plus au système de chauffage. Selon le fabricant de chaudière ou en fonction de la puissance de la chaudière, le refroidissement des gaz de combustion en vue de la condensation se passe directement en fin de chambre de combustion ou alors dans un échangeur de chaleur supplémentaire situé entre la chaudière et la cheminé d’évacuation des fumées. Dans les chaudières compactes, cet échangeur est en général directement intégré au corps de la chaudière. Grâce à l’utilisation de la condensation, par rapport à une chaudière conventionnelle à basse température, la récupération supplémentaire de chaleur peut atteindre près de 10% (6% par la condensation de la vapeur d’eau des fumées et 4% par la réduction de la température des fumées à la sortie de la chaudière).
Suite au processus de condensation, de l’eau est récupérée en sortie de chaudière ou dans l’échangeur externe. Cette eau de condensation est ensuite évacuée directement dans la canalisation des eaux usées. Au-dessous d’une puissance de chaudière de 200 kW, l’évacuation vers les eaux usées est possible sans procéder à une neutralisation préalable.
Les chaudières à condensation vous sont proposées pour plusieurs niveaux de puissance. Pour les chaudières d’une puissance inférieure à env. 100 kW, il s’agit en général d’unités compactes. Dans les chaudières à condensation au mazout, la condensation de la vapeur d’eau des gaz de combustion s’effectue à une température des fumées d’environ 47°C. Les gaz de combustion doivent donc être refroidis au-dessous de cette température pour que la condensation puisse se faire. Ce refroidissement a lieu soit directement dans la chambre de combustion de la chaudière, soit dans l’échangeur de chaleur supplémentaire installé en sortie de chaudière.
Un tube de cheminée en matière plastique suffit
En cas de rénovation du chauffage, un simple tube en matière plastique peu coûteux suffit comme conduit d’évacuation des fumées dont la température est très basse (env. 45-50°C). Il sera alors intégré directement à l’ancienne cheminée existante.
Rendement
Dans la documentation des fabricants de chaudières à condensation, des valeurs de rendement supérieures à 100% sont fréquemment mentionnées. Or un rendement plus élevé que 100% n’est scientifiquement par possible. Cependant, ces valeurs supérieures à 100% sont toutefois indiquées. Pour quelles raisons.
Le contenu énergétique du mazout, sans considérer l’énergie contenue dans la vapeur d’eau de condensation des gaz de combustion, est défini comme le pouvoir calorifique inférieur (Pci). Dans la définition du pouvoir calorifique supérieur (Pcs) on inclut l’énergie de condensation de la vapeur d’eau contenue dans les gaz de combustion. Si dans les prospectus des fabricants de chaudières à condensation, la base (100%) de calcul du rendement tient compte du Pci, alors le rendement final des chaudières avec condensation dépassera les 100%. Par contre, si la base de calcul du rendement des chaudières à condensation se fait avec le pourvoir calorifique supérieur Pcs, ce qui est techniquement correct, le rendement effectif ne dépassera alors pas 100%. Pour les chaudières à condensation, l’indication correcte du rendement doit donc être basée uniquement sur le pourvoir calorifique supérieur du combustible.
Cette manière de définir le rendement avec des valeurs supérieures à 100% est utilisé principalement pour les chaudières à gaz, car pour ce dernier, le contenu énergétique de la vapeur d’eau contenue dans les fumées atteint 11%.