Importance du régulateur de tirage Le but de la cheminée est de générer un courant d air (tirage) permettant de transporter la fumée et les vapeurs à partir du foyer. La conception de la cheminée a une grande influence sur le rendement et l efficacité du système de chauffage. Le tirage de la cheminée dépend de la température extérieure, de la capacité de la chaudière (ou du four), de la température des gaz d échappement, de la taille de la cheminée et des conditions climatiques extérieures en particulier du vent. Toutes ces conditions variant selon les saisons, le tirage peut facilement varier de 0 à 100 Pa. Le rendement des chaudières à combustibles solides est généralement le meilleur quand la pression négative dans la cheminée s étant de 0 à 20 Pa. Un tirage constant est d une grande importance et ceci indépendamment du combustible brûlé qu il s agisse de fioul, de bois ou de charbon. Un grand nombre de chaudières domestiques vendues aujourd'hui, le sont en remplacement d installations de chauffage plus ancienne. Elles sont le plus souvent raccordées à l ancien conduit de cheminée et/ou à un conduit dont l isolation est insuffisante. Ces anciens conduits de cheminée ont souvent une ouverture trop large par rapport au besoin des chaudières modernes. En passant du fioul au bois ou au charbon, le problème est différent. La quantité de fumée augmentant avec les combustibles solides, l ouverture de la cheminée devient trop petite. Installation de chauffage La manière dont un système de chauffage est installé a un grand impact sur la fiabilité, sur l efficacité globale et sur l environnement et doit donc être installé pour des performances maximales. Il est important que les trois composants principaux ; la chaudière, le brûleur et la cheminée travaillent bien ensemble. La cheminée suscite souvent moins d'attention même si un défaut dans sa conception ou dans le calcul de ses dimensions pourrait entraîner de sérieux problèmes.
La cheminée La hauteur du bâtiment détermine les dimensions qu aura la cheminée. Lors de fortes chaleurs et pour des cheminées de taille inférieures à quatre mètres, la résistance dans cellesci peut entraîner des problèmes pour le démarrage du brûleur. Les dimensions de la cheminée doivent être déterminées en prenant en compte la hauteur, la capacité du brûleur et le type de combustible utilisé. Consultez votre fournisseur de chaudières ou de brûleurs pour plus de détails. L étroitesse du conduit de cheminée entraîne une augmentation de la résistance (friction). Ceci est particulièrement génant durant le démarrage du brûleur puisque la cheminée est froide. La résistance dans la cheminée entraîne une formation de suie lors du démarrage ou bien dans le pire des cas, pas de démarrage du tout. Un conduit de cheminée trop large entraîne une diminution de la vitesse d échappement des gaz et dans ce cas, les gaz deviennent trop froids avant d atteindre le haut de la cheminée, et se condensent. Lors de l installation d un nouveau système de chauffage, la chaudière doit être placée aussi près que possible du conduit de cheminée. Le raccord entre la chaudière et la cheminée doit avoir aussi peu de courbures que possible. Les coudes font diminuer le tirage et font qu il est plus difficile d enlever la suie. Les changement dans la taille du conduit de cheminée doivent être faits aussi progressivement que possible. Le tirage étant proportionnel à la température dans la cheminée, il est important que celle-ci reste constante tout le long du conduit. Condensation De la condensation se forme si la température des gaz d échappement est trop basse avant qu ils atteignent le haut de la cheminée. La condensation qui se forme sur les mûrs de la cheminée se compose principalement d eau mais contient également des acides corrosifs. Ceci est extrêmement grave pour des mûrs de cheminée en briques puisque la condensation entraîne de l érosion ; puis avec le gel, des fissures et des fuites. Même un conduit résistant aux acides souffre de la condensation. Le point de condensation (température pour laquelle la vapeur des gaz de fumée commencent à se condenser) avec un tirage adéquat est de 47 C pour le fioul et 57 C pour le gaz naturel (contenant 13% de CO2). La température du point de condensation change selon la quantité de CO2 plus la quantité de CO2 est faible et plus la température de condensation diminue. La température de la cheminée étant inférieure à la température des gaz d échappement, ceux-ci doivent avoir une température mesurée à 50 cm du haut de la cheminée, d au moins 10 degrés supérieure au point de condensation. Pour les chaudières plus anciennes, les foyers ne sont pas équipés de cloisons hermétiques ou de porte d isolement avec la cheminée, la température des gaz d échappement est très élevée et le taux de CO2 souvent bas. Ceci signifie que le risque de condensation dans ce type d installation est inférieur. Toutefois, la consommation d énergie ainsi que l impact négatif sur l environnement sont beaucoup plus élevés que pour les installations modernes.
Condensation dans la cheminée De nombreux facteurs peuvent être la cause d une formation de condensation. Les chaudières modernes ont de hauts rendements avec des gaz d échappement de faible température et une quantité de CO2 élevé. La conception de nouvelles chaudières de taille réduite et faciles à installer a permis de réduire les volumes d eau nécessaire. Ceci permet de réduire les temps de fonctionnement de la chaudière mais entraîne une augmentation de la condensation. Les nouveaux brûleurs équipés de porte d isolement avec la cheminée et les nouvelles chaudières hermétiques permettent d augmenter l efficacité du système de chauffage en réduisant les pertes d énergie dues aux échanges d air. Cependant, ceci supprime le courant d air dans la cheminée qui existait avant et donc augmente le risque de condensation. Il y a également un grand risque de condensation pour les cheminées qui ont été construites à l'origine pour une ancienne chaudière, car ses dimensions sont le plus souvent pour la nouvelle chaudière, incorrectes. Que peut-il être envisager pour éliminer le risque de condensation dans la cheminée? 1. Toujours installer un régulateur de tirage. Le régulateur permet à de l air sec provenant de la salle où est placée la chaudière de rentrer dans la cheminée. Cet air sec permet non seulement de «diluer» les gaz d échappement et d augmenter leur circulation dans la cheminée mais en plus d abaisser la température du point de condensation d approximativement 10 C. 2. Dans un test effectué sur une chaudière domestique, les turbulateurs ont été enlevés. La puissance d'entrée a été augmentée de 22 kilowatts à 27 kilowatts et les températures d'échappement ont été mesurées à plus de 300 C. Néanmoins, il y avait encore de la condensation dans la cheminée après que le dispositif de chauffage ait fonctionné pendant 5 minutes. La même chaudière avec tous les turbulateurs en place, avec une puissance d'entrée de 22kW, les températures d'échappement de 180 C et un régulateur de tirage installé n'a eu aucune condensation dans la cheminée après que le dispositif de chauffage ait fonctionné pendant 1.5 minute. Ainsi, la température d'échappement a moins d influence sur la réduction de la condensation que le régulateur de tirage ou le temps de fonctionnement. 3. Isolez le raccord entre la chaudière et la cheminée aussi bien que n importe quelle partie de celle-ci installée dans un milieu ouvert ou froid. 4. La solution optimale est d installer un conduit en acier inoxydable à l intérieur de la cheminée en combinaison avec un régulateur de tirage. L installation du conduit en acier sans régulateur ferait qu il serait impossible d obtenir de bonnes conditions dans le foyer tout au long de l année et qu il serait difficile d éviter la condensation dans la cheminée. Les conditions optimales pour un bon fonctionnement du système de chauffage changent selon les saisons. De temps en temps, le brûleur ne fonctionne que pendant des intervalles de temps très réduit, ce qui augmente le risque de condensation ayant pour conséquence la corrosion de la cheminée.
Importance du régulateur de tirage dans la fiabilité et l efficacité d un système de chauffage Le régulateur de tirage est très important pour la fiabilité et l efficacité de la chaudière. Un tirage stable dans la cheminée permet d obtenir de bonnes conditions pour la combustion et ceci indépendamment du combustible utilisé : fioul, gaz, bois ou charbon. Les variations du tirage dans la cheminée influencent la vitesse d échappement des gaz ce qui a des effet sur les échanges thermiques. En brûlant des combustibles solides avec un tirage trop important, le temps de carburation et de contact avec l'échangeur de chaleur est réduit, ce qui entraîne une baisse de l efficacité thermique, une combustion pauvre et par suite des problèmes de fonctionnement. Le temps et les vents changent tout au long de l année, ce qui influent sur les conditions à l intérieur de la cheminée. Durant des journées froides et venteuses, le tirage augmente tandis que durant des journées chaudes et sans vent, celui-ci diminue ou même disparaît. Ceci mène à différentes conditions de tirage à l'intérieur du foyer bien que le ventilateur du brûleur fournisse différentes quantités d air suivant les conditions. Un régulateur de tirage correctement dimensionné et correctement installé permet seulement à la quantité d air nécessaire à la combustion de rentrer dans la chaudière, ceci résultant à un meilleur rendement. Capacité de la chaudière Perte interne en kwh/a Hauteur cheminée en m Avec régulateur de tirage Sans régulateur de tirage Le graphe ci-dessus donne les pertes d énergie pour des systèmes de chauffage avec ou sans régulateur de tirage. Les plus importantes pertes d énergie le sont pour des installations sans régulateur de tirage, celles-ci étant dues à une accumulation accrue de suie, aux pannes et aux particules non-brûlées. Nous pouvons ainsi lire sur le graphique qu une installation de chauffage au fioul avec une chaudière de capacité 35 kilowatts, une cheminée de 12 m et non équipée d un régulateur de tirage subira une perte d énergie de 1 240 kwh par an. La même installation mais cette fois ci équipée d un régulateur de tirage ne subira quant à elle que 600 kwh de perte d energie par an. L expérience montre également que l économie d énergie pour une installation équipée d un régulateur de tirage peut s élever de 2 à 7 %.
Le régulateur de tirage régule le tirage dans la cheminée en utilisant la différence de pression entre la cheminée et son environnement ( L air de la salle où est placée la chaudière qui entre dans le conduit de cheminée permet de garder un tirage stable dans le foyer et la cheminée). Si une installation de chauffage au fioul n est pas équipée d un régulateur de tirage et que la température extérieure est basse, il y a un risque que le tirage soit trop important et que le brûleur ne puisse démarrer. De la même manière, si la chaudière est réglée un jour de froid, le risque est que le tirage ne soit plus assez important un jour où il fera chaud, ceci entraînant une formation accrue de suie. On observe les même résultats pour des chaudières brûlant d autres combustibles. Toutes les chaudières devraient être équipées d un régulateur de tirage afin de compenser les changement de conditions tout au long de l année. Ceci signifie qu indépendamment de la période de l année où le brûleur fonctionne, les conditions sont identiques, ayant pour résultat une augmentation de la fiabilité et du rendement du système de chauffage. A Gaz d échappement B Contre-poids C Plateau d ajustement D Air provenant de la salle où la chaudière est placée Placement, positionnement et dimensionnement du régulateur de tirage Le placement du régulateur de tirage dépend principalement du travail qu il doit accomplir. Plusieurs placements sont possibles : sur le conduit de raccord directement après la chaudière grâce à un adaptateur pour conduits ronds (Pos.1). Il est également possible de le placer dans le mûr de cheminée, sur les briques, juste au dessus de la chaudière (Pos.2) ou en dessous du raccord entre la chaudière et la cheminée (Pos.3). Des adapteurs spéciaux doivent être utilisés dans les derniers cas afin de pouvoir les insérer dans le mûr de cheminée. Tigerholm a une large gamme d adaptateurs pour les régulateurs de tirage permettant de les fixer directement sur les «portes» déjà existantes pour l évacuation de la suie lors du nettoyage. En ajustant le contre-poids, le régulateur de triage peut être placé pour fonctionner à différentes ressions négatives. Une feuille d instruction, fournit avec chaque régulateur de tirage, donne les réglages nécessaires. Tous les régulateurs de tirage de Tigerholm sont usinés et ajustés pour une pression de 10 Pa qui est la valeur courante pour une installation domestiques de chauffage au fioul ou au gaz. Cette valeur passe à 17-25 Pa pour d autres types de chaudières comme les chaudières céramiques ou à foyer de combustion évolué.
La taille du régulateur de tirage est très importante pour un bon fonctionnement de l installation de chauffage. Les dimensions de la cheminée, la capacité du brûleur et le combustible utilisé doivent être pris en compte dans le calcul des dimensions du régulateur. Afin que le régulateur fonctionne correctement au cours de toute la saison de chauffe, il doit être réglé lorsqu il fait - 20 C. Le tableau ci-dessous est valable pour des combustibles solides. La capacité du brûleur peut être augmentée de 20 % en brûlant du gaz ou du fioul. Sur des cas limites, il est recommandé d installer un régulateur de taille supérieure ou d en installer deux. Si deux régulateurs de tirage sont installés, le premier doit l être à une pression négative de 10 Pa et le second doit être réglé pour une ouverture lorsque le premier est totalement ouvert. Ces réglages doivent être effectués sur place. Le réglage recommandé sur le deuxième régulateur de tirage est de 25 Pa. Model Tigex 25 Capacity Max. height Max. chimney dia./area < 25 kw < 8 m 125 mm/169 cm 2 Tigex 50 < 100 kw < 14 m 200 mm/338 cm 2