Guide pratique Techniques de mesure pour les installations de chauffage Conseils pratiques, trucs & astuces. Droits d’auteur, garantie et responsabilité Les informations reprises dans ce guide pratique sont protégées par les droits d’auteur. Tous les droits reviennent exclusivement à Testo AG. Les contenus et images ne peuvent être copiés à des fins commerciales, modifiés ou utilisés / récupérés à d’autres fins que celles décrites sans l’accord préalable écrit de Testo AG. Les informations du présent guide pratique ont été rédigées avec le plus grand soin. Cependant, les informations fournies le sont sans engagement et Testo AG se réserve le droit de procéder à d’éventuels modifications ou ajouts. Testo AG n’assume donc aucune garantie ou responsabilité quant à l’exactitude et à l’exhaustivité des informations fournies. Toute responsabilité est exclue pour les dommages résultant directement ou indirectement de l’utilisation de ce guide, et ce, dans la mesure où ceux-ci ne résultent pas d’un cas de préméditation ou de négligence grossière. Testo AG, juin 2014 2 Préface Chères lectrices, chers lecteurs, Ce guide doit être considéré comme De nombreux trucs et astuces pra- un aperçu des grandeurs, tâches tiques sont autant de conseils utiles et techniques de mesure à l’usage pour l’utilisation des analyseurs de des professionnels du chauffage. Il combustion portatifs. Ce guide vous fournit des réponses compétentes aux épargne ainsi des recherches lon- questions pratiques les plus posées. gues et laborieuses dans différentes Ces réponses se basent sur les expé- sources. riences d’utilisateurs d’appareils Testo Nous attendons également toutes vos du monde entier. suggestions et propositions d’amélio- Les débutants intéressés par le sujet ration. obtiennent ainsi une vue d’ensemble de la législation allemande en la matière et des limites devant être respectées lors des mesures des émissions. Pour les professionnels expérimentés dans les mesures des gaz de fumée, il s’agit d’un ouvrage de référence utile sur les dispositions actuelles. Wolfgang Schwörer, directeur Gestion des produits 3 Table des matières 1. Qu’est-ce que les gaz de fumée ?6 1.1 Unités de mesure 7 1.2 Composants des gaz de fumée 9 2.Combustibles16 2.1 Combustibles solides 16 2.2 Combustibles liquides 19 2.3 Combustibles gazeux 20 3.Foyers22 3.1 Principe de fonctionnement des foyers 22 3.2 Etat actuel des techniques en matière de chaudières de chauffage 23 3.3 Classification des foyers par combustibles 25 3.3.1 Chaudières pour combustibles solides 25 3.3.2 Foyers au gaz 26 3.3.3 Brûleurs au fioul 28 3.3.4 Autres types de brûleurs 32 4. Principes légaux pour les mesures sur les installations de chauffage34 4.1 Ordonnance allemande sur les petites et moyennes installations de chauffage (1ère 35 BImSchV) 4.2 Règlement allemand relatif au ramonage et à l’inspection (KÜO) 36 5. Tâches de mesure sur les installations de chauffage38 5.1 Contrôle de fonctionnement et réglages des installations de 38 chauffage au gaz 5.2 Contrôle de fonctionnement et réglages des installations de 58 chauffage au fioul 5.3 Contrôles récurrents des installations utilisant des combustibles solides conformément à la 1ère BImSchV 4 61 6. Contrôles d’étanchéité des canalisations de gaz et d’eau68 6.1 Contrôle des canalisations de gaz 68 6.1.1 Contrôle de charge 68 6.1.2 Contrôle d’étanchéité 69 6.1.3 Contrôle de la capacité de fonctionnement 71 6.1.4 Contrôle de charge et d’étanchéité combiné sur les 74 canalisations de gaz 6.1.5 Détection des fuites de gaz 6.2 Contrôle des installations d’eau potable 74 74 6.2.1 Contrôle de pression au moyen d’eau 75 6.2.2 Contrôle de pression au moyen d’air ou de gaz inerte 75 6.2.2.1 Contrôles d’étanchéité 76 6.2.2.2 Contrôles de charge 78 7. Appareils de mesure pour les analyses du gaz de fumée80 7.1 Capteurs 80 7.2 Fonctionnement d’un capteur chimique à deux / trois électrodes 80 7.2.1 Fonctionnement d’un capteur chimique à deux électrodes 81 7.2.2 Fonctionnement d’un capteur chimique à trois électrodes 82 utilisé pour les gaz toxiques 7.3 Fonctionnement d’un capteur à semi-conducteur pour les gaz 83 combustibles 7.4 Capteur de poussières fines 84 7.5 Electronique 84 7.6 Conception 85 8.Annexes86 8.1 Formules de calcul 86 8.2 Présentation des appareils Testo 92 5 Qu’est-ce que les gaz de fumée ? 1. Qu’est-ce que les gaz de fumée ? En raison du nombre croissant de respectant l’environnement, il est donc combustions de tous types, les nécessaire de limiter les polluants. Les concentrations en substances toxiques polluants contenus dans les fumées dans l’environnement sont de plus en ne peuvent être limités avec effica- plus élevées. La formation de Smog, cité que si les installations existantes l’apparition de pluies acides et le fonctionnent de manière optimale ou nombre croissant d’allergies sont les les foyers défectueux sont mis hors conséquences directes de cette évolu- service. Les analyses de combustion tion. Pour produire de l’énergie tout en permettent de déterminer les concen- + Produits de la combustion Combustible Monoxyde de carbone Carbone Dioxyde de soufre O2 résiduel Oxyde d’azote NOx Azote Vapeur d’eau Vapeur d’eau Hydrogène Soufre Résidus de combustible Oxygène Cendre Azote Poussières fines Eau Suie Ill. 1 – Composition du gaz de fumée 6 Combustion Dioxyde de carbone Oxygène Résidus Air trations en substances polluantes et de monoxyde de carbone et 999 750 de régler les installations de chauffage particules de dioxyde d’azote (N2) et de manière optimale. d’oxygène (O2). L’unité « ppm » est Les combustibles contiennent essen- indépendante de la pression et de la tiellement du carbone (C) et de l’hy- température et est utilisée pour les drogène (H2). L’air de combustion se faibles concentrations. Les concentra- compose d’oxygène (O2), d’azote (N2) tions plus importantes sont indiquée et d’une faible part de gaz résiduels et en « pour cent (%) ». de vapeur d’eau. En brûlant, les combustibles consom- La conversion est la suivante : ment de l’oxygène (O2). 10 000 ppm = 1 % Ce processus est appelé « oxyda- 1 000 ppm = 0.1 % tion ». Les éléments composant l’air 100 ppm = 0.01 % de combustion et le combustible 10 ppm = 0.001 % forment de nouvelles liaisons. 1 ppm = 0.0001 % 1.1 Unités de mesure Une concentration en oxygène de 21 % vol. correspondrait ainsi à une ppm (parts per million) concentration de 210 000 ppm O2. Les polluants contenus dans les gaz de fumée sont définis en fonction des concentrations de leurs différents composants. Les unités suivantes sont généralement utilisées : L’unité « ppm » indique un rapport, tout comme l’indication « pour cent (%) ». « Pour cent » signifie « un certain nombre de parts sur cent parts ». « ppm » signifie « un certain nombre de parts sur un million de parts ». Si une bouteille de gaz contient, p.ex., 250 ppm de monoxyde de carbone (CO) et si on prélève un million de particules de cette bouteille, ce prélèvement contiendra 250 particules 7 Qu’est-ce que les gaz de fumée ? mg/Nm³ surée en oxygène (O2) dans le gaz de (milligramme par mètre cube) fumée est également nécessaire pour Dans l’unité « mg/Nm³ », le volume la conversion ppm --> mg/Nm³. Nous aux conditions normales (mètre cube décrivons dans la suite les conver- étalon, Nm³) sert de quantité de réfé- sions pour le monoxyde de carbone rence et la masse du gaz polluant est (CO) et les oxydes d’azote (NOx). indiquée en milligrammes (mg). Cette Les facteurs repris dans les formules unité dépendant de la pression et de correspondent à la densité à l’état la température, on fait référence au normal des gaz en mg/m³. volume aux conditions normales : Température :0 °C Pression : mg/kWh 1 013 mbar (hPa) (milligramme par kilowatt-heure d’énergie utilisé) Cette indication seule n’est cepen- Pour déterminer les concentrations en dant pas pertinente car les rapports gaz polluants dans l’unité mg/kWh, volumiques dans le gaz de fumée liée à l’énergie, des calculs doivent changent en fonction de la teneur en être effectués avec des données spé- oxygène (dilution du gaz de fumée cifiques au combustible. Les facteurs par l’air ambiant). C’est pourquoi de conversion sont donc différents les valeurs de mesure doivent être en fonction des combustibles. Vous recalculées pour un volume d’oxy- trouverez dans la suite les facteurs gène défini, la teneur en oxygène de de conversion pour les « ppm » et les référence (O2 de référence). Seules « mg/m³ » en « mg/kWh », l’unité liée à des indications ayant la même teneur l’énergie. Avant de convertir une valeur en oxygène de référence peuvent être en mg/kWh, les concentrations des directement comparées. La teneur me- valeurs d’émission mesurées doivent CO (mg/m³) = NOx (mg/m³) = Conversion en mg/Nm³ 8 21 - O2 de référence (21 - O2) 21 - O2 de référence (21 - O2) × CO (ppm) × 1.25 × 2.05 × (NO (ppm) + NO2 (ppm)) cependant être converties en gaz de Azote (N2) fumée non dilué (teneur en oxygène de L’azote (N2) est le principal composant référence de 0 %) (cf. annexe 13.1). de l’air respirable (79 % vol.). Ce gaz Pour les combustibles solides, les incolore, inodore et insipide ne parti- facteurs de conversion dépendent cipe pas à la combustion. Il est intégré également de la forme du combustible à la combustion comme matière inerte (morceaux, copeaux, poudre, frag- et est ramené, réchauffé, vers la che- ments, etc.). C’est pourquoi des réfé- minée. rences séparées doivent être fournies Valeurs typiques dans les gaz de pour ces combustibles. fumée : Foyers au fioul / gaz : 78 % – 80 % 1.2 Composants des gaz de fumée Dioxyde de carbone (CO2) Les éléments contenus dans les gaz Le dioxyde de carbone est un gaz de fumée sont présentés dans la suite incolore et inodore, présentant un goût dans l’ordre de leurs concentrations. légèrement acide. Sous l’effet de la lumière du soleil et de la chlorophylle, Fioul EL CO NOx 1 ppm =1 110 mg/kWh 1 mg/kWh =0.900 ppm 1 mg/m³=0.889 mg/kWh 1 mg/kWh =1.125 mg/m³ 1 ppm =1 822 mg/kWh 1 mg/kWh =0.549 ppm 1 mg/m³=0.889 mg/kWh 1 mg/kWh =1.125 mg/m³ Gaz naturel H (G20) CO NOx 1 ppm =1 074 mg/kWh 1 mg/kWh =0.931 ppm 1 mg/m³=0.859 mg/kWh 1 mg/kWh =1.164 mg/m³ 1 ppm =1 759 mg/kWh 1 mg/kWh =0.569 ppm 1 mg/m³=0.859 mg/kWh 1 mg/kWh =1.164 mg/m³ Ill. 2 – Facteurs de conversion pour les unités liées à l’énergie 9 Qu’est-ce que les gaz de fumée ? substance verte colorant les feuilles, tité dépend du combustible. Le gaz la végétation transforme le dioxyde naturel (CH4) présente la teneur en H2 de carbone (CO2) en oxygène (O2). la plus élevée (env. 22 %) et le coke, la En respirant, les êtres humains et les plus basse (env. 3 %). L’énergie utili- animaux retransforment cet oxygène sée par les chaudières à condensation (O2) en dioxyde de carbone (CO2). Ceci est contenue dans la vapeur d’eau des garantit un certain équilibre, cepen- gaz de combustion (teneur jusqu’à dant perturbé par les gaz de com- env. 15 % vol.). bustion. Ce déséquilibre est renforcé par l’effet de serre. La concentration Oxygène (O2) maximale admissible en CO2 sur les Les restes d’oxygène n’étant pas lieux de travail est de 5 000 ppm. consommé lors de la combustion en Valeurs typiques dans les gaz de cas d’excès d’air apparaissent sous fumée : forme gazeuse dans le gaz de fumée Foyers au fioul : 12.5 – 14 % et permettent de mesurer l’effica- Foyers au gaz : 8 – 11 % cité de la combustion. Ceux-ci sont utilisés pour calculer les pertes par les Vapeur d’eau (humidité) fumées, ainsi que la teneur en dioxyde L’hydrogène contenu dans le combus- de carbone. tible s’associe à l’oxygène pour former Valeurs typiques dans les gaz de de l’eau (H2O). Associée à l’eau conte- fumée : nue dans le combustible et dans l’air Foyers au fioul : 2 – 5 % de combustion, celle-ci prend alors Foyers au gaz : 2 – 6 % la forme d’humidité dans le gaz de (chauffe-eau) combustion (TF élevée) ou de condensation (TF basse), en fonction de la Monoxyde de carbone (CO) température du gaz de fumée (TF). La Le monoxyde de carbone est un combustion d’hydrogène entraîne la toxique respiratoire incolore et ino- formation de vapeur d’eau. 1 kg de H2 dore ; il s’agit du produit d’une com- a besoin de 8 kg de O2 pour être com- bustion incomplète. Le CO a la même plètement consommé et il en résulte densité que l’air, contrairement au 9 kg d’eau (produit de la combus- CO2, plus lourd et s’accumulant donc tion). Dans le cadre d’un combustion au niveau du sol. A une concentration traditionnelle, l’« eau de combustion » trop élevée, il empêche l’absorption prend la forme de vapeur et sa quan- d’oxygène dans le sang. Le CO agit 10 comme un toxique sur le sang en il contribue à la formation d’ozone. raison des liaisons qu’il forme avec Additionnées, les teneurs en NO et l’hémoglobine. La liaison entre l’hémo- NO2 sont appelées « oxydes d’azote globine, donnant sa couleur au sang, (NOx) ». La valeur MAK s’élève à et le CO est 300 fois plus solide que 5 ppm. celle entre l’hémoglobine et l’oxygène. Si, p.ex., l’air respirable d’une pièce La formation d’oxydes d’azote dépend contient 700 ppm CO, il peut entraîner de l’azote contenu dans le combus- le décès d’une personne respirant cet tible, du temps de séjour de l’azote air en trois heures. La concentration dans les flammes (longueur des maximale admissible sur les lieux de flammes) et de la température des travail est de 30 ppm. Si, en raison flammes. Lorsque la température des d’un défaut d’oxygène, le carbone flammes est supérieure à brûlé ne produit que du monoxyde de 1 300 °C, la formation de NOx aug- carbone, seulement ¹⁄₃ de l’énergie est mente fortement. Les processus de convertie en chaleur, les ²⁄₃ restants formation de NOx peuvent être réduits étant perdus ! par les techniques utilisées pour les Valeurs typiques dans les gaz de foyers modernes – une « flamme fumée : froide », la circulation des gaz de Foyers au fioul : 80 – 150 ppm fumée et un excès d’air réduit. Foyers au gaz : 80 – 100 ppm Valeurs typiques dans les gaz de fumée : Oxydes d’azote (NOx) Foyers au fioul / gaz : A des températures élevées (com- 50 – 100 ppm bustion), l’azote (N2) contenu dans le combustible et dans l’air ambiant se Des NOx instantanés apparaissent lie à l’oxygène de l’air (O2) pour former pendant la combustion grâce à l’oxy- de l’oxyde d’azote (NO). Associé à gène libre (excès d’air) dans la zone de l’oxygène (O2), ce gaz incolore s’oxyde réaction de la flamme. après un certain temps pour former du dioxyde de carbone (NO2). Le NO2, so- Les NOx du combustible appa- luble dans l’eau, est toxique pour les raissent à des températures de poumons et, lorsqu’il est inhalé, cause combustion très élevées, grâce aux de graves dommages aux poumons. liaisons formées par l’azote contenu Associé aux rayons ultraviolets (soleil), dans le combustible (fioul, charbons) 11 Qu’est-ce que les gaz de fumée ? et l’oxygène. Cette réaction lie la tement active d’un point de vue chaleur. La combustion du gaz naturel chimique. Le soufre peut se lier à ne produit pas de NOx lié au combus- presque tous les éléments sous l’effet tible car le gaz naturel ne contient pas de la chaleur. 1 kg de S a besoin de d’azote. 1 kg de O2 pour brûler. Température d’inflammation : 260 °C La concentration en oxygène pendant la combustion, le temps de Trioxyde de soufre (SO3) séjour de l’air de combustion au Un partie du SO2 (env. 3-7 %) conti- niveau de la flamme (longueur des nue de s’oxyder lors de la combustion flammes) et la température des pour former du SO3. Cette substance flammes (formation de NOx ther- solide blanche absorbe d’importantes miques faible jusqu’à env. 1 200 °C, quantités d’eau, ce qui fait de l’acide forte à partir de 1 400 °C et maximale sulfurique (SO3 + H2O = H2SO4) un à partir de 1 800 °C) sont déterminants composant des pluies acides. pour les NOx thermiques. Hydrocarbures imbrûlés (CXHY) Dioxyde de soufre (SO2) Les hydrocarbures imbrûlés (CXHY) Le dioxyde de soufre (SO2) est un apparaissent en cas de combustion gaz toxique incolore présentant une incomplète et contribuent à l’effet odeur âcre. Il est produit par le soufre de serre. Ce groupe de substances contenu dans le combustible et irrite comprend, entre autres, le méthane les voies respiratoires et les yeux. La (CH4), le butane (C4H10) et le benzène concentration maximale admissible (C6H6). Les causes de leur formation sur les lieux de travail est de 5 ppm. sont similaires à celles du monoxyde Associé à l’eau (H2O) ou de la conden- de carbone : sation, il produit de l’acide sulfureux atomisation et mélange incomplets (H2SO3). pour le fioul et défaut d’air pour le gaz Valeur typique dans le gaz de fumée naturel ou les combustibles solides. des foyers au fioul : 180 ppm – Il est difficile de le prouver au moyen 220 ppm de mesures ; c’est pourquoi, dans la pratique, un test des dérivés de Soufre (sulfure) ‐ S pétrole est réalisé pour le fioul et une Le soufre est une substance solide, mesure du CO pour le gaz naturel. d’une couleur jaune verdâtre, for- Pour les foyers au fioul, la présence 12 d’hydrocarbures se manifeste par la ralement pris en considération pour « puanteur » typique désagréable des déterminer la classe correspondante. gaz de combustion. C’est de là que découle la grandeur Valeur typique dans le gaz de fumée de mesure PM10 (« particulate Matter des foyers au fioul : moins de 50 ppm < 10 µm ») aujourd’hui répandue. En Europe, les limites pour la valeur Suie PM10 sont de 50 µg/m³ par jour ou La suie se compose presque exclusi- une moyenne annuelle de 40 µg/m³. vement de carbone pur (C) et apparaît Aux USA et au Japon, d’autres limites dans les installations au fioul en cas sont également définies pour la frac- de combustion incomplète. tion PM 2.5, encore plus petite. A des températures normales, le car- Les particules peuvent présenter diffé- bone réagit très lentement. 1 kg de C rentes tailles, origines et compositions. a besoin de 2.67 kg de O2 pour brûler Sources possibles des poussières totalement. Température d’inflam- fines : mation : 725 °C. De la suie se forme • Activités techniques (trafic routier, lorsque cette température n’est pas industrie, agriculture), mais aussi atteinte. processus naturels (p.ex. poussières Valeur typique dans le gaz de fumée des foyers au fioul : Indice de suie de 0 ou 1 du Sahara). • En règle générale, on considère que les processus mécaniques génèrent des particules > 1 µm alors que les Poussières fines particules particulièrement inquié- Les poussières fines désignent les tantes pour la santé, celle < 1 µm, particules en suspension suffisamment proviennent presque exclusivement petites pour pouvoir être inhalées, des processus de combustion. c’est-à-dire pour ne pas se déposer • Les processus atmosphériques au dans le nez ou le pharynx lors de la cours desquels des composants respiration. gazeux sont transformés en gout- Les poussières fines pouvant présen- telettes ou particules de sel par ter des tailles différentes en raison condensation ou par des réactions de leur origine (de quelques nm à chimiques – le plus souvent sous plusieurs µm), celles-ci sont réparties l’effet de la lumière du soleil – sont dans différentes classes de taille. Leur une autre source de poussières diamètre 1 aérodynamique1 est géné- fines. e diamètre aérodynamique d’une particule est désormais défini comme le diamètre L géométrique d’une particule de comparaison fixe, de forme sphérique. 13 Qu’est-ce que les gaz de fumée ? Différence entre gaz et particules incertitude. Le grand nombre de propriétés différentes des particules Molécules gazeuses entraîne un tout aussi grand nombre • Définition chimique et physique de méthodes de mesure différentes claire (déterminant chacune une autre pro- • Identiques entre elles priété des particules). • Propriétés spécifiques Une méthode de mesure répandue à Particules définies est la détermination de la masse des particules, lors de laquelle les particules sont pesées. Les très petites particules ne sont cependant prises en compte que dans certaines conditions. Effets des particules sur la santé Le lien entre pollution aux poussières fines et décès prématurés a déjà été prouvé (UE : env. 250 000 – 300 000 Particules personnes). Les particules de pous- • Propriétés géométriques les plus sière pénètrent quasi exclusivement variées dans le corps humain en traversant • Différentes compositions matérielles les poumons. Les voies respiratoires • Différentes propriétés physiques supérieures et inférieures sont un à Particules indéfinies filtre efficace essentiellement pour les particules les plus grosses (diamètre : ~ 5 µm). Cependant, plus les particules sont petites, plus elles pénètrent en profondeur dans les poumons. Ceci est tout particulièrement problématique en raison : • de l’absence de mécanismes de protection des vésicules pulmonaires, Les processus de mesure des par- • d’une barrière tissulaire par rapport ticules présentent donc toujours un aux vaisseaux sanguins voisins de caractères statique et une certaine seulement 100 nm d’épaisseur – les 14 Types d’agression Diamètre des particules Nez / Gorge 5 – 10 µm Tranchée 3 – 5 µm Bronches 2 – 3 µm Bronchioles 1 – 2 µm Alvéoles (vésicules pulmonaires) 0.1 – 1 µm particules pouvant donc passer Aérosols directement dans le sang et être Les aérosols sont des dispersions (mé- transportées vers les différents langes hétérogènes d’au moins deux organes. substances) de particules liquides et/ Valeur typique (pour la masse des ou solides (de 2 nm à 100 µm) dans un particules) dans le gaz de fumée : 5 milieu gazeux, le plus souvent de l’air. – 150 mg/m³ De par cette diversité, les particules peuvent également se composer des Affections causées par les substances les plus variées et donc particules : présenter des propriétés différentes. différentes affections des voies respi- Il n’existe aucune valeur typique pour ratoires, maladies cardio-vasculaires les gaz de fumée des foyers utilisant pouvant entraîner la mort. des combustibles solides. Un aérosol Les particules résultant des processus est un système dynamique et est sou- de combustion sont particulièrement mis à des modifications constantes en nocives. La suie de diesel, tout parti- raison de la condensation des vapeurs culièrement, a été classée par l’OMS des particules présentes, de l’évapo- parmi les substances cancérigènes ration des composants liquides des (communiqué de presse de l’OMS, 12 particules, de la coagulation de petites juin 2012). particules en particules plus grosses ou de la séparation de particules sur les objets environnants. 15 Combustibles 2. Combustibles 2.1 Combustibles solides des flammes longues et lumineuses ; Les combustibles solides sont la aucun autre apport en oxygène n’est houille, le lignite, la tourbe, le bois et la requis pour la combustion des braises. paille. Ceux-ci se composent essen- Température d’inflammation : env. tiellement de carbone (C), d’hydrogène 290 °C ; quantité de gaz de fumée : (H2), d’oxygènes (O2) et de faibles env. 8 m³/kg ; pouvoir calorifique infé- quantités de soufre (S) et d’eau (H2O). rieur (PCI) : 12-15 MJ/kg en fonction Les combustibles solides se différen- de la teneur en humidité ; point de cient essentiellement par leur pouvoir rosée des gaz de combustion : env. calorifique inférieur (PCI), la houille 40 – 45 °C ; C : 40 %, H2 : 6 % ; O2 : présentant ici la valeur la plus élevée, 35 – 40 % ; Cendres : 1 – 2 % ; H2O : suivi du lignite, de la tourbe et du bois. 15 – 20 % ; CO2max : 20.3 % ; excès Un gros problème de ces combus- d’air : 10 – 200 % (en fonction de la tibles est la production de cendres, de phase de combustion). poussières fines et de suie en grandes quantités. Des dispositifs mécaniques Granulés et briquettes de bois appropriés doivent donc être installés (à base de bois naturel) sur le lieu de combustion pour éva- Combustible solide à longue flamme, cuer ces « déchets » (p.ex. une grille obtenu par traitement mécanique à vibrante). partir de déchets de bois non traités et sans agents de liaison. Le bois Bois est broyé, moulu et compressé sous Le bois est un combustible naturel haute pression en briquettes de forme solide à flamme longue. Le bois tendre cylindrique. Leur teneur en H2O est (épicéa, sapin et pin) est résineux très réduite (5 – 6 %) et leur pouvoir et tend, si le foyer est mal réglé, à calorifique inférieur (PCI) est donc plus former de la suie cristallisée, pouvant élevé que celui du bois brut. Le pou- provoquer des feux de suie. Le bois voir calorifique inférieur (PCI) dépend dur, comme le hêtre ou le chêne, essentiellement de la teneur en eau convient pour les foyers présentant réelle des briquettes. Les exigences des chambres de combustion hautes et dispositions de contrôle pour ces et les foyers sans grille (poêles en combustibles sont définies par le faïence). Le bois brûle en produisant législateur (p.ex. ÖNORM M7135, en 16 Allemagne). Briquettes de bois Lignite Utilisation similaire aux bûches pour Combustible naturel solide à flamme les foyers avec ou sans grille. longue, produit par les anciennes forêts de feuillus, de conifères et de Granulés palmiers. La houillification se fait en Utilisation pour les foyers ménagers et l’absence d’air, sous l’effet de l’éner- chaudières avec chargement auto- gie géothermique et de la poussée matique et apport d’air régulé. Un des terres. Le lignite est extrait à 90 % chauffage régulier et réglable est ainsi dans des exploitations à ciel ouvert. possible avec des émissions réduites. Une différence est faite ici entre le lignite (structure semblable à celle du Bois déchiqueté bois) et l’anthracite (noire, brillant). Le bois déchiqueté est généralement Convient pour les foyers présentant produit au moyen de hacheuses à une chambre de combustion haute, disque, tambour ou vis sans fin, fixes une grille large et un apport d’air ou mobiles. Il se compose de 100 % secondaire pour la postcombustion. de bois. Le plus souvent, cependant, Combustible produisant de grandes il s’agit de sous-produits forestiers, quantités de suie et de cendres. bois mous ou autres bois de moindre Température d’inflammation : qualité (provenant, p.ex., du déboise- env. 250 – 450 °C ; quantité de gaz de ment), ne pouvant plus être utilisés par fumée : env. 7 m³/kg ; pouvoir calori- l’industrie pour ses produits de plus fique inférieur (PCI) : env. 12 – 20 MJ/ grande qualité. kg ; C : 40 – 60 % ; H2 : 3 – 5 % ; La teneur en eau a ici la plus grande N : 0.5 %, O2 : 15 – 20 % ; S : 1.5 % ; influence sur le pouvoir calorifique cendres : 5 – 20 % ; H2O : 5 – 20 % ; inférieur (PCI). Celle-ci peut fortement CO2max : 19 – 20 % ; excès d’air : varier en fonction du type d’arbre et 60 – 100 %. du stockage. Le bois déchiqueté frais contient de 50 à 60 % d’eau, son pou- Houille voir calorifique inférieur (PCI) pouvant Combustible naturel solide à flamme être doublé par le séchage du maté- longue. Produit de la même façon que riau (p.ex. teneur en eau de 20 %). le lignite. Relativement plus ancien que le lignite, d’où sa teneur plus élevée en carbone. La houille est exclusivement extraite dans des exploitations souter17 Combustibles raines. Types, classés en fonction de Les parts volatiles du combustible leur composants combustibles vola- s’échappent (= gaz de ville) et le coke, tils : secs, gras, demi-gras, maigres, un combustible poreux dur, reste ; anthracite. Convient pour les poêles celui-ci sera ensuite broyé en grains en faïence avec grille, fours à cuve, de différentes dimensions en fonction fours et chaudières avec combustion des utilisations et foyers. Convient inférieure. Produit beaucoup de suie pour les feux continus. Brûle en for- lors de la phase d’allumage et déve- mant des flammes courtes bleuâtres loppe peu de fumées lors de la phase et en produisant peu de fumées et de combustion des braises. A besoin de suie. Gaz de fumée présentant d’un apport suffisant d’air de combus- une température très basse, point de tion lors de la phase d’allumage. rosée bas et phase d’incandescence Température d’inflammation : 320 – longue. Température d’inflamma- 600 °C ; tion : env. 450 – 600 °C ; quantité de quantité de gaz de fumée : env. gaz de fumée : env. 12 m³/kg ; point 13 m³/kg ; point de rosée des gaz de de rosée des gaz de combustion : combustion : env. 30 – 35 °C ; C : 75 – env. 13 – 15 °C ; C : 85 % ; H2 : 1 % ; 90 % ; H2 : 4 – 6 % ; O2 : 3 – 15 % ; O2 : 2 – 4 % ; N : 1 % ; S : 1 % ; N : 1 – 1.5 % ; cendres : 3 – 12 % ; cendres : 7 – 9 % ; H2O : 5 % ; pouvoir H2O : 2 – 4 % ; S : 1 % ; pouvoir calo- calorifique inférieur (PCI) : rifique inférieur (PCI) : env. 27 – 32 MJ/ env. 29 MJ/kg ; CO2max : 20.6 % ; kg ; CO2max : 17 – 20 % ; excès d’air : excès d’air identique au lignite. 60 – 100 %. Anthracite Briquettes Combustible naturel solide à flamme Combustible synthétique solide à courte. Houille la plus ancienne et flamme longue ou courte (charbon en donc celle de la plus grande quantité. briquettes). La poudre et la suie de Disponible dans le commerce le plus charbon sont compressées sous haute souvent sous la forme de briquettes pression ou en y ajoutant des liants. (en forme d’œufs). Teneur la plus élevée en C et la plus basse en H2. Coke Combustible synthétique solide à Charbon de bois flamme courte. La houille est chauffée Combustible synthétique solide à à env. 800 – 1 000 °C à l’abri de l’air. flamme courte. Le bois est chauffé 18 à l’abri de l’air (pile à charbon). Les par pression inhérente ou pompes composants volatils, tels que le gaz à haute pression. Types de fiouls : de bois, la vapeur de goudron végétal fioul extra léger (EL) pour brûleurs à et l’eau, s’échappent alors. Utilisation vaporisation ou à pulvérisation, fioul dans l’industrie et pour les grillades. léger (L), fioul moyen (M) et fioul lourd Brûle sans former de fumées, avec des (S) exclusivement pour les brûleurs à flammes courtes. pulvérisation avec préchauffage du fioul. Les exigences envers les fiouls 2.2 Combustibles liquides sont définies dans la loi (p.ex. ÖNORM Les combustibles liquides trouvent C 1108 et C 1109). Quantité de gaz leur origine dans le pétrole brut. Après de fumée : env. 12 m³/kg ; point de son traitement dans des raffineries, rosée des gaz de combustion : env. 45 on obtient des fiouls extra légers (EL), – 50 °C ; température d’inflammation : légers (L), moyens (M) et visqueux (S). env. 300 – 400 °C ; point d’inflamma- Les fiouls EL et S sont essentiellement tion : env. 55 – 100 °C ; excès d’air utilisés pour les chaudières. Le fioul EL dans les brûleurs à vaporisation : 30 est particulièrement répandu dans le – 40 % ; - dans les brûleurs à flamme secteur des petits foyers et est iden- jaune à air soufflé : 15 – 30 % ; - dans tique au diesel (diesel teinté). L’utilisa- les brûleurs à flamme bleue à air tion de fioul S requiert un préchauffage soufflé : 10 – 20 % ; fioul EL (PCI) = pour garantir sa fluidité. Cette mesure 42.8 MJ/kg ; S = 0.1 % ; C = 86 % ; n’est pas requise pour le fioul EL. H2 = 13.7 % ; CO2max : 15.4 % ; fioul L (PCI) = 41.8 MJ/kg ; S = 0.2 % ; Fiouls C = 87.3 % ; H2 = 12.1 % ; CO2max : Combustibles synthétiques liquides 15.8 % ; fioul S (PCI) = 40 MJ/kg ; S à flamme longue Le fioul est obtenu = 1 % ; C = 86.5 % ; H2 = 10.7 % ; par distillation (chauffage à l’abri de CO2max : 16.4 %. l’air) de pétrole brut (non sulfureux) dans des raffineries. Le pétrole brut Propriétés des fiouls est produit de la même façon que La densité des fiouls à 15 °C varie le charbon ; les matières premières entre 0.83 et 0.86 pour le fioul EL et sont ici cependant d’origine animales entre 0.90 et 0.98 kg/l pour le fioul (planctons et micro-organismes). S. Au moment de comparer les prix Présence dans les couches de sté- et pouvoirs calorifiques, il faut donc riles poreuses fermées. Transport vérifier si le prix est indiqué au litre 19 Combustibles ou au kilo car des différences de d’éclair n’est pas atteint pendant la jusqu’à 20 % sont possibles ! La combustion, celle-ci n’est pas com- viscosité, le degré de fluidité du fioul, plète (formation de suie). baisse lorsqu’il est chauffé et aug- Le point d’écoulement est la tempé- mente lorsqu’il refroidit. Elle est donc rature du fioul à laquelle il reste fluide. toujours donnée pour une température Le point de solidification est la tempé- définie. Les résidus de raffinage (fiouls rature du fioul à laquelle la paraffine se L, M et S) doivent être préchauffés dépose et l’huile n’est plus fluide. avant leur vaporisation de manière à ce que leur viscosité soit la plus 2.3 Combustibles gazeux faible possible. Le degré de cokage Les combustibles gazeux sont un mé- est exprimé par la valeur de Conrad- lange de gaz combustibles et incom- son et indique la quantité de résidus bustibles. Les composants combus- sous forme de coke obtenue lors de la tibles du gaz sont des hydrocarbures combustion du fioul (cokéfaction des (p.ex. butane, méthane), du monoxyde buses de brûleur et disques accroche- de carbone (CO) et de l’hydrogène flamme, ainsi que des buses d’alimen- (H2). Aujourd’hui, pour le chauffage, on tation des brûleurs des poêles à fioul). utilise très souvent du gaz naturel dont Le point d’inflammation est la tempé- le principal composant est le méthane rature à laquelle un mélange gaz-air (CH4). Une petite partie des ménages inflammable se forme et s’enflamme (10 %) reste alimentée en gaz de ville, en cas d’allumage par une étincelle. dont les principaux composants sont Le point d’inflammation se répartit en l’hydrogène (H2), le monoxyde de trois classes de danger : carbone (CO) et le méthane (CH4). Le Classe I – Point d’inflammation infé- pouvoir calorifique inférieur (PCI) du rieur à 21 °C ; essence, p.ex. gaz de ville est moitié moins élevé que Classe II – Point d’inflammation com- celui du gaz naturel. pris entre 21 et 55 °C ; pétrole, p.ex. Classe III – Point d’inflammation com- Gaz naturel (méthane) pris entre 55 et 100 °C ; p.ex. fiouls Combustible gazeux à flamme courte EL, L, M (fioul S - point d’inflammation ou longue, en fonction de la longueur supérieur à 100 °C). des flammes. Le méthane est inodore Le point d’éclair est la tempéra- par nature. Sa composition est très ture à laquelle un mélange gaz-air différente en fonction des zones d’ex- s’enflamme de lui-même. Si le point traction. Ses principaux composants 20 sont le méthane (CH4) à 80 – 95 %, env. 9.5 m³ ; densité : 0.777 kg/m³ ; ainsi que le N2, les liaisons sulfurées pouvoir calorifique inférieur (PCI) : et l’eau. Une préparation est requise 36.4 MJ/m³ (10.1 kWh), pouvoir calo- avant son utilisation. Une substance rifique supérieur (PCS) : 40.3 MJ/m³ odorante est ajoutée au gaz naturel (11.2 kWh) ; pouvoir calorifique utile (permettant de le détecter). Contraire- (PCU) : 34.3 MJ/m³ (9.5 kWh) ; excès ment au gaz de ville, le méthane n’est d’air : brûleurs sans air soufflé : 200 – pas toxique car il ne contient pas de 300 % (après l’anti-refouleur), brûleurs CO. Le gaz naturel est extrêmement à air soufflé : 10 – 30 %, brûleurs à explosif ! Tout comme les gisements prémélange : 10 – 40 %. de pétrole brut et de charbon, les champs de gaz naturel se composent Gaz liquides d’organismes simples s’étant déposés Sous-produits de l’industrie pétrochi- et se transformant sous l’effet de tem- mique et de l’industrie des carburants. pératures et pressions élevées. Le gaz Les gaz liquides les plus importants naturel est pompé dans les couches sont le propane et le butane. Ils sont au moyen de pipelines pour être stockés sous pression dans des amené vers les lieux de consomma- récipients. A pression normale, ils sont tion, mais peut également être liquéfié gazeux et plus lourds que l’air. à -162 °C (111 K) et transporté par des 1 kg de propane (C3H8), soit 1.87 l, citernes, sans aucune pression. Son donne env. 0.5 m³/N de gaz. Un m³ stockage est possible dans des forma- de propane a un pouvoir calorifique tions gazeuses vides. Le gaz naturel inférieur (PCI) de 93.8 MJ et a besoin est brûlé dans les brûleurs à surface d’env. 23 m³ d’air. Point de rosée de radiante (plusieurs becs brûleurs), brû- gaz de combustion : env. 45-50 °C ; leurs à air soufflé (une flamme chauf- quantité de gaz de fumée : env. fante) et brûleurs matriciels (brûleurs à 26 m³ ; quantité de vapeur d’eau : env. prémélange). Température d’inflamma- 4 m³ ; CO2max : 13.9 % ; excès d’air : tion : env. 630 °C ; température max. 20-40 % ; 1 kg de butane (C4H10), soit des flammes : env. 1900 °C ; quantité 1.67 l, donne env. 0.37 m³/N de gaz. de gaz de fumée : env. 10 m³ ; quan- Un m³ de butane a un pouvoir calo- tité de vapeur d’eau : env. 2 m³ ; rifique inférieur (PCI) de 123.6 MJ et composition : méthane : 93.1 % ; a besoin d’env. 31 m³ d’air. Quantité éthane : 3.7 % ; N : 2.2 % ; CO2 : de gaz de fumée : env. 33 m³ ; H2OD : 0.9 % ; CO2max : 11.7 % ; besoin d’air : env. 5 m³. 21 Foyers 3. Foyers 3.1 Principe de fonctionnement des foyers Associés à un échangeur de chaleur, les foyers servent à générer de la chaleur. En d’autres termes, le gaz de fumée chaud produit par la flamme d’un brûleur chauffe l’eau contenue dans un serpentin réchauffeur ; cette eau utilisée comme « transporteur de chaleur » (fluide caloporteur) est amenée dans des canalisations vers différents consommateurs (p.ex. des Ill. 3 – Schéma des brûleurs et chaudières radiateurs). Tuyau de poêle Air frais riche en oxygène Clapet de préchauffage (dérivation) Gaz de fumée Thermostat Stock de combustible Air secondaire chauffé Canal de préchauffage Air secondaire Cendrier Ill. 4 – Foyer à grille simple 22 Air primaire 3.2 Etat actuel des techniques Sur les chaudières de chauffage en matière de chaudières de conventionnelles, la température chauffage de l’eau d’alimentation de la chau- Les chaudières de chauffage sont des dière (température de la canalisation chaudières spéciales et sont conçues montante) est d’env. 70 à 90 °C et la pour la combustion d’un combustible température du gaz de fumée de : défini. On construit désormais des • Combustibles solides : supérieure à chaudières présentant des températures de gaz de combustion très basses et permettant, parfois, la condensation des gaz de combustion dans le générateur de chaleur ou 160 – 300 °C env. • Combustibles liquides : supérieure à 160 – 260 °C env. • Combustibles gazeux : supérieure à 100 – 260 °C env. dans un échangeur de chaleur placé Les gaz de combustion ne condensent en aval (chaudières à condensation). pas dans ces chaudières pendant leur L’utilisation d’appareils à régulation fonctionnement. par variation permet une adaptation La conception et les matériaux utilisés précise en fonction des besoins en pour les chaudières à basse tem- chaleur lorsque le combustible et donc pérature permettent de les utiliser la puissance utile de l’appareil de avec des fluides caloporteurs portés à chauffage changent. En abaissant la env. 40 – 50 °C, sans aucun risque de température de l’eau d’alimentation de corrosion. Les températures du gaz de la chaudière, il est possible de réduire fumée étant inférieures en raison de les pertes liées à la chaleur dissipée la température superficielle basse des (gaz de fumée chauds) et au rayonne- échangeurs de chaleur, il en résulte ment de la chaudière de chauffage. une efficacité supérieure. Les chaudières à très basse L’utilisation de chaudières de chauf- température peuvent fonctionner fage avec une température d’eau sans aucun risque de corrosion avec d’alimentation variable permet d’aug- des eaux d’alimentation portées à menter le taux d’utilisation annuel. La seulement 20 – 40 °C. Une « chau- réduction de la température de l’eau dière à très basse température » peut d’alimentation de la chaudière requiert être démarrée « à froid » et chauffée, cependant des radiateurs plus grands les déperditions de chaleur liées à (p.ex. un chauffage par le sol). l’attente étant réduite au minimum. La température du gaz de fumée baisse 23 Foyers avec la température de l’eau d’alimen- dans la canalisation descendante), tation et de la canalisation montante. plus l’énergie gagnée grâce à la Des températures inférieures à 80 °C condensation sera élevée. La tempéra- sont possibles pour le gaz de fumée ; ture du gaz de fumée peut être abais- il résulte une efficacité élevée et des sée jusqu’à 40 °C. Un ventilateur à gaz pertes par rayonnement réduites. Une de fumée, en raison de la dépression cheminée résistante à l’humidité est régnant dans la cheminée, et une cependant requise. cheminée résistante à l’humidité, en raison de la température inférieure au Chaudières à condensation point de rosée, sont requis. Contrai- Dans ce type de chaudières, les rement au pouvoir calorifique inférieur chaleurs de condensation de la (PCI), le pouvoir calorifique supérieur vapeur d’eau contenue dans le gaz (PCS) désigne l’énergie libérée en cas de combustion est utilisée par un de combustion complète pour une second échangeur de chaleur. Le gaz quantité de combustible donnée. Pour de combustion doit être refroidi le plus le pouvoir calorifique inférieur (PCI), au possible – sous le point de rosée du contraire, on retire la chaleur d’éva- combustible – dans le foyer. Plus la poration de la vapeur d’eau produite température du gaz de combustion est pendant la combustion ; c’est pour- basse (en fonction de la température quoi le pouvoir calorifique inférieur de l’eau d’alimentation de la chaudière (PCI) est toujours inférieur au pouvoir Brûleur à gaz à air soufflé Canalisation montante Chambre de combustion en acier inoxydable Echangeur de chaleur 1 Echangeur de chaleur 2 Manchon de gaz de fumée Evacuation du condensat Ill. 5 – Structure d’une chaudière au gaz à condensation 24 Canalisation descendante calorifique supérieur (PCS). Dans les • Les installations à condensation ne chaudières à condensation, cette doivent respecter aucun rendement chaleur d’évaporation est additionnée minimal. Aucune limite n’est ici pres- à la chaleur de combustion grâce à sa crite dans la 1ère BImSchV. condensation sur un second échan- • Des rendements supérieurs à 100 % geur de chaleur. La température du sont possibles car l’énergie apportée gaz de fumée des appareils à conden- se base sur le pouvoir calorifique sation est donc inférieure à celle des inférieur (PCI). chaudières traditionnelles. La vapeur • Prudence lors des mesures NOx : le d’eau contenue dans le gaz de fumée rapport entre NO et NO2 peut aller se condense et libère de la chaleur jusqu’à 50:50. En d’autres termes, supplémentaire (chaleur latente). La les concentrations en NO et NO2 température sous laquelle l’humidité doivent être mesurées séparément contenue dans le gaz de fumée se pour la mesure NOx. condense est appelée température de condensation ou point de rosée. La température de condensation dépend du combustible et s’élève, pour le gaz 3.3 Classification des foyers par combustibles naturel, à env. +58 °C et, pour le fioul, à env. +48 °C. Lors d’un refroidissement des gaz de fumée, la tempéra- 3.3.1 Chaudières pour combustibles solides ture de condensation est atteinte plus Pour les installations de chauffage rapidement avec le gaz naturel. Cela utilisant des combustibles solides, on signifie que la chaleur de condensa- fait la différence entre foyers à bois et tion est libérée plus rapidement. Le chaudières dans lesquelles du char- gain d’énergie est ainsi supérieur avec bon, du coke ou des briquettes sont le gaz qu’avec le fioul. La combustion brûlés. Dans les installations utilisant du fioul produisant du dioxyde de des combustibles solides, 80 % de soufre (SO2) en partie transmis dans l’air de combustion est nécessaire le condensat sous la forme d’acide pour le processus de combustion en sulfureux, le gaz est privilégié dans les lui-même. 20 % de l’air de combus- chaudières à condensation. En raison tion (air secondaire) sont rejetés dans de la teneur en condensat, les canali- le gaz de fumée produit par la com- sations de gaz de fumée doivent être bustion. Une combustion complète résistantes à l’humidité et aux acides. est ainsi garantie. Pour que cet air 25 Foyers secondaire ne refroidisse pas le gaz tirage trop important dans la cheminée de fumée (combustion incomplète), un ou un reflux dans la canalisation de préchauffage doit être effectué. gaz de fumée, influençant la combustion dans le foyer. 3.3.2 Foyers au gaz Il s’agit des foyers utilisés pour la Brûleurs à air soufflé combustion de combustibles gazeux, L’air de combustion est amené au tels que le gaz naturel, le gaz liquide gaz par un ventilateur avant la com- et le biogaz. On fait ici la différence bustion. Un dosage précis de l’air entre les foyers au gaz avec brûleurs de combustion est ainsi possible atmosphériques, avec anti-refouleur, et le brassage de l’air et du gaz est et les foyers au gaz avec brûleurs à garanti. Rendement élevé grâce à un air soufflé, sans anti-refouleur. excès d’air réduit (10 – 20 %). Les Les foyers avec brûleur à pré- brûleurs à air soufflé se caractérisent mélange sont des brûleurs atmos- par leur grande sécurité d’exploita- phériques avec ventilateur et sans tion et leur insensibilité élevée face anti-refouleur dans lesquels l’air de aux influences atmosphériques. La combustion est dosé avec précision, surpression régnant dans la chaudière entraînant ainsi une teneur en CO2 très est éliminée par des résistances. A la élevée. sortie de la chaudière, la dépression Le principal avantage des installations naturelle régnant dans la cheminée au gaz réside dans la combustion garantit le transport des gaz de fumée sans résidus et dans le gain de place vers l’extérieur. La conception des pour la réserve de combustible. Tout brûleurs à gaz à air soufflé est très spécialement pour les brûleurs à gaz similaire à celle des brûleurs au fioul, atmosphériques, l’air de combustion sur lesquels de nombreuses pièces est aspiré par la poussée verticale sont reprises. Les pertes en veille sont des gaz de fumée et pénètre dans la également empêchées, comme sur les chambre de combustion mélangé au brûleurs au fioul à air soufflé, par des gaz. Le mélange combustible/air qui volets d’aération, évitant un écoule- y brûle rejette sa chaleur silencieuse- ment d’air dans la chaudière lorsque ment vers les surfaces de chauffe et le brûleur est en veille. Les variations le gaz de fumée qui s’échappe accède de tirage ou dépressions trop élevées à la cheminée par un coupe-tirage. peuvent être évitées par le montage et Le coupe-tirage doit ici empêcher un le réglage de limiteurs de tirage. Ceci 26 prévient également toute pénétration tendue bleuâtre. Le gaz de combustion d’humidité dans la cheminée. est refoulé dans l’échangeur de chaleur par la poussée thermique. Après Brûleurs atmosphériques l’échangeur de chaleur, la dépression Ces brûleurs sont une évolution des naturelle régnant dans la cheminée brûleurs à injection et sont essen- se charge de l’évacuation des gaz de tiellement utilisés comme grilles de fumée. L’alimentation en air de com- combustion ou brûleurs à surface bustion et donc un certain excès d’air radiante. Ces brûleurs fonctionnent ne peuvent pas être réglés et régulés avec une aspiration d’air autonome. avec précision comme sur les brûleurs Les grilles de combustion se compose à air soufflé. D’éventuelles défaillances de différents tubes ou tiges à com- au niveau du transport des gaz de fu- bustible dotés chacun d’un injecteur mée ne pouvant pas influencer la com- et d’un tube mélangeur. L’air primaire bustion, les foyers atmosphériques (env. 60 %) est aspiré par la dépres- doivent être dotés d’un anti-refouleur. sion générée par le gaz parcourant le Grâce à l’anti-refouleur ouvert, plus ou tube d’injection. Le mélange gaz-air moins d’« air parasite » pénètre dans parcourt les becs du brûleur et est le courant de gaz de fumée en fonc- à nouveau mélangé à de l’air secon- tion de l’intensité de la dépression, de daire (env. 40 %) à sa sortie, avant sorte que les conditions de combus- d’être allumé. Il en résulte une flamme tion (alimentation en air) restent aussi Combustion Coupe-tirage Thermostat de la chaudière Clapet du gaz de fumée Echangeur de chaleur Gaz Tube de brûleur Air de combustion Ill. 6 – Chaudière avec brûleur atmosphérique 27 Foyers stables que possible dans la chambre mise intérieure étanche au gaz ou le de combustion. La teneur en air radiateur, via des manchons d’arrivée parasite ou secondaire peut avoir une d’air. La quantité d’air requise pour influence importante sur les résultats la quantité de gaz (puissance de la d’une mesure (mesure du CO2 ou O2 chaudière) est réglée au-dessus du avant ou après l’anti-refouleur). En cas ventilateur par un régulateur de pres- d’engorgement ou de refoulement, le sion différentielle. Il est ainsi possible gaz de fumée est refoulé dans la pièce de régler des quantités d’excès d’air installation via les ouvertures de refou- très faibles. Avantage : pertes par les lement. Un contrôleur de gaz de fumée fumées réduites et donc rendement (dispositif de sécurité) coupe l’alimen- plus élevé. Le mélange gaz-air est tation en gaz au moyen d’une électro- refoulé à travers un brûleur céramique vanne après un délai de sécurité d’env. à surface radiante ou un brûleur 1 à 2 minutes. Pour réduire la teneur matriciel, puis allumé et brûle avec en NOx (réduction de jusqu’à 30 % un flamme courte ou une couche de possible), les brûleurs atmosphériques flammes. Après refroidissement, le gaz sont dotés de tiges de refroidissement de fumée accède au système de gaz ou de grilles de combustion refroidies de fumée étanche en surpression (200 à l’eau. Pa), puis est rejeté à l’extérieur par le système de cheminée. Brûleurs à prémélange De nouvelles techniques de combus- 3.3.3 Brûleurs au fioul tion ont été développées en raison des Les brûleurs au fioul des chaudières exigences légales élevées (rendement, de chauffage ont pour mission de pul- valeur NOx et CO). Les brûleurs à vériser au maximum ou de vaporiser le prémélange se caractérisent par leur fioul. On fait ici la différence entre les rendement élevé (jusqu’à 92 %) et types de brûleurs suivants : une pollution réduite. Les brûleurs à Brûleurs à vaporisation pour fioul prémélange sont des brûleurs atmos- EL phériques. L’air de combustion peut Brûleurs à pulvérisation pour fioul être amené par un tube d’aspiration au EL, fioul L, fioul M et fioul S départ de la pièce d’installation, par aspiration naturelle, ou au départ de l’extérieur, par air pulsé. Un ventilateur aspire l’air de combustion dans la che28 Brûleurs à vaporisation également possible. Tous les brûleurs Le principal composant de tous à vaporisation sont très sensibles au les brûleurs à vaporisation est une tirage. Force de tirage requise de min. coupelle ou un pot (d’où les noms 10-15 Pa. Les variations de tirage « brûleurs à coupelle » ou « brûleurs ou tirages trop importants peuvent à pot »). C’est dans ce récipient que être réglés et régulés par le montage le fioul est vaporisé par l’apport de d’un limiteur de tirage. Les brûleurs chaleur. L’air de combustion passe à à vaporisation avec ventilateur sont travers les ouvertures sur les côtés dans une large mesure insensibles aux du pot du brûleur et garantit ainsi le influences atmosphériques. Le régime brassage requis pour la stabilisation du ventilateur est réglable, ce qui des flammes dans la chambre du permet de définir la quantité d’air et le brûleur. L’alimentation en fioul et donc débit de fioul. Les brûleurs à vaporisa- la puissance de chauffage peut être tion se caractérisent par un rendement modifiée par une soupape de réglage élevé ! Puissance de chauffage sans dans le régulateur de fioul. Le régu- ventilateur : env. 3 à 15 kW ; avec lateur de fioul est doté d’un flotteur ventilateur : jusqu’à 50 kW ; indice de maintenant le niveau de fioul à un suie : max. 2, rendement : 70 – 80 % ; niveau constant de manière à garantir teneur en CO2 des gaz de fumée : 8 – un débit constant indépendamment 10 %. de la pression d’alimentation. Si la flamme s’éteint, le flotteur empêche Un nettoyage régulier des surfaces le fioul de s’écouler au-dessus du de chauffe est requis. Les poêles à repère de sécurité. Le retour de fioul fioul s’encrassent aisément lorsque se fait au départ du réservoir du poêle la dépression est trop basse ou trop à fioul (env. 20 litres) ou au départ d’un élevée ou lorsque les trous d’air sont réservoir externe (jusqu’à 300 litres). obstrués. Des déflagrations sont alors L’allumage du fioul est effectué, à la possibles lorsque la dépression est main, au moyen de mèches à base de basse. paraffine ou au moyen d’allume-feu à base d’alcool à brûler ou encore, automatiquement, par un fil de chauffage électrique. Un fonctionnement totalement automatique au moyen d’un régulateur thermostatique est 29 Foyers Brûleurs à pulvérisation tions différentes par un entraînement Dans ces brûleurs, le fioul est porté à hydraulique. Le choc au démarrage une pression élevée (7 – 20 bar) par est nettement réduit sur les brûleurs à une pompe à huile à entraînement deux allures. En vue d’économiser de électrique, puis est amené à une buse l’énergie, des brûleurs à deux allures à fioul dans laquelle elle est pulvérisée sont désormais utilisés même pour en particules très fines. Un ventilateur les puissances les plus faibles. Ceci aspire l’air dans la chaufferie et le permet de garantir que les brûleurs transporte vers la buse à fioul à travers puissent être utilisés à puissance le tube de brûleur ; arrivé dans la buse réduite pendant la majeure partie à fioul, l’air est alors mélangé au fioul de l’année. Des brûleurs réglables pulvérisé par des dispositifs de bras- (modulation) avec buses de retour sont sage appropriés (disque accroche- utilisés pour les puissances les plus flamme, tamis de refoulement, disques élevées. La quantité d’air est régulée annulaires, disques rotatifs, e.a.). Le en fonction de la quantité de fioul réglage de la quantité d’air est garanti amenée. Sur les brûleurs à fioul dotés par des coulisses ou clapets, côté d’une commande à sonde Lambda, aspiration et côté refoulement. Les la teneur en O2 des gaz de fumée clapets d’air empêcher les pertes de est mesurée en permanence par une refroidissement lorsque le brûleur est sonde de mesure en oxyde de zirco- à l’arrêt. Une étincelle à haute ten- nium et maintenue dans une plage de sion (électrodes d’allumage) allume valeurs comprise entre 1 et 1.5 %, ce le mélange, qui continue de brûler qui permet de garantir un rendement seul tant que du fioul et de l’air sont élevé et des émissions de substances alimentés. La chaleur des flammes polluantes réduites. En fonction de la vaporise encore le brouillard de fioul. viscosité du fioul, un préchauffage à Les brûleurs à une allure fonctionne env. 70 – 120 °C est requis pour que la selon un principe « marche / arrêt » ; « fluidité » requise pour la pulvérisation en d’autres termes, ils fonctionnement soit garantie. Ce réchauffage réduit toujours à pleine puissance. Pour la viscosité du fioul. Pour améliorer la améliorer la régulation et le rendement, combustion et réduire les émissions, des brûleurs à deux allures ou deux des brûleurs avec préchauffage du buses sont utilisés pour les puis- fioul sont également utilisés pour le sances de plus de 100 kW. Le clapet fioul EL. d’air peut être réglé dans deux posi30 Brûleurs rotatifs A l’allumage du brûleur, le transforma- Dans ces brûleurs, le fioul passe à teur d’allumage génère des étincelles travers un arbre creux tournant rapi- à haute tension (env. 10 000 Volt) entre dement pour arriver à une coupelle deux électrodes ; ces étincelles allu- ouverte vers le côté de la chaudière. ment le mélange fioul/air. Sous l’effet de la force centrifuge, le fioul est réparti régulièrement sur la Le détecteur de flamme a pour mission face intérieure de la coupelle, projeté de contrôler la présence ou l’absence à grande vitesse par le bord de la cou- de flamme. pelle et finement pulvérisé. D’autres types de brûleurs sont les brûleurs à Le thermostat de la chaudière (régula- émulsion, les pulvérisateurs à pression teur de température) est installé dans d’air et les pulvérisateurs à vapeur. la chaudière, réagit à la température de l’eau et allume ou éteint le brûleur Dispositifs de réglage et de en cas d’écart par rapport aux valeurs sécurité pour les brûleurs à théoriques. pulvérisation de fioul Le principal avantage du chauffage au Le contrôleur de température éteint le fioul étant son fonctionnement auto- brûleur à fioul en cas de dépassement matique, ses dispositifs de commande de la température maximale admis- automatiques doivent être conçus sible. avec soin, être sûrs et ne présenter aucune défaillance. Les petites instal- Le coffret de sécurité (appareil de lations fonctionnent selon un principe commande) coordonne toutes les de commutation « marche/arrêt ». Les commutations dans le bon ordre. installations de taille moyenne peuvent être réglées sur différents niveaux : Fonctionnement d’un coffret de Arrêt - Charge partielle - Charge totale. sécurité Les grandes installations peuvent être Démarrage : régulées de manière continue. • Démarrage du moteur avec le venti- Composants d’une installation de • Mise sous tension du transformateur lateur et la pompe à huile chauffage au fioul Les pièces suivantes font partie d’une installation totalement automatique de chauffage au fioul : d’allumage • Après quelques secondes, ouverture de l’électrovanne 31 Foyers • Allumage du brouillard de fioul Chaudières à surpression • Allumage de la flamme Sur ce type de chaudières pour brû- • Réaction du détecteur de flamme, leurs au fioul ou au gaz à air soufflé, éteignant le transformateur d’allu- une surpression est générée par le mage brûleur à air soufflé pour surmonter les résistances à l’intérieur de la chau- Fonctionnement : dière ; cette surpression est ensuite Le brûleur à fioul reste en service tant éliminée à la sortie de la chaudière que de la chaleur est requise. grâce à l’installation de turbulateurs, Dérangement : chicanes et tirages inversés. Les Si aucun allumage n’a lieu après écou- ouvertures de nettoyage et raccords lement du délai de sécurité ou si la du brûleur doivent donc pouvoir être flamme s’éteint pendant le fonctionne- fermés de manière étanche pour résis- ment, le brûleur s’éteint et se verrouille ter à la surpression. (bouton de déverrouillage). Brûleurs bicombustibles 3.3.4 Autres types de brûleurs Ces brûleurs au gaz et au fioul sont conçus pour la combustion alternée Chaudières avec brûleurs au fioul de fioul et de gaz. Ces brûleurs sont ou au gaz à air soufflé utilisés partout où une alimentation L’air de combustion est ici amené à la en chaleur garantie est requise (p.ex. flamme du brûleur par un ventilateur. dans les hôpitaux et les centrales Les chaudières au fioul et au gaz ac- électriques). La structure de ces brû- tuelles ne se différenciant que peu au leurs correspond, pour l’essentiel, à niveau de leur conception, une chau- celle des brûleurs au fioul. La buse à dière au gaz peut, p.ex., être associée fioul se trouve au centre de la tête du à un brûleur au fioul à air soufflé. Les brûleur, avec tout autour la distribution avantages de ces brûleurs à air soufflé de gaz au moyen de lances de brûleur résident dans l’absence d’influence individuelles. du tirage de la cheminée, sa section réduite, la stabilité de la combustion et un rendement élevé. La consommation d’énergie plus importante du brûleur est cependant un avantage devant être pris en considération. 32 33 Principes légaux pour les mesures sur les installations de chauffage 4. Principes légaux pour les mesures sur les installations de chauffage (en Allemagne, p.ex.) En République Fédérale d’Allemagne, aux directives de l’Union Européenne, l’exploitation de petites installations de le Bundestag a, en 2008, adopté chauffage est réglementée par deux une nouvelle loi sur le ramonage bases légales. Il s’agit, d’une part, de (SchfHwG). Celle-ci prévoit que seules la 1ère ordonnance fédérale alle- certaines tâches relevant de la sou- mande sur la protection contre les veraineté de l’Etat doivent encore être immissions (1. BImschV), établie réalisées par un maître-ramoneur du essentiellement pour la protection de district mandaté, comme p.ex. l’ins- l’environnement, et, d’autre part, du pection des cheminées. règlement allemand relatif au ramo- Lors de celle-ci, le maître-ramoneur nage et à l’inspection (KÜO), garan- du district mandaté détermine les tissant la sécurité d’exploitation des travaux à effectuer et les intervalles installations. de réalisation conformément au KÜO Jusqu’à 2013, le maître-ramoneur du et à la 1ère BImSchV. Le propriétaire district était le responsable officiel de l’installation est alors tenu de faire du contrôle de ces prescriptions. En réaliser ces travaux par une entreprise raison de divergences par rapport de ramonage agréée de son choix. Les mesures suivantes doivent être effectuées conformément à la 1ère BImSchV : Combustibles Mesures à réaliser Fioul - Perte par les fumées - Concentration en CO - Poussée / Tirage de la cheminée - Indice de suie (fioul) Gaz - Perte par les fumées Bois - Teneur en poussières - Concentration en CO 34 4.1 Ordonnance allemande sur La 1ère BImSchV concerne la qualité et les petites et moyennes le fonctionnement des petites installa- installations de chauffage tions de chauffage. (1ère BlmSchV) La 4ème BImSchV prescrit le fonction- La loi fédérale allemande sur la protec- nement des installations requérant une tion contre les immissions a été adop- homologation et s’applique pour les tée en 1974 en vue de protéger l’envi- puissances moyennes dans un catégo- ronnement. En raison des différents rie de mégawatts inférieure. polluants environnementaux, le cadre Le 13ème BImSchV s’applique pour légal pour la protection de l’environne- les grandes installations de plus de ment est défini dans 18 ordonnances 50 MW. Le fonctionnement des instal- fédérales sur la protection contre les lations dans lesquelles des déchets immissions (BImSchVs). Dans le sec- ou autres substances combustibles teur de la production de chaleur par similaires sont brûlés est prescrit par des installations de chauffage, il existe le 17ème BImSchV. quatre ordonnances fédérales sur la Les petites installations de chauffage protection contre les immissions, pres- contribuant pour une grande part crivant le fonctionnement respectueux à la pollution dans les aggloméra- de l’environnement des installations de tions urbaines, les exigences envers chauffage en fonction de leur puis- les équipements des installations sance et du combustible utilisé. de chauffage sont très strictes en matière de protection de l’air. C’est Puissance MW 0 ... 1 1 ... 5 5 ... 10 10 ... 50 50 ... 100 >100 Combustibles Combustibles solides Fioul EL Autres fiouls 1ère BImSchV 4ème BImSchV 13ème BImSchV TA Luft Combustibles gazeux Ill. 7 – Affectation des BImSchV en fonction de la puissance de l’installation et du combustible 35 Principes légaux pour les mesures sur les installations de chauffage précisément dans les installations ne 4.2 Règlement allemand relatif requérant pas d’homologation qu’une au ramonage et à l’inspection minimisation des émissions polluantes (KÜO) et la préservation des ressources sont En Allemagne, le KÜO a été promul- encouragées. Pour garantir un réglage gué en tant qu’ordonnance fédérale optimal des petites installations de en janvier 2010, avant d’être modifié chauffage, les données spécifiques à le 8 avril 2013. Ce règlement relatif au l’installation doivent être consignées et ramonage et à l’inspection reprend les les concentrations en polluants, déter- tâches à réaliser par les ramoneurs en minées. Les appareils utilisés pour les vue de garantir la sécurité d’exploita- mesures doivent avoir obtenu un agré- tion, la protection contre les incendies, ment (contrôle TÜV). Pour les mesures la protection de l’environnement, les officielles en Allemagne, les appareils économies d’énergie et la protection de mesure doivent être contrôlés tous de l’environnement. Elle contient donc les six mois sur un banc d’essai. des définitions sur le type d’installations à contrôler, ainsi que les intervalles, limites et méthodes à respecter lors du nettoyage ou du contrôle. Les mesures suivantes doivent être réalisées conformément au KÜO : Combustibles Mesures à réaliser Fioul / Gaz - Concentration en CO - Mesures dans la fente annulaire Particularités liées à la réalisation des mesures : cf. chapitre 5. 36 37 Tâches de mesure sur les installations de chauffage 5. Tâches de mesure sur les installations de chauffage Pour garantir un fonctionnement optimal des installations, différentes activités de réglage et de mesure 5.1 Contrôle de fonctionnement et réglages des installations de chauffage au gaz doivent être réalisées lors de la mise Les étapes de travail et consignes en service et des différents contrôles décrites ici sont des exemples de de fonctionnement récurrents et régu- contrôles de fonctionnement et liers sur les installations de chauffage réglages pour la mise en service de au gaz et installations utilisant des chaudières au gaz atmosphériques et combustibles liquides et solides. d’appareils à condensation. Les activi- Ces activités vous seront présentées tés à réaliser sur les brûleurs au gaz à plus en détails dans la suite avec les air soufflé ne sont pas reprises ici. limites légales pour notre exemple, l’Allemagne. Veuillez donc également respecter les directives, normes et limites spécifiques du pays. Ill. 8 – Un analyseur de combustion, tel que le testo 330, est indispensable pour les travaux de réglage. 38 1 Contrôle de la pression de gaz à l’entrée La pression de gaz à l’entrée (flux) doit être contrôlée avant la mise en service de l’appareil. Celle-ci doit être inférieure à la limite inférieure de la plage de pression admissible indiquée dans les documents du fabricant (le plus souvent entre 18 et 25 mbar pour le gaz naturel). Dans le cas contraire, la chaudière au gaz ne peut pas être mise en service et le distributeur de gaz compétent doit être informé de manière à pouvoir éliminer la cause. Pour la mesure de la pression de gaz à l’entrée, un manomètre doit être rac- Ill. 9 – Consultation de la pression de gaz à l’entrée et de la pression d’injection sur le testo 510 cordé au raccord de mesure adéquat du robinet de la chaudière au gaz alors correspondant et la pression de gaz que le robinet d’arrêt de gaz est fermé. à l’entrée est mesurée. Si la pression Lorsque le robinet de gaz est ouvert, à l’entrée de correcte, le raccord de le brûleur est alors amené à puissance mesure peut à nouveau être fermé et maximale via le menu de commande la mise en service peut être poursuivie. Les conséquences d’une pression de gaz inappropriée peuvent être : Pression de gaz trop élevée • Extinction de la flamme • Combustion incomplète • Concentration en CO élevée • Risque d’intoxication • Consommation de gaz élevée Pression de gaz trop basse • Extinction de la flamme • Pertes élevées par les fumées • Teneur en O2 élevée • Teneur en CO2 basse 39 Tâches de mesure sur les installations de chauffage 2 Réglage du rapport gaz/air Dans la pratique, un léger excès d’air Une installation fonctionnant est considéré comme idéal pour le bon dans le respect de l’environ- fonctionnement d’une installation. La nement garantit la combustion totale combustion bénéficie d’un peu plus du carburant et le meilleur rendement d’air que ce dont elle a, en théorie, possible de l’installation. Le réglage besoin. Le rapport entre l’excès d’air de la quantité d’air de combustion est de combustion et les besoins théo- déterminant pour garantir un fonction- riques en air est appelé ratio d’air ou nement optimal. coefficient d’air λ (Lambda). Le modèle de combustion suivant illustre cet état de fait. λ=1 Ill. 10 – Combustion idéale Résidus de combustible λ>1 Ill. 11 – Combustion effective 40 Le ratio d’air est déterminé en fonction La valeur de CO2 dépassant un certain de la concentration en CO, CO2 et O2 niveau maximum, cette seule mesure dans le gaz. Le diagramme dit « de ne permet pas de d’obtenir des résul- combustion » présente les corrélations tats précis et une mesure du CO ou de (cf. ill. ci-dessous). Pour la combus- l’O2 est requise. La détermination de la tion, chaque teneur en CO2 est liée teneur en O2 est généralement privilé- à une teneur définie en CO (si défaut giée actuellement en cas de fonction- d’air / λ < 1) ou en O2 (si excès d’air / nement par excès d’air (cas normal). λ > 1). Il en résulte un diagramme et une valeur de CO2max propre spécifiques à Excès d’air Défaut d’air Mélange combustible/air Mo no xy de d (C e ca O) rb on Plage de fonctionnement optimale de l’installation de chauffage Composants du gaz de fumée chaque combustible (cf. annexe). les ar s p ées e t r fum Pe Dioxy de de carbo (CO ) ne 2 Oxyg ) ène (O 2 e λ=1 Excès d’air Le diagramme montre que, à partir de certaines valeurs, les pertes par les fumées augmentent tant en cas de défaut d’air qu’un cas d’excès d’air. Une augmentation des pertes par les fumées peut être expliquée comme suit : 1. En cas de défaut d’air, le combustible disponible n’est pas complètement brûlé et transformé en chaleur. 2. En cas d’excès d’air, trop d’oxygène est réchauffé et directement rejeté à l’extérieur à travers la cheminée sans être utilisé pour la production de chaleur. 41 Tâches de mesure sur les installations de chauffage Un rendement de combustion maxi- portée à puissance maximale (pleine male ne peut être atteint que lorsque charge), puis minimale (petit débit). La les pertes de chaleur par les fumées pression d’injection est modifiée sur sont réduites au minimum, avec un les vis de réglage correspondantes du léger excès d’air. robinet de gaz pour ces deux niveaux Les différentes étapes de travail pour de puissance et contrôlée au moyen le réglage du rapport gaz/air adéquat du manomètre. pour la puissance calorifique souhai- Les indications relatives à la pres- tée sont détaillées dans les documents sion d’injection requise sont reprises du fabricant et décrites de manière dans les documents du fabricant (en générale dans la suite : fonction de l’indice de Wobbe du gaz Sur les appareils de chauffage, le utilisé, devant être demandé au four- rapport gaz/air peut être réglé selon la nisseur de gaz) : méthode manométrique, c’est-à-dire Sur les appareils à condensation, en réglant la pression d’injection sur le rapport gaz/air est le plus sou- des valeurs de puissance minimale vent réglé en mesurant la teneur en et maximale. Pour cela, la vis d’étan- dioxyde de carbone (CO2) dans le gaz chéité est desserrée sur le raccord de de fumée. Pour cela, l’analyseur de mesure de la pression d’injection et un combustion est préparé comme décrit manomètre y est raccordé. au point 3 et la sonde de gaz de fumée La chaudière au gaz peut alors, en est placée dans le canal de gaz de règle générale, être tout d’abord fumée. Porter ensuite la chaudière à Puissance calorifique (kW) Pression d’injection (mbar) Index de Wobbe (kWh/m³) 11 13 15 17 12.0 – 16.1 6.0 8.4 11.2 14.5 10.0 – 13.1 4.8 6.9 8.7 11.3 Tableau 1 – Exemples de valeurs pour la pression d’injection CO2 pour la puissance calorifique maximale CO2 pour la puissance calorifique minimale Gaz naturel E (H) 9.5 % 8.7 % Gaz naturel LL (L) 9.2 % 8.6 % Type de gaz Tableau 2 – Exemples de valeurs de réglage pour le CO2 42 réglage du rapport gaz/air, la quantité 3 de gaz peut être modifiée via la vis de l’appareil de mesure : réglage (restricteur de gaz) jusqu’à ce • Définition de la protection du cap- puissance maximale via le menu de commande et mesurer la teneur en CO2 dans le gaz de fumée. Pour le Préparation de l’analyseur de combustion Les étapes suivantes sont recommandées pour la préparation de que les valeurs de CO2 dans le gaz de teur : Pour protéger les capteurs fumée correspondent aux prescrip- contre les surcharges liées à des tions du fabricant. Parfois, certains concentrations de CO élevées, des fabricants fournissent également des valeurs seuils peuvent être définies à valeurs de réglage pour la puissance partir desquelles la pompe de com- minimale de leurs appareils. Le réglage bustion se met à l’arrêt et plus aucun est ici similaire à celui de la puissance gaz de fumée n’est aspiré dans maximale. l’appareil de mesure. Sur certains Un contrôle de la chaudière au gaz appareils de mesure, comme le testo réglée doit être effectué après ces 330-2 LL, le gaz de fumée est dilué réglages fondamentaux. Ce contrôle au moyen d’air frais lorsque la valeur comprend la mesure des pertes par seuil est dépassée et la mesure ne les fumées (qA) et de la teneur en monoxyde de carbone (CO) dans le doit pas être interrompue. • Contrôle d’étanchéité : Afin d’empê- gaz de fumée. cher que de l’air frais ne soit aspiré En Allemagne, des limites sont défi- dans l’appareil de mesure, ce qui nies dans la 1ère ordonnance fédérale fausserait les résultats des mesures, allemande sur la protection contre un contrôle d’étanchéité doit être les immissions (1. BImSchV) et le effectué avant la mesure de la com- règlement relatif au ramonage et au bustion. La sonde de gaz de fumée contrôle (KÜO) pour ces deux para- est ici protégée par un capuchon mètres caractéristiques. de sorte que l’écoulement sur la En Autriche, les limites sont définies pompe à gaz de mesure approche dans la loi sur la protection de l’air, de zéro après un certain temps. Si ce ainsi que dans l’ordonnance sur les n’est pas le cas, l’appareil n’est pas installations de chauffage (cf. Annexe). étanche et il faut, p.ex., vérifier si la fermeture du pot de condensation est correctement fermée. 43 Tâches de mesure sur les installations de chauffage de fumée doit se trouver hors du 4 canal de gaz de fumée, idéalement, thermique du gaz de fumée et la capa- à l’air frais. L’appareil de mesure as- cité thermique de l’air de combustion, pire l’air ambiant via la sonde de gaz en fonction du pouvoir calorifique de fumée et l’amène aux capteurs de inférieur (PCI) du combustible. Il s’agit gaz. Ceux-ci sont alors « rincés » et ainsi d’une grandeur de mesure de la la concentration mesurée en gaz est capacité thermique du gaz de fumée définie comme « point zéro ». Dans évacué dans la cheminée. Plus les un même temps, le capteur de pres- pertes par les fumées sont élevées, sion de l’analyseur de combustion moins le rendement et donc l’utilisa- est mis à zéro sur la pression d’air tion de l’énergie sont élevés et plus les • Mise à zéro des capteurs de gaz et du capteur de tirage : pour la mise à zéro des capteurs, la sonde de gaz Détermination des pertes par les fumées Les pertes par les fumées sont la différence entre la capacité régnant autour du foyer. émissions de l’installation de chauf- Sur certains appareils de mesure, fage sont élevées. C’est pourquoi les comme le testo 330-2 LL, la sonde pertes par les fumées admissibles peut également se trouver dans le pour les installations de chauffage canal de gaz de fumée pendant la sont limitées dans certains pays. Le mise à zéro. Tant le parcours du tableau 3 reprend, p.ex., les limites gaz de mesure que le capteur de pour l’Allemagne. pression sont isolés de la sonde de Après avoir déterminé la teneur en gaz de fumée pendant la mise à zéro oxygène et la différence de tempéra- et la concentration en gaz ou la pres- ture entre le gaz de fumée et l’air de sion d’air régnant autour de l’ana- combustion, les pertes par les fumées lyseur de combustion sont utilisés peuvent être calculées au moyen de pour la mise à zéro. différents facteurs spécifiques au com- Puissance calorifique nominale en kilowatt Valeurs limites pour les pertes par les fumées, en % ≥ 4 ≤ 25 11 > 25 ≤ 50 10 > 50 9 Tableau 3 – Limites en Allemagne pour les partes par les fumées selon la 1ère BImSchV 44 bustible. Les facteurs spécifiques au L’exemple suivant le montre claire- combustible (A2, B) sont enregistrés ment : dans l’analyseur de combustion. Pour Perte par les fumées calculée = 10 %. que les bonnes valeurs soient utilisées Consommation de combustible/an = pour A2 et B, il est nécessaire de choi- 3000 l de fioul. sir le combustible correspondant dans La perte d’énergie s’élève donc à env. l’appareil de mesure. 300 l de fioul/an. Plutôt que la teneur en oxygène, il Les formules de calcul pour les pertes est également possible d’utiliser la par les fumées se trouvent en annexe, concentration en dioxyde de carbone au point 13.1. (CO2) pour le calcul. La température du Les paramètres requis pour le calcul gaz de fumée (TF) et la teneur en oxy- sont expliqués plus en détails dans la gène ou en dioxyde de carbone (CO2) suite : doivent être mesurées simultanément sur un même point lors de la mesure. Mesure de la température de l’air La température de l’air de combus- de combustion (TA) tion (TA) doit également être mesurée La plupart des analyseurs de combus- simultanément. tion sont dotés de série d’une sonde de température. Il est ainsi possible Régler une installation de chauffage de mesurer la température de l’air de de manière optimale grâce au calcul combustion à proximité directe du des pertes par les fumées en vaut la point d’aspiration du brûleur en pla- peine : çant l’appareil de mesure sur le carter 1 % de pertes par les fumées = 1 % du brûleur. de consommation supplémentaire de Sur les installations à air pulsé, cette combustible ou perte d’énergie/an = sonde est remplacée par une sonde pertes par les fumées x consommation de température séparée, placée dans de carburant/an. l’alimentation en air frais / air de combustion (cf. illustration 12). En raison de leur efficacité élevée, les appareils à condensation ne sont pas concernés par cette mesure. Selon la BImSchV, une sonde de température séparée doit être utilisée sur toutes les installations pour déterminer la température de l’air de combustion car celle-ci peut varier pendant la mesure. 45 Tâches de mesure sur les installations de chauffage ture et la concentration en dioxyde de carbone (CO2) sont les plus élevées et que la teneur en oxygène (O2) est la plus faible. TF Remarque : Le condensat se déposant sur le capteur de température TA peut entraîner une brusque chute de la température du gaz de fumée. Mesure de la concentration en O2 Ill. 12 – Mesure sur les installations à air pulsé L’oxygène n’étant pas consommé lors de la combustion en cas d’excès d’air apparait sous forme gazeuse dans le Mesure de la température du gaz gaz de fumée et permet de mesurer de fumée (TF) l’efficacité de la combustion. Le thermocouple de la sonde de gaz Le gaz de fumée est aspiré avec une de fumée mesure la température du pompe par la sonde de gaz de fumée gaz de fumée. Pour cela, la sonde et amené au parcours du gaz de de gaz de fumée est glissée dans le mesure dans l’analyseur de combus- canal de gaz de fumée par l’orifice tion. Il y passer sur le capteur de gaz de mesure (l’écart entre l’orifice de (cellule de mesure) de l’O2, qui déter- mesure et la chaudière doit présen- mine la concentration en gaz. ter un diamètre au moins deux fois La teneur en O2 est également utilisée supérieur à celui du canal de gaz de pour calculer la concentration en CO2 fumée). Une mesure constante de la dans le gaz de fumée, elle-même température permet de rechercher utilisée, comme décrit plus haut, pour le point où la température du gaz de régler les chaudières au gaz à conden- fumée est la plus élevée (appelé « flux sation. central » et d’y placer la sonde. C’est dans le flux central que la tempéraDes valeurs de O2 étonnamment élevées peuvent être causées par une fuite de l’appareil de mesure car de l’air frais est aspiré, ce qui dilue le gaz de fumée. Un contrôle d’étanchéité de l’appareil de mesure doit être réalisé. 46 Mesure de la concentration en Les documents du fabricant re- dioxyde de carbone (CO2) prennent souvent des indications sur Plutôt que la teneur en oxygène, il est les concentrations en CO2 pouvant également possible, comme mention- être atteintes et sur les modifica- né plus haut, d’utiliser la concentration tions devant être effectuées dans en dioxyde de carbone (CO2) pour les réglages de la quantité d’air pour calculer les pertes par les fumées. atteindre ces valeurs. Si, pour un excès d’air réduit (combustion complète), une teneur en CO2 La plupart des analyseurs de combus- la plus élevée possible est disponible, tion ne contiennent pas de capteur de les pertes par les fumées sont les plus CO2 ; la concentration en CO2 dans faibles. Il existe pour chaque com- le gaz de fumée est alors calculée en bustible une teneur en CO2 maximale fonction de la teneur en O2 mesurée. pouvant être atteinte (CO2max), celle- Ceci est possible car ces deux valeurs ci étant définie par la composition sont liées (rapport fixe). La teneur chimique du combustible. Dans la pra- maximale en CO2 du combustible tique, cette valeur ne peut cependant utilisé étant utilisée dans ce calcul, pas être atteinte car, pour garantir la le combustible utilisé doit être réglé sécurité d’exploitation du brûleur, un sur l’analyseur de combustion avant certain excès d’air est requis, ce qui chaque mesure. réduit proportionnellement la teneur en CO2 dans le gaz de fumée. C’est Détermination des pertes par les pourquoi, lors du réglage du brûleur, fumées (qA) la teneur en CO2 maximale ne doit pas Les valeurs mesurées permettent à être visée, mais bien une teneur en l’appareil de mesure de calculer les CO2 la plus élevée possible. pertes par les fumées. En Allemagne, après les travaux de réglage effectués Valeur de CO2max pour différents com- sur la chaudière au gaz, celle-ci doit bustibles : être inférieure aux limites du tableau 3. - Fioul 15.4 % vol. CO2 - Gaz naturel 11.8 % vol. CO2 - Charbon 18.5 % vol. CO2 47 Tâches de mesure sur les installations de chauffage Des pertes par les fumées atypiques peuvent avoir les causes suivantes : • Mauvaise mise à zéro de l’appareil de mesure • Mauvais combustible réglé Une brusque réduction de la température du gaz de fumée peut avoir les causes suivantes: • Une goutte de condensat se trouve sur le thermocouple (capteur de température). • Remède : monter la sonde de gaz de fumée à l’horizontale ou vers le bas pour que le condensat puisse s’égoutter. 5 Détermination Installations à condensation du rendement (η) Les installations à condensation récupérant la chaleur de condensation, Installations de chauffage Testo a introduit la valeur supplémen- traditionnelles taire XK en vue de garantir des calculs Le rendement (η) des installations de corrects ; cette valeur indique l’utili- chauffage traditionnelles est déterminé sation de la chaleur de condensation en retirant les pertes par les fumées en fonction du pouvoir calorifique (qA) de l’énergie totale amenée (pou- inférieur (PCI). En cas de refroidisse- voir calorique inférieur PCI = 100 % ment du gaz de fumée sous son point de l’énergie amenée). Les pertes par de rosée – dont la valeur théorique est les fumées doivent tout d’abord être enregistrée en fonction des combus- déterminées pour calculer le rende- tibles dans l’appareil de mesure Testo ment (cf. détails plus haut). (cf. ill. 14) –, le coefficient XK indique la chaleur d’évaporation de l’eau condensée récupérée sous la forme d’une valeur négative, diminuant les Combustible Température du point de rosée (en °C) Gaz naturel H 57.53 Fioul EL 50.37 Gaz liquéfié (70/30) 53.95 Gaz de ville 61.09 Ill. 13 – Températures du point de rosée du gaz de fumée pour différents combustibles. Calculé pour une pression normale (1013 mbar) et une combustion stœchiométrique sur base des documents de la chambre allemande des métiers. 48 pertes par les fumées ou rendant cette A2 = 0.68 valeur négative. Le rendement lié au B = 0.007 pouvoir calorifique inférieur (PCI) peut TF = 45 °C ainsi présenter des valeurs supérieure TA = 30 °C à 100 % (cf. exemple suivant). O2 = 3 % XK = 5.47 % qA (sans coefficient XK) = 1 % qA (avec coefficient XK) = -5 % η = 100 %-(-5 %) Le graphique ci-dessous explique à nouveau au moyen d’un autre exemple pourquoi le rendement des installations à condensation est supérieur à 100 %. Chaudières à basse température Chaudières à condensation 100 % de la PCI 111 % de la PCI 1.5 % de chaleur de condensation inutilisée 11 % de chaleur de condensation inutilisée 1 % de pertes par les fumées 8 % de pertes par les fumées 0.5 % de perte par rayonnement 1 % de perte par rayonnement 91 % d’énergie thermique utilisée 108 % d’énergie thermique utilisée Ill. 14 – Pertes d’énergie sur les chaudières à basse température et à condensation 49 Tâches de mesure sur les installations de chauffage De la chaleur et de la vapeur d’eau sont produites lorsque le combustible est complètement transformé. • Si toute la chaleur disponible est col- 6 Mesure du tirage Sur les chaudières à tirage naturel, la poussée verticale ou le tirage est la condition requise lectée, on obtient 100 % du pouvoir pour l’évacuation des gaz de fumée calorifique inférieur (PCI). dans la cheminée. La densité inférieure • Si on y ajoute l’énergie contenue des gaz de fumée chauds par rap- dans la vapeur d’eau (chaleur de port à l’air extérieur froid génère une condensation), on obtient le pouvoir dépression dans la cheminée, égale- calorifique supérieur (PCS). ment appelée tirage. Cette dépression • Le pouvoir calorifique supérieur aspire l’air de combustion et toutes (PCS) total est toujours supérieur au les résistances de la chaudière et du pouvoir calorifique inférieur (PCI). conduit de fumées sont surmontées. • Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) Sur les chaudières à surpression, les est toujours utilisé comme base pour rapports de pression dans la cheminée le calcul du rendement. ne doivent pas être pris en compte • Les chaudières à condensation uti- car, dans ce cas, un brûleur à air souf- lisent cependant également l’énergie flé génère la surpression nécessaire de condensation, en plus du pouvoir pour l’évacuation du gaz de fumée. calorifique inférieur (PCI). C’est pour- Des cheminées de diamètres inférieurs quoi son rendement calculé peut être peuvent être utilisées avec ces instal- supérieur à 100 %. lations. La mesure du tirage détermine la différence entre la pression dans le canal de gaz de fumée et la pression dans la pièce d’installation. Comme pour la détermination des pertes par les fumées, la mesure est ici réalisée dans le flux central du canal de gaz de fumée. Comme décrit plus haut, le capteur de pression de l’appareil de mesure doit être mis à zéro avant la mesure. 50 Des valeurs trop basses pour le tirage peuvent avoir les causes suivantes : • Le conduit de tirage de l’appareil de mesure n’est pas étanche. • Le capteur de pression n’a pas correctement été remis à zéro. Des valeurs trop élevées peuvent avoir les causes suivantes : • Tirage trop important dans la cheminée. • Le capteur de pression n’a pas correctement été remis à zéro. Valeurs de tirage typiques : mesure de sécurité n’est pas néces- Chaudières à surpression avec brûleur saire car le gaz de fumée est refoulé à air soufflé + condensation : 0.12 – dans la cheminée. 0.20 hPa (mbar) La mesure ne peut être réalisée, au de surpression ; brûleurs au fioul à plus tôt, que 2 minutes après la mise vaporisation et installations atmosphé- en service de l’installation de chauf- riques au gaz : fage au gaz car ce n’est qu’alors que 0.03 – 0.10 hPa (mbar) de dépression la teneur accrue en CO constatée 7 Mesure de la concentration en CO Le contrôle de la valeur de CO permet de tirer des conclusions sur la qualité de la combustion et garantit la sécurité de l’exploitant de l’installation. En cas d’obstruction des canalisations de gaz de fumée, p.ex., les appareils de chauffage atmosphériques au gaz rejettent le gaz de fumée dans la chaufferie via le coupe-tirage, ce qui pourrait représenter un danger pour l’exploitant. C’est pourquoi la concentration en monoxyde de carbone (CO) est mesurée après les travaux de réglage sur la chaudière au gaz et les canalisations de gaz de fumée doivent être contrôlées. Sur les brûleurs au gaz à air soufflé, cette Ill. 15 – L’analyseur de combustion testo 320 permet de mesurer non seulement les valeurs de mesure pour le gaz de fumée, mais aussi les pressions différentielle et absolue rapidement et avec précision. 51 Tâches de mesure sur les installations de chauffage lors du démarrage de l’installation est teneur en CO pourrait être faussée par redescendue à une valeur de service l’ajout d’air). C’est pour cette raison normale. Ceci vaut également pour les que l’appareil de mesure calcule chaudières au gaz avec régulation de la concentration en CO non dilué la combustion car celles-ci réalisent un au moyen de la teneur en oxygène étalonnage au démarrage du brûleur, mesurée simultanément dans le canal ce qui peut entraîner des émissions de de gaz de fumée et affiche celle-ci CO très élevées à court terme. comme COnon dilué. Comme pour la détermination des La formule de calcul pour la concen- pertes par les fumées, la mesure est tration en monoxyde de carbone non ici réalisée dans le flux central du dilué se trouve dans l’annexe 13.1. canal de gaz de fumée. Le gaz de Sur les installations atmosphériques fumée étant cependant dilué au moyen au gaz, les concentrations en CO dans d’air frais, la teneur en CO doit être le conduit de fumées ne sont pas par- reconvertie pour le gaz de fumée non tout identiques (formation de mèches). dilué (car, dans le cas contraire, la C’est pourquoi le prélèvement d’échantillons doit être effectué à une concentration > 500 ppm, avec une sonde à passages multiples. La sonde à passages multiples présente une série de trous enregistrant la concentration en CO sur tout le diamètre du Mèches de CO conduit de fumées. En Allemagne, les limites pour la teneur en CO sur les foyers au gaz sont définis dans le KÜO et se rap- Flux central portent au gaz de fumée non dilué (cf. tableau 4). Ill. 16 – Mesure du CO au moyen d’une sonde à passages multiples Valeur de mesure Marche à suivre COnon dilué > 500 ppm* Entretien de l’installation requis COnon dilué > 1000 ppm* Mise à l’arrêt de l’installation Tableau 4 – Valeurs de mesure du CO et signification 52 Un reflux peut avoir les causes suivantes : • Rétrécissement du conduit du gaz de fumée par de la saleté ou une déformation. • Alimentation en air de combustion insuffisante. • Fatigue des joints, connecteurs séparés, corrosion 8 Contrôle du parcours du Contrôle d’étanchéité des gaz de fumée canalisations de gaz de fumée Contrôle du coupe-tirage Sur les installations de chauffage à air Sur les chaudières atmosphériques pulsé, l’étanchéité des canalisations au gaz avec coupe-tirage, un tirage de gaz de fumée est contrôlée par une impeccable des gaz de fumée est la mesure de l’O2 dans l’arrivée d’air sur condition requise pour un fonctionne- la fente annulaire. La concentration ment sûr de l’installation de chauffage. en O2 dans l’air aspiré dans la fente Un détecteur de refoulement peut ici annulaire doit, en règle générale, être être utilisé ; celui-ci est placé à côté de 21 %. Si des valeurs inférieures à du coupe-tirage et y détecte la préci- 20.5 % sont mesurées, ceci doit être pitation de l’humidité contenue dans le interprété comme une fuite du canal gaz de fumée. Ill. 17 – Utilisation d’un détecteur de refoulement 53 Tâches de mesure sur les installations de chauffage forme de faucille de Testo permet une 9 mesure sûre et rapide de la teneur en de gaz de fumée alors que la pompe O2 dans la fente annulaire. La méthode à gaz de mesure reste allumée. L’air traditionnelle de contrôle d’étanchéité ambiant propre passe ainsi sur les sur un conduit de gaz de fumée par capteurs de gaz et les rince. de gaz de fumée intérieur et l’installation doit être contrôlée. La sonde à passages multiples en Entretien de l’appareil de mesure Après la mesure, la sonde de gaz de fumée doit être retirée du canal un essai de mise sous pression n’est désormais plus utilisée que dans la cheminée. De l’air est injecté dans le conduit de gaz de fumée par un contrôleur d’étanchéité jusqu’à ce qu’une pression de 200 Pa soit atteinte. En maintenant la pression, on constate la quantité d’air s’échappant par les fuites. Jusqu’à un taux de fuite de 50 l/(hm2), le conduit de gaz de fumée est considéré comme suffisamment étanche. Fente annulaire A i r f r a i s C o m b u s t i o n Combustion A i r f r a i s Sonde à passages multiples en forme de faucille Air frais Ill. 18 – Mesure de l’O2 sur la fente annulaire au moyen d’une sonde à passages multiples en forme de faucille 54 Autre contrôle à réaliser sur les En raison de la bonne solubilité dans installations de chauffage : l’eau du dioxyde d’azote (NO2), la mesure doit être effectuée sur du Contrôle des dioxydes d’azote gaz de fumée sec pour déterminer la (NOx) concentration en NO2 avec précision ; La mesure des dioxydes d’azote en effet, dans le cas contraire, le NO2 permet de contrôler les mesures prises dissous dans le condensat n’est pas sur les installations de chauffage en pris en compte. C’est pourquoi un sys- vue de réduire les émissions d’oxyde tème de préparation du gaz, séchant d’azote. Les oxydes d’azote (NOx) le gaz de fumée avant la mesure à désignent le total des monoxydes proprement parler, doit toujours être d’azote (NO) et dioxydes d’azote utilisé lors des mesures du dioxyde (NO2). Dans les petites installations de d’azote. chauffage (en dehors des installations • Si la mesure est effectuée à proxi- à condensation), le rapport entre NO mité d’un filtre électrique, la sonde et NO2 est toujours identique (97 % de gaz de fumées doit être mise à la NO, 3 % NO2). C’est pourquoi, normalement, les oxydes d’azote NOx sont terre en raison de la charge statique. • Si d’importantes quantités de pous- calculés en mesurant le monoxyde sières ou de suie sont attendues, d’azote NO. des filtres propres et secs doivent Si des mesures précises des NOx sont être utilisés. Utiliser éventuellement requises, les teneurs en monoxyde des préfiltres. d’azote (NO) et en dioxyde d’azote (NO2) doivent être mesurées et additionnées. Ce n’est pas le cas sur les chaudières à condensation ou en cas d’utilisation de combustibles mixtes car le rapport n’est pas de 97 % pour 3 %. • La fumée de cigarette influence la mesure (min. 50 ppm). • L’air expiré par un fumeur influence la mesure d’env. 5 ppm. • Procéder à une mise à zéro à l’air frais. 55 Tâches de mesure sur les installations de chauffage Contrôler des valeurs de CO / CO2 concentration en CO de 0.16 %vol. dans l’air ambiant (1.600 ppm) dans l’air respirable, celui- Mesure du CO ambiant ci cause le décès. Pour des raisons de sécurité lors de Cette mesure devrait donc, dans tous l’entretien des chaudières au gaz utili- les cas, être réalisées avant toutes les sées dans les logements, une mesure autres mesures. du CO ambiant doit être réalisée parallèlement à la mesure de combustion ; en effet, le gaz de fumée refoulé peut causer des concentrations en CO élevées et donc un risque d’intoxication de l’exploitant. A partir d’une Concentration en CO dans l’air Durée d’inhalation et conséquences 30 ppm 0.003 %Valeur MAK (concentration maximale sur les lieux de travail en Allemagne, pour un temps de travail de 8 heures) 200 ppm 400 ppm 0.02 % Légers maux de tête après 2 à 3 heures 0.04 %Maux de tête au niveau du front après 1 à 2 heures, s’étendant à la totalité de la tête 800 ppm 0.08 %Vertiges, nausées et convulsions après 45 minutes, pertes de connaissance après 2 heures 1 600 ppm 0.16 %Maux de tête, nausées et vertiges après 20 minutes, décès après 2 heures 3.200 ppm 0.32 %Maux de tête, nausées et vertiges après 5 à 10 minutes, décès après 30 minutes 6 400 ppm 0.64 %Maux de tête et vertiges après 1 à 2 minutes, décès après 10 à 15 minutes 12 800 ppm1.28 % 56 Décès après 1 à 3 minutes Mesure de CO2 ambiant Les deux valeurs doivent donc être Souvent, lors des mesures ambiantes, considérées pour exclure d’éventuels seule la teneur en CO dans l’air dangers en toute sécurité. La teneur ambiant est déterminée. Cependant, en CO2 est un indicateur précoce à partir d’une certaine concentration, fiable pour les intoxications et com- comme on en retrouve en cas de blo- plète donc idéalement les mesures du cage de systèmes d’extraction du gaz CO. La mesure parallèle de ces deux de fumée, le CO2 est également nocif valeurs permet, très tôt déjà, de tirer pour l’être humain. des conclusions générales sur les concentrations dangereuses. Conséquences de la concentration en CO2 sur l’être humain 387 ppm0.0387 % Concentration en CO2 normale à l’extérieur 5 000 ppm0.5 % Concentration maximale autorisée sur les lieux de travail 15 000 ppm1.5 % Augmentation du débit respiratoire d’au moins 40 % 40 000 ppm4 % Concentration en CO2 à l’expiration 50 000 ppm5 % Vertiges, maux de tête 80 000 – 100 000 ppm Détresse respiratoire, faiblesse pouvant aller jusqu’à la perte de connaissance Décès après 30 à 60 minutes 8 à 10 % 200 000 ppm20 % Perte de connaissance rapide Décès après 5 à 10 minutes 57 Tâches de mesure sur les installations de chauffage 5.2 Contrôle de fonctionnement et réglages des installations de chauffage au fioul Les étapes de travail et consignes décrites ici sont des exemples de réglages et mesures pour la mise en service d’appareils de chauffage. Il s’agit ici de chaudières à basse température avec brûleur au fioul à air soufflé. Les appareils à condensation ne sont pas concernés. 1 Mesure de l’indice de suie Pour la mesure de l’indice de suie, la pompe à suie, munie d’un papier filtrant, doit être introduite dans le canal de gaz de fumée et le Ill. 19 – Un analyseur de gaz de fumée permet de régler aisément et avec précision toutes les valeurs de mesure et de calcul importantes. gaz de fumée doit être aspiré en effectuant dix courses régulières. Le papier filtrant est ensuite retiré et la présence de dérivés de fioul (gouttelettes de fioul) est contrôlée. Si une coloration par des dérivés de fioul est constatée ou si le filtre est humidifié par la formation de conden- Indice de suie Nouvelle installation ou modifications importantes... jusqu’au 30.09.1988 à partir du 01.10.1988 2 1 Tableau 5 – Indices de suie limites pour les chaudières au fioul avec brûleur à air soufflé de plus de 11 kW sat, la mesure doit être répétée. Bacharach. La moyenne des diffé- En Allemagne, trois mesures indivi- rentes mesures réalisées permet de duelles doivent être effectuées pour définir la valeur définitive. Le tableau 5 déterminer officiellement l’indice fournit des informations sur les limites de suie. Le noircissement du papier admissibles en Allemagne. L’indice de filtrant est comparé avec l’échelle de suie 0 est la valeur visée. Sur les installations inconnues, une mesure de la suie doit tout d’abord être réalisée pour que les appareils de mesure ne soient pas inutilement sollicitées par d’éventuels dépôts de combustion (suie et dérivés de fioul). 58 La présence de dépôts de fioul est le plus souvent liée à un encrassement de la buse à fioul. La cause peut également venir des électrodes d’allumage dépassant dans le brouillard de fioul. Dans les deux cas, les gouttelettes de fioul ne sont pas pulvérisées suffisamment finement et ne sont donc pas brûlées. Les cas de mauvaise combustion (causée par un manque d’oxygène) ou de « surrefroidissement de la flamme » sont plutôt rares – mais ne doivent pas être négligés. Ces derniers cas surviennent lorsque la chaudière et le brûleur ne conviennent pas l’un à l’autre et que la puissance du brûleur est très inférieure à celle de la chaudière. Si l’indice de suie est supérieur, les Réglages de base pour la réglages de base du brûleur à fioul quantité d’air doivent tout d’abord être contrôlés Les documents du fabricant re- et modifiés avant d’être optimisés au prennent des informations sur les moyen d’un analyseur de combustion. réglages de base pour la quantité d’air L’étape 2 explique comment procéder requise par le brûleur. Les valeurs dans ce cadre : correspondantes pour le réglage du 2 clapet d’air et du disque accroche- Réglage des brûleurs au flamme sont indiqués sur une échelle fioul en fonction de la puissance calorifique Un réglage et un contrôle des requise pour le foyer. paramètres les plus importants doivent être réalisés lors de la mise en service Réglages de base pour la pompe à et de l’entretien des brûleurs au fioul. fioul (pression de pompage) Les différentes étapes de travail sont La pression de pompage a été définie détaillées dans les documents du en fonction de la puissance souhaitée fabricant et décrites de manière géné- pour le brûleur et du choix de la buse, rale dans la suite pour les brûleurs à conformément au tableau de sélection flamme jaune. des buses. Un manomètre est vissé sur la pompe Choix de la buse appropriée à fioul pour consulter la pression de Le tableau de sélection des buses per- pompage ; celle-ci peut être réglée en met de sélectionner la buse adéquate conséquence au moyen de la vis de et la pression à régler pour le fioul en régulation de pression de la pompe. fonction de la puissance souhaitée Un vacuomètre également installé sur pour le brûleur. la pompe à fioul permet de vérifier si la dépression dans le conduit d’aspiration n’est pas supérieure à 0.4 bar. 59 Tâches de mesure sur les installations de chauffage Dans les brûleurs à flamme jaune, le fioul est pulvérisé par une buse et la gazéification du fioul a lieu dans la flamme. Une flamme jaunâtre est visible lors de la combustion. Dans les brûleurs à flamme bleue, le gaz de fumée chaud est utilisé pour réchauffer le fioul pulvérisé avant la combustion à proprement parler ; la gazéification du fioul a donc lieu avant la flamme. Une flamme bleuâtre est ici visible. Optimisation et contrôle de la En fonction du fabricant du brûleur, la combustion combustion peut être optimisée selon Ces réglages de base effectués pour les valeurs prescrites pour le CO2 et la quantité d’air et la pression de fioul le CO, l’excès d’air ou les pertes par doivent déjà permettre d’atteindre les fumées / le rendement. Ces valeurs certaines valeurs appropriées pour la sont déterminées par un analyseur de combustion ; celles-ci peuvent encore combustion. être optimisées au moyen d’une analyse de combustion. Les étapes de travail suivantes ne La combustion peut généralement être seront pas expliquées plus en détails optimisé en modifiant la quantité d’air car elles ne sont pas différentes des sur le clapet d’air (réglage grossier) ou étapes de contrôle et réglage des le disque accroche-flamme (réglage installations au gaz et peuvent donc fin). Trop peu d’air de combustion être consultées au chapitre 5.1 (étapes empêche une combustion complète et 3 à 7). donc une utilisation totale du combustible, entraînant la formation de 3ème étape – Préparation de l’analyseur suie. Trop d’air de combustion cause de combustion un échauffement de l’air excédentaire 4ème étape – Détermination des pertes dans la chambre de combustion et est par les fumées rejeté par la cheminée sans avoir été 5ème étape – Détermination du rende- utilisé. ment (η) 6ème étape – Mesure du tirage 7ème étape – Mesure de la concentration en CO 60 5.3 Contrôles récurrents des vées de particules fines. Il permet en installations utilisant des outre d’obtenir des valeurs de mesure combustibles solides confor- immédiatement. mément à la 1ère BImSchV L’amendement de la 1ère BImSchV La sonde de poussières fines avec prescrit un contrôle récurrent des dilueur rotatif petites et moyennes installations Une seule sonde permet de mesurer utilisant des combustibles solides. le CO, l’O2 et les poussières fines. La Dans ce chapitre, nous souhaiterions sonde peut évidemment également vous présenter le déroulement d’un être utilisée pour la mesure du tirage contrôle récurrent conformément à et la mesure de la température du gaz la 1ère BImSchV. Cette procédure est de fumée. adaptée à l’utilisation de l’analyseur de poussières fines testo 380 de manière Le testo 330 à permettre un travail le plus écono- L’analyseur de combustion permettant mique possible. la mesure parallèle du CO et de l’O2. L’atout majeur du testo 330 est qu’il 1. Informations générales peut à tout moment être retiré du testo Même si ce n’est pas tout de suite 380 et être utilisé indépendamment de clair à la vue de cette mallette petite et celui-ci pour effectuer des mesures légère, l’analyseur de poussières fines sur des brûleurs au fioul et au gaz. testo 380 est un appareil de mesure Ceci présente l’avantage que seuls extrêmement précis mesurant le CO, quelques capteurs électrochimiques l’O2 et les poussières fines en paral- s’usant au fil du temps sont requis. lèle. Par chance, ces capteurs sont, comme toujours, couverts par une garantie de Le testo 380 se compose essentielle- 4 ans. ment de trois éléments principaux : Comme tous les autres appareils électroniques, le testo 380 ne doit Le capteur de poussières fines cependant pas être exposé au froid, Le capteur de poussière fines permet à l’humidité ou à la condensation. une mesure en ligne permettant de L’appareil de mesure ne peut donc pas mieux évaluer quand et pourquoi on se être laissé dans une voiture pendant trouve en présence d’émissions éle- la nuit. 61 Tâches de mesure sur les installations de chauffage 2. Préparatifs Parcours du gaz brut L’analyseur de poussières fines a Pour obstruer le parcours de gaz besoin d’un certain temps pour se brut, le capuchon doit être placé sur stabiliser (< 10 min. en règle générale). la sonde. Celle-ci ferme le parcours Pendant ce délai de stabilisation, le entre la sonde et les capteurs de CO système se réchauffe à la température et d’O2. de service. Si l’appareil de mesure refroidit fortement en étant laissé toute une nuit dans une voiture, p.ex., ce délai de stabilisation est – évidemment – plus long. Dès que l’appareil de mesure a été installé et raccordé, le contrôle d’étanchéité peut être effectué et le combustible, sélectionné. En effet, ce n’est Parcours du gaz de mesure qu’alors que l’appareil est réchauffé Pour obstruer le parcours de gaz de aux températures adéquates. Une fois mesure, le petit capuchon doit être le combustible réglé, on peut sans enfiché sur le pot de condensation. problème procéder à d’autres activités L’étanchéité entre le coffret, le dilueur (telles que le contrôle de l’humidité du rotatif et le capteur de poussières fines combustible) pour lesquelles une pré- est alors contrôlée. Cet endroit étant sence à proximité directe de l’appareil difficile à atteindre, l’entrée d’air peut est requise. également être bouchée avec le doigt. Il faut ici veiller à ce que le doigt ne 3. Contrôle d’étanchéité soit pas retiré avant la fin du contrôle Pour la réalisation d’une mesure de des deux parcours de gaz (confirmée prélèvement ou de classification par « OK »). Si le doigt est retiré trop officielle, il vous est automatiquement tôt, le capteur de pression est soumis demandé si l’appareil de mesure a à un choc violent, ce qui peut endom- réussi le contrôle d’étanchéité. Si vous mager le capteur de pression en cas cliquez alors sur « Non », vous accé- de répétition. dez au contrôle d’étanchéité. Deux parcours de gaz doivent être obstrués lors du contrôle d’étanchéité. 62 4. Choix du combustible Humidité du combustible Dès le combustible sélectionné, le L’humidité du combustible influence testo 380 commence à se régler sur la formation de poussières fines. C’est les températures de service requises. pourquoi la valeur doit être indiquée La phase de stabilisation démarre et avec la plus grande précision possible. sert à placer le capteur de poussières Pour ne pas obtenir de résultats de fines dans un état défini et à le mettre mesure erronés, il suffit cependant à zéro. Les coefficients peuvent être d’indiquer l’humidité du combustible saisis pendant la phase de stabilisa- avec une incertitude de mesure de tion. ±15 % (u). Cela signifie que la saisie d’une valeur de 20 % (u) suffit pour couvrir une plage allant de 5 % (u) REPERTOIRE / INSTALLATION Bois déchiqueté à 35 % (u). Nous recommandons Critères de stabilisé Limite pour les poussières 0 100 g/m³ Humid.comb.(u) +/-15% 30 % d’utiliser un testo 606-2 pour mesurer l’humidité du combustible. Temp.amb. 21.2°C Humid.amb. 50.0% Température ambiante Temp.caloportr. 60.0°C Pour obtenir une valeur de référence Puissance nominale 25.0 kW pour la température ambiante, une Totale Plage de charge Durée de la mesure Modifier 15 min Suite sonde de température a été intégrée au testo 380. Cependant, lorsqu’il est utilisé pendant une période prolongée, Les points suivants doivent ici être pris la température du coffret de mesure en considération : influence la température déterminée par la sonde de température. Il est Limite pour les poussières donc recommandé de contrôler la L’incertitude de mesure correspondant température ambiante en parallèle à la limite est retirée du résultat de au moyen d’un appareil de mesure mesure en fonction de la limite indi- externe (p.ex. un testo 606-2). quée pour les poussières. Les incertitudes de mesure peuvent être consul- Humidité ambiante tées dans le Bundesanzeiger (journal L’humidité ambiante doit idéalement officiel allemand) ou être imprimées via être mesurée au même endroit que la les informations de l’appareil. température ambiante. Nous recommandons donc d’également utiliser le 63 Tâches de mesure sur les installations de chauffage testo 606-2 ici. Il est ainsi possible de donc pas pour les mesures officielles. mesurer la température et l’humidité Une fois les coefficients saisis et le ambiantes en quelques manipulations. bouton « Suivant » enfoncé ou une fois le délai de stabilisation écoulé, il Température caloportrice est possible d’accéder à la mesure du Cette valeur est uniquement fournie tirage et à la recherche du flux central. à titre informatif. Celle-ci apparaît sur Il est cependant possible de reve- le procès-verbal imprimé et permet nir à la saisie des coefficients à tout ainsi de documenter toutes les valeurs moment via la touche « ESC ». pertinentes sur une même feuille. 5. Préparation des mesures Puissance nominale Au début de la mesure du tirage, une Cette valeur est également unique- mise à zéro est tout d’abord effectuée, ment fournie à titre informatif. Elle puis l’appareil commence à mesurer apparaît également dans le procès- le tirage et la température du gaz de verbal imprimé. fumée. Plage de charge REPERTOIRE / INSTALLATION Bois déchiqueté En fonction de l’installation, le pro- Prêt cessus de combustion doit être réglé à mi-charge après 5 minutes. Le testo °C 330 émet un signal sonore après 5 TF minutes lorsque le menu « Mi-charge » est sélectionné. mbar Tirage Dépression Durée de la mesure La durée de mesure étant définie Options Suite sur 15 minutes lors de la mesure de Pour trouver plus aisément le flux réception, rien ne peut être réglé dans central, une barre rouge apparaît dans ce point du menu. Ceci est unique- l’affichage et doit toujours s’arrêter ment possible dans le point « Aide au sur la valeur la plus élevée. La surface réglage » du menu. Ce menu ne suit verte indique la valeur actuelle. cependant pas le déroulement prévu par la 1ère BImSchV et ne convient 64 La mesure peut être arrêtée dès que le flux central est trouvé. Appuyer sur CLIENT / INSTALLATION Bois déchiqueté « Suivant » ; l’appareil est alors prêt Durée de la mesure pour la mesure. Dans ce mode, le testo 380 peut attendre jusqu’à ce que toutes les autres activités aient été réalisées ou que le brûleur ait atteint l’état adéquat. La mesure ne démarre que lorsque le bouton Start est enfoncé. Options Annuler Valeurs moyennes 6. Mesure des poussières fines Dès que la mesure démarre, le dilueur rotatif commence à tourner. Au cours Vous trouverez ici un bref aperçu des de cette phase, le capteur de pous- valeurs de mesure : sières fines se charge une première g/m³ PM = Valeur actuelle pour la fois en poussières fines. La charge poussière (recalculée en fonction de la collectée durant cette phase permet à teneur en oxygène de référence) l’appareil de mesure de décider s’il est g/m³ PM Ø = Valeur moyenne pour la soumis à une concentration élevée ou poussière depuis le débit de la mesure non et d’adapter la vitesse du dilueur (recalculée en fonction de la teneur en rotatif en conséquence. Après cette oxygène de référence) seconde phase de stabilisation, durant ppm CO = Valeur mesurée pour le CO env. 3 minutes, l’appareil de mesure en parts par million passe en mode de mesure. Les mg/m³ CO = Concentration en CO valeurs alors affichées sont utilisées (recalculée en fonction de la teneur en pour évaluer l’installation. Si, contre oxygène de référence) toute attente, les valeurs ne peuvent % O2 = Oxygène en % (si cette valeur pas être utilisées pour la mesure, est supérieure à 20 %, plus aucune « Options », « Répéter » permet de des valeurs recalculées en fonction de supprimer les valeurs de mesure déjà l’oxygène de référence ne s’affiche car obtenues et de redémarrer la mesure ces valeurs sont alors inutilisables) du début (p.ex. lorsque le brûleur n’est °C TF = Température du gaz de fumée pas encore atteint un état de fonction- en °C nement correct). 65 Tâches de mesure sur les installations de chauffage °C TA = Température de l’air de combustion en °C (uniquement autorisée REPERTOIRE / INSTALLATION Bois déchiqueté avec sonde de température externe Durée de la mesure (0600 9787) car, en cas d’utilisation de la mini-sonde de température, la chaleur du coffret à poussières fines peut influencer le résultant). L’air de combustion n’est indiqué qu’à titre informatif. En Allemagne, la valeur qA pour les installations utilisant des Options Afficher le graphique Configurer le graphique Valeurs moyennes Nombre de lignes Répéter OK combustibles solides n’est actuelle- Touche Config. ment (2014) pas réglementée. ppm NO = Valeur mesurée pour le NO Configurer le graphique : Ce menu en parts par million (apparaît unique- permet de sélectionner les paramètres ment lorsqu’un capteur NO est utilisé) (jusqu’à 4) devant être affichés dans le % HF = Humidité du gaz de fumée, graphique. en %. L’humidité du gaz de fumée est Valeurs moyennes : Ce point du calculée au moyen des paramètres menu permet de revenir à l’affichage indiqués pour les coefficients. Plus les des valeurs de mesure ; ce ne sont valeurs indiquées seront précises, plus cependant plus les valeurs actuelles, les résultats le seront également. mais bien les valeurs moyennes depuis le début de la mesure qui s’affichent. 7. Options Nombre de lignes : Ce point permet Ce chapitre doit vous fournir un bref de sélectionner le nombre de lignes aperçu des fonctions supplémen- affichées et donc également la police. taires proposées par le testo 380, Répéter : Si la combustion n’était pas mais n’étant pas nécessaires pour la vraiment stable au début de la mesure mesure. ou si le bouton « Start » a été enfoncé trop tôt, l’option « Répéter » permet de Le menu « Options » offrent 5 possibi- rejeter les valeurs de mesure actuelles lités de sélection : et de redémarrer la mesure à partir de Afficher le graphique : Les différents cette seconde. paramètres et leur évolution pendant la durée déjà écoulée de la mesure s’affichent ici de manière graphique. 66 8. Interprétation des résultats % O2 Ø = Oxygène en % (si cette valeur est supérieure à 20 %, plus finaux Les résultats sont récapitulés dès la fin aucune des valeurs recalculées en de la mesure : fonction de l’oxygène de référence ne s’affiche car celles valeurs sont alors inutilisables) CLIENT / INSTALLATION Bois déchiqueté Durée de la mesure 01:10 min °C TF = Température du gaz de fumée en °C °C TA = Température de l’air de combustion en °C (uniquement autorisée avec sonde de température externe (0600 9787) car, en cas d’utilisation de la mini-sonde de température, la chaleur du coffret à poussières fines peut Fermer influencer le résultat). L’air de combustion n’est indiqué qu’à titre informatif. g/m³ PM Ø = Valeur PM moyenne En Allemagne, la valeur qA pour les en g/m³ pendant toute la durée de la installations utilisant des combustibles mesure solides n’est actuellement (2014) pas g/m³ PM U = Incertitude de mesure réglementée. absolue, soustraite des résultats ppm NO = Valeur mesurée pour le NO g/m³ PM Ø U = Valeur PM à utiliser en parts par million (apparaît unique- (pour les mesures officielles) après ment lorsqu’un capteur NO est utilisé) soustraction de l’incertitude de mesure % HF = Humidité du gaz de fumée, correspondante en %. L’humidité du gaz de fumée est ppm CO Ø = Valeur de CO moyenne calculée au moyen des paramètres en ppm indiqués pour les coefficients. Plus mg/m³ CO Ø = Valeur de CO ces valeurs seront précises, plus les moyenne en g/m³ résultats le seront également. g/m³ CO U = Incertitude de mesure absolue, soustraite des résultats g/m³ CO Ø U = Valeur CO à utiliser après soustraction de l’incertitude de mesure correspondante 67 Contrôles d’étanchéité des canalisations de gaz et d’eau 6. Contrôles d’étanchéité des canalisations de gaz et d’eau 6.1 Contrôle des canalisations de gaz 6.1.1 Contrôle de charge Le contrôle de charge doit être réa- En Allemagne, le contrôle d’étanchéité lisé avant le contrôle d’étanchéité des canalisations de gaz est régi par le et effectué sur les nouvelles canali- Règlement technique pour les installa- sations sans robinetterie. Toutes les tions au gaz (fiche de travail DVGW G ouvertures des canalisations doivent 600 TRGI). Celui-ci décrit, de manière être obstruées de manière étanche au générale, la planification, la fabrica- moyen de bouchons, embouts, brides tion, la modification et l’exploitation aveugles ou brides d’obturation fabri- des installations au gaz d’une pression qués en métal, et ce, pendant toute la de service inférieure ou égale à 1 bar durée du contrôle. Il est interdit de rac- dans les bâtiments et sur les terrains. corder les canalisations aux conduites Celui-ci prescrit un contrôle de charge de gaz. Le contrôle de charge peut et d’étanchéité pour les nouvelles également être effectué sur des canali- canalisations, ainsi que les canalisa- sations dotées de robinetteries lorsque tions ayant été fortement modifiées. le palier de pression nominal des robi- Un contrôle de la capacité de fonc- netteries est au moins égal à la tionnement doit en outre être réalisé pression de contrôle. tous les 12 ans sur les canalisations Le contrôle de charge doit être effec- des installations en service dont les tué au moyen d’air ou de gaz inerte pressions de service sont inférieures (peu réactif) (tel que de l’azote ou du ou égales à 100 mbar. dioxyde de carbone), mais pas d’oxy- Grâce au testo 324, vous pouvez gène, à une pression de contrôle de procéder à ces contrôles aisément et 1 bar. avec fiabilité, avec un seul appareil. La pression de contrôle ne peut pas baisser pendant la durée du contrôle, soit 10 minutes. La mesure doit être effectuée avec un appareil de mesure d’une résolution minimale de 0.1 bar. 68 6.1.2 Contrôle d’étanchéité La pression de contrôle ne peut pas Le contrôle d’étanchéité est effectué baisser pendant la durée de contrôle après le contrôle de charge, sur les consécutive à la compensation de la canalisations dotées de leurs robinet- température, soit au moins 10 minutes. teries, mais sans les appareils à gaz La compensation de température et et systèmes de réglage et de sécurité la durée du contrôle dépendent du correspondants. Le compteur de gaz volume des canalisations. peut être intégré au contrôle principal. L’appareil de mesure doit être suf- Le contrôle d’étanchéité doit être fisamment précis pour afficher les effectué au moyen d’air ou de gaz baisses de pression de 0.1 mbar. inerte (peu réactif) (tel que de l’azote ou du dioxyde de carbone), mais pas d’oxygène, à une pression de contrôle de 150 mbar. Contrôle d’étanchéité Volume de la Temps d’adaptation canalisation Durée min. du contrôle < 100 l 10 min. 10 min. > = 100 l < 200 l 30 min. 20 min. > = 200 l 60 min. 30 min. 69 Contrôles d’étanchéité des canalisations de gaz et d’eau Exemples de schémas de raccordement pour les contrôles de charge et d’étanchéité : avec compteur bitubulaire 5 1 2 3 7 4 8 6 9 avec compteur monotubulaire 5 1 2 3 4 10 8 6 1 Conduite de raccordement 2 Conduite de raccordement sur place 3 Dispositif d’arrêt principal 4 Dispositif d’arrêt du compteur 5 Contrôleur du débit de gaz avec régulateur intégré pour la pression de gaz 9 6Compteur 7 Bouchon conique (contrôle à 150 mbar) ½" 0554 3151 / ¾" 0554 3155 Bouchon gradué (contrôle à 1 bar) ¾" + 1¼" 0554 0533 ½" + 1" 0554 3164 3/8" + ¾" 0554 3163 8 Distributeur Y0554 0532 Le distributeur Y permet de mesurer simultanément les canalisations du consommateur et du distributeur. De manière alternative, cellesci peuvent également être mesurées une après l’autre – Pour cela, le testo 324 doit être raccordé directement au bouchon correspondant. 9 Tuyau de raccordement au testo 324 10 Capuchon pour compteur monotubulaire 0554 3156 70 La chaudière au gaz doit être déconnectée du système à contrôler lors du contrôle de charge. La montée en pression à 1 bar est garantie par la pompe à main du testo 324. Un compresseur peut également être utilisé. Pour le contrôle d’étanchéité, la montée en pression à 150 mbar est réalisée automatiquement par la pompe intégrée au testo 324. Le contrôle de charge est effectué sur la canalisation sans robinetterie. Le contrôle d’étanchéité est réalisé avec des robinetteries, mais sans appareils à gaz et dispositifs de réglage et sécurité correspondants. Veuillez également respecter les directives et normes spécifiques du pays ! En Allemagne, le règlement technique DVGW G 5952 définit les exigences minimales envers les appareils électriques utilisés pour la mesure et la détermination du débit de fuite, p.ex. l’étendue de mesure, la précision, la résolution, le temps d’adaptation, la durée de mesure,... Le G 5952 différencie ici les classes d’appareil suivantes : Appareils de mesure de la chute de pression (classe D) Le débit de fuite est déterminé au moyen de la chute de pression mesurée en fonction du volume de la canalisation. Le volume de la canalisation doit ici être déterminé par l’appareil. Débitmètres de fuite (classe L) Le débit de fuite (l/h) est mesuré directement, p.ex. par le testo 324. Volumètre (classe V) Le débit de fuite est déterminé au moyen de la différence de pression mesurée lors de l’injection simultanée d’un volume défini visant à maintenir la pression. Appareils de mesure avec d’autres méthodes de mesure (classe S) Méthodes de mesure n’étant pas couvertes par les classes D, L et V. 6.1.3 Contrôle de la capacité de canalisations de gaz se trouvant dans les conditions de service / pression de fonctionnement La capacité de fonctionnement des service (aucune pression de contrôle canalisations à basse pression en plus élevée). service ou mises à l’arrêt (pression Un débitmètre de fuite, p.ex. le testo de service jusqu’à 100 mbar) si des 324, homologué selon le règlement fuites son soupçonnées, à la demande technique DVGW G 5952, est utilisé des clients ou lors de la remise en lors de ce contrôle pour déterminer si service. La capacité de fonctionne- du gaz s’échappe de la canalisation et ment des installations en service doit en quelles quantités. être contrôlée au moins tous les 12 La durée de la compensation de ans. Le contrôle de la capacité de température et la durée du contrôle fonctionnement ou la mesure du débit dépendent du volume des canalisa- de fuite doivent être effectué sur des tions. Mesure du débit de fuite Volume de la Temps d’adaptation Durée min. du canalisation contrôle < 100 l 10 min. 5 min. < 200 l 30 min. 10 min. < 300 l 60 min. 15 min. < 400 l 120 min. 20 min. < 500 l 240 min. 25 min. 71 Contrôles d’étanchéité des canalisations de gaz et d’eau La capacité de fonctionnement peut a) En cas de capacité de fonction- être déterminée selon les critères nement illimitée, les canalisations suivants : peuvent donc continuer à être utilisées. a) Capacité de fonctionnement illimitée : débit de fuite à la pression de b) En cas de capacité de fonction- service inférieur à 1 litre par heure. nement réduite, les canalisations doivent être colmatées ou remplacées. b) Capacité de fonctionnement L’étanchéité doit être rétablie dans les réduite : débit de fuite à la pression 4 semaines suivant la constatation de de service compris entre 1 et 5 litres la capacité de fonctionnement réduite. par heure. c) En cas de capacité de fonctionnec) Capacité de fonctionnement ment nulle, les canalisations doivent nulle : débit de fuite à la pression de être mises hors service immédiate- service supérieur à 5 litres ment. Les prescriptions s’appliquant par heure. aux nouvelles canalisations s’appliquent également aux pièces remises Les mesures suivantes doivent être en état et à leur remise en service. prises en fonction du degré de capacité de fonctionnement : Un nouveau contrôle d’étanchéité doit être effectué après chaque réparation. 72 Exemples de schémas de raccordement pour le contrôle de la capacité de fonctionnement : 1 5 6 4 3 7 8 2 1 Conduite d’alimentation 2 Unité de commande 3 Unité de réglage avec raccord pour manchon de mesure 4 Raccord de contrôle / Manchon de mesure 5 Echangeur thermique 6Brûleur 7 Raccord pour la chaudière au gaz sur le testo 324 8 Tuyau de raccordement au testo 324 La bulle de gaz est remplie avec le gaz propre au système. Ceci empêche la formation d’un mélange air-gaz dangereux. Veuillez également respecter les directives et normes spécifiques du pays ! 73 Contrôles d’étanchéité des canalisations de gaz et d’eau 6.1.4 Contrôle de charge et constatée. Un détecteur ou une sonde d’étanchéité combiné sur les de fuites de gaz peuvent ensuite être canalisations de gaz utilisés pour contrôler l’étanchéité En Allemagne, ce contrôle est pres- de la canalisation de gaz. Pour des crit par le TRGI pour les canalisations raisons de sécurité, 20 % de la limite d’une pression de service comprise inférieure d’explosivité ne peuvent pas entre > 100 bar et 1 bar compris. être dépassés. Les mesures sont effectuées sur l’ensemble de la canalisation, robinetteries comprises, mais pas les 6.2. Contrôle des installations d’eau potable appareils de régulation de pression, La norme européenne DIN EN 806-4 compteurs de gaz, appareils à gaz et définit les exigences pour l’installation équipements de réglage et de sécurité et la mise en service d’installations correspondants. d’eau potable à l’intérieur des bâti- Le contrôle est effectué avec une ments. Un contrôle de pression avant pression de contrôle de 3 bar sur une la mise en service y est prescrit. Ce durée d’au moins 2 heures, après une contrôle doit être effectué au moyen compensation de température de 3 heures. La durée du contrôle doit être rallongée de 15 minutes par 100 litres pour les canalisations d’un volume supérieur à 2 000 litres. Selon le TRGI 2008 G 600, aucune chute de pression n’est autorisée. 6.1.5 Détection des fuites de gaz Il existe des risques d’intoxication et d’explosion lorsque du gaz naturel s’échappe d’une canalisation ou d’une installation de chauffage. Le gaz naturel étant normalement inodore, il est enrichi d’une substance odorante. La pièce doit immédiatement être bien aérée lorsqu’une odeur de gaz est 74 Ill. 20 – Détection de fuites sur des canalisations de gaz au moyen du testo 316-2 d’eau ou, dans la mesure où les dis- 6.2.2 Contrôle de pression au positions nationales l’autorisent, au moyen d’air ou de gaz inerte. moyen d’air ou de gaz inerte Outre la norme DIN EN 806-4, le contrôle des installations d’eau po- 6.2.1 Contrôle de pression au moyen d’eau table doit également tenir compte des dispositions nationales. En Allemagne, En cas de contrôle de pression au p.ex., la fiche ZVSHK s’applique moyen d’eau, différents contrôles de en plus de la norme EN 806-4. En pression (méthodes A, B et C) sont Allemagne, la fiche ZVSHK permet un prescrits dans la norme EN 806-4 en contrôle au moyen d’air. Celui-ci est fonction du matériau des canalisa- recommandé dans les cas suivants : tions : Type de matériau Procédure Matériaux élastiques linéaires (p.ex. métaux) A Matériaux élastiques (PVC-U, PVC-C, etc.) et matériaux composites multicouches A Matériaux viscoélastiques (p.ex. PP, PE, PE-X, PA, PB, etc.) avec DN/OD ≤ 63 A Matériaux viscoélastiques (p.ex. PP, PE, PE-X, PA, PB, etc.) avec DN/OD > 63 (p.ex. PP, PE, PE-X, PA, PB, etc.) B ou C Système combiné avec DN/OD ≤ 63 (métaux et plastiques) A Système combiné avec DN/OD > 63 (métaux et plastiques) B ou C Procédure Pression de contrôle Durée du contrôle A 1.1 fois la pression de service maximale 10 min. Partie 1 1.1 fois la pression de service maximale 30 min. Partie 2 Réduire à 0.5 fois la pression de contrôle 30 min. Partie 1 1.1 fois la pression de service maximale 30 min. Partie 2 En se basant sur la partie 1, la réduction peut être de max. 0.6 bar 30 min. Partie 3 En se basant sur la partie 2, la réduction peut être de max. 0.2 bar 2 h B C 75 Contrôles d’étanchéité des canalisations de gaz et d’eau En Allemagne, les canalisations comprenant des raccords sertis doivent en outre être soumises à un contrôle d’étanchéité préalable conformément à la fiche ZVSHK. Pression de contrôle = Pression d’alimentation / max. 6 bar ou conf. aux indications du fabricant Durée du contrôle = 15 min. • en cas d’arrêt prolongé entre le • L’installation est restée totalement contrôle d’étanchéité et la mise remplie entre le contrôle d’étanchéité en service, tout particulièrement et la mise en service et tout remplis- lorsque des températures ambiantes sage partiel a été évité. moyennes > 25 °C sont attendues, et ce, afin d’éviter toute croissance Le gaz inerte est uniquement recom- bactérienne éventuelle, mandé pour les contrôles dans les • lorsque la canalisation ne peut bâtiments présentant des exigences pas rester remplie entre le contrôle élevées en matière d’hygiène. d’étanchéité et la mise en service, Un contrôle d’étanchéité et de charge p.ex. en période de gel, est requis en cas de contrôle de pres- • lorsque la résistance à la corrosion sion au moyen d’air ou de gaz inerte. d’un des matériaux d’une canalisa- L’air ou le gaz se comprimant plus tion partiellement vidée peut être fortement sous pression que l’eau, les mise en danger. pressions de contrôle doivent, pour des raisons de sécurité, être limitées Le contrôle ne devrait être effectué au à max. 3 bar lors des contrôles au moyen d’eau que lorsque un rempla- moyen d’air ou de gaz inerte. cement de l’eau régulier est garanti entre le contrôle d’étanchéité et la 6.2.2.1 Contrôles d’étanchéité mise en service. Les points suivants Le contrôle d’étanchéité est réa- doivent en outre être garantis lors des lisé avant le contrôle de charge et contrôles au moyen d’eau : concerne les éléments ayant été conçu • Le raccord d’eau du bâtiment ou du pour la pression de contrôle ; les com- chantier a été rincé et est donc prêt posants ne résistant pas à la pression pour le raccordement et l’utilisation. de contrôle doivent être démontés. • Le remplissage du système de canalisations a été effectué au moyen de composants à l’hygiène irréprochable. 76 Pression de contrôle : 150 mbar La durée du contrôle est rallongée de Durée du contrôle : 120 min. (jusqu’à 20 minutes par 100 l supplémentaire. un volume de 100 l) Exemples de schémas de raccordement pour les contrôles d’étanchéité au moyen d’air 7 8 9 6 11 4 12 13 1 2 3 3 10 5 1 Conduite d’ali6Chaudière mentation 7Canalisation 2 Conduite de d’eau chaude raccordement sur 8Circulation place 9Pompe 3 Soupapes d’arrêt 10Canalisation 4 Compteur d’eau d’eau froide sut site 11Raccord 5Filtre pour robinet 12 Bouchon étagé à haute pression 0554 3164 ½" + 1" 0554 3163 3/8" + ¾" Bouchon conique 0554 3151 ½" 0554 3155 ¾" 13 Tuyau de raccordement au testo 324 La montée en pression se fait automatiquement, au moyen de la pompe intégré au testo 324. Pour les canalisations d’un diamètre très important, il est possible de raccorder un compresseur à la canalisation ou d’utiliser la pompe à main du testo 324. Remarque : Pression maximale : 1 bar – La soupape de surpression réagit en cas de dépassement. 77 Contrôles d’étanchéité des canalisations de gaz et d’eau 6.2.2.2 Contrôles de charge La pression de contrôle dépend ici du Le contrôle de charge est réalisé, diamètre nominal de la canalisation : comme mentionné plus tôt, lorsque le Pression de contrôle : < DN 50 = 3 bar contrôle d’étanchéité a réussi. DN 50-DN 100 = 1 bar Durée du contrôle : 10 min. Exemples de schémas de raccordement pour les contrôles de charge au moyen d’air 7 8 9 6 4 1 2 3 11 3 5 1 Conduite d’alimentation 2 Conduite de raccordement sur place 3 Soupapes d’arrêt 4 Compteur d’eau sut site 5Filtre 6Chaudière 7 Canalisation d’eau chaude 8Circulation 9Pompe 10 Canalisation d’eau froide 11 Raccord pour robinet 12 Bouchon étagé à haute pression 0554 3164 ½" + 1" 0554 3163 3/8" + ¾" 13 Raccord à haute pression 0554 3139 14 Possibilité de raccordement pour un compresseur 15 Sonde à haute pression avec tuyau 0638 1748 78 10 12 13 15 14 79 Appareils de mesure pour les analyses du gaz de fumée 7. Appareils de mesure pour les analyses du gaz de fumée Les exigences envers les appareils et du développement, des efforts sont de mesure portatifs utilisés pour les sans cesse entrepris pour optimiser analyses du gaz de fumée représen- les parcours de gaz et la compensa- tent un défi pour tous les fabricants tion des sensibilités transversales, d’appareils de mesure. L’environne- mais aussi pour permettre un rempla- ment de mesure rude et la réalisation cement aisé des capteurs de gaz par de mesures indépendantes du réseau l’utilisateur. requièrent un savoir-faire technique important et un design adapté. Ces appareils doivent être légers, maniables et simples d’utilisation. La 7.2 Fonctionnement d’un capteur chimique à deux / trois électrodes disponibilité rapide des valeurs de Des capteurs à deux ou trois élec- mesure, ainsi qu’une consommation trodes sont utilisés pour déterminer d’énergie et des besoins d’entretien les concentrations en gaz toxiques. Le réduits sont d’autres caractéristiques fonctionnement d’un capteur à trois à remplir pour réussir le contrôle électrodes est ici expliqué au moyen d’agrément prescrit pour les appareils d’un capteur de monoxyde de carbone d’analyse du gaz de fumée. (CO). Un capteur à deux électrodes typiques est un capteur d’oxygène 7.1 Capteurs Les exigences envers les appareils de mesure ont des conséquences directes sur le choix des capteurs utilisés pour déterminer les concentrations dans le gaz. C’est pourquoi, dans la pratique, les capteurs de gaz électrochimiques ont fait leur preuve. La disponibilité rapide des valeurs de mesure et un encombrement réduit sont les principaux atouts de ces capteurs. Dans le secteur de la recherche 80 (O2). • Plus la concentration est élevée, plus 7.2.1 Fonctionnement d’un le flux de courant est élevé. capteur chimique à deux • La chute de tension dans la résis- électrodes L’illustration 21 explique le fonctionne- tance est mesurée et traitée par le ment du capteur d’oxygène. circuit électronique. • La résistance à coefficient de tempé- Fonctionnement d’un capteur d’oxy- rature négatif intégrée compense les gène en quelques mots-clés : effets de la température et garantit • Les molécules d’O2 accèdent à la un comportement stable aux températures. cathode à travers la membrane per- • La durée de vie d’un capteur d’oxy- méable au gaz. • Réaction chimique : des ions OH gène est d’env. 3 ans – voire 6 ans apparaissent (ions = particules pour les cellules LongLife de Testo. chargées) • Les ions passent à l’anode en traver- Equations de réaction : Cathode : O2 + 2H2O + 4e– => 4OH– sant le liquide électrolytique. • Ce déplacement des ions induit un Anode : flux de courant dans le circuit de 2Pb + 4OH– => 2PbO + 2H2O + 4e– courant extérieur. Ce flux est propor- Bilan : 2Pb + O2 => 2PbO tionnel à la concentration en O2. Air frais Cathode Membrane perméable au gaz Migration ionique Câble de raccordement de la cathode Résistance CTN (coefficient de température négatif) Anode Liquide électrolytique aqueux Circuit de courant extérieur Ill. 21 – Représentation schématique d’un capteur d’oxygène 81 Appareils de mesure pour les analyses du gaz de fumée • La référence sert à stabiliser le signal 7.2.2 Fonctionnement d’un du capteur. capteur chimique • La durée de vie d’un capteur de à trois électrodes utilisé pour les gaz toxiques monoxyde de carbone est d’env. 2 Fonctionnement d’un capteur à trois ans – voire 5 ans pour les cellules électrodes en quelques mots-clés LongLife de Testo. (exemple d’un capteur de CO) : Equations de réaction : • Les molécules de CO accèdent à l’électrode de travail à travers la Anode : CO + H2O => CO2 + 2H+ + membrane. 2e– • Réaction chimique : des ions H+ Cathode : ½ O2 + 2H+ + 2e– => H2O apparaissent. • Les ions se déplacent vers la contreélectrode. • Seconde réaction chimique au moyen de l’O2 de l’air frais : flux de courant dans le circuit de courant extérieur. Des variations de température fréquentes, ainsi que des températures basses peuvent réduire la durée de vie des cellules de mesure. Un stockage dans un environnement sec est recommandé. Combustion Membrane perméable au gaz Circuit de courant extérieur Electrode de travail Electrode de référence Contre-électrode Courant du capteur Membrane perméable au gaz Liquide électrolytique aqueux Air frais Ill. 22 – Représentation schématique d’un capteur de monoxyde de carbone 82 7.3 Fonctionnement d’un capteur • Si des gaz inflammables (CXHY, à semi-conducteur pour les H2, CO) se trouvent dans l’air gaz combustibles ambiant autour du capteur, ceux-ci se déposent sur la couche d’oxyde Le capteur à semi-conducteur sert à d’étain. mesurer les gaz inflammables comme le CXHY, l’H2 et le CO. Celui-ci est • Sa résistance électrique baisse. utilisé pour la détection de fuites de • Une alarme sonore ou visuelle est gaz. La structure d’un capteur à semi- déclenchée. conducteur est illustrée de manière schématique dans l’ill. 23. Fonctionnement d’un capteur à semiconducteur (exemple d’utilisation dans une sonde de détection de fuites de gaz) : • L’élément capteur est porté à une température de travail de 300 °C. Tout contact avec du silicone, des solvants, des huiles et des graisses peut provoquer des dépôts à la surface du capteur et doit être évité. • Une couche de dioxyde d’étain génère une résistance à haute impédance lors de l’échauffement. Raccords Ligne de signalisation Boîtier Elément capteur avec couche de ZnO2 Câble de chauffage Dispositif anti-retour de flamme Ill. 23 – Structure d’un capteur à semi-conducteur 83 Appareils de mesure pour les analyses du gaz de fumée 7.4 Capteur de poussières fines tale grâce à un système électronique Le capteur de poussières fines fonc- spécial. Lorsque la plaquette est char- tionne selon une combinaison entre gée en particules, sa masse augmente impacteur et cristal oscillateur. et la fréquence du signal du capteur se Le cristal piézoélectrique sert ici de décale. « balance » alors que l’impacteur Ce décalage de fréquence (Δf) permet garantit que les particules en suspen- de déduire la masse de particules sion dans le courant de gaz de mesure déposée. arrivent sur la « balance ». Ce procédé est un « procédé de L’impacteur se compose d’une fine mesure en ligne » gravimétrique. Cela buse à travers laquelle le gaz de signifie que les valeurs de mesure sont mesure passe à vitesse élevée. obtenues en temps réel et peuvent Un déflecteur, appelé « cristal piézoé- être observées pendant la mesure. lectrique », se trouve face à la sortie Les résultats de mesure peuvent de la buse. Ce déflecteur force le gaz également être évalués et interprétés s’échappant de la buse à opérer un directement à la fin de la mesure. changement de direction soudain. En raison de l’inertie de masse des 7.5 Electronique particules, celles-ci ne peuvent cepen- Dans le secteur du développement et dant pas totalement suivre ce change- de la production, la tendance va vers ment de direction et heurtent le déflec- des appareils de mesure toujours plus teur auquel elles restent collées. Ce petits. Seules une conception assistée processus est appelé « impaction ». par ordinateur (CAE) et une production Sur le testo 380, le pesage a lieu dès automatisée rendent l’installation de la phase de collecte. Le déflecteur est circuits électroniques dans de si petits placé en état d’oscillation fondamen- espaces possible. C’est ainsi que les Impacteur Δf U Glissement 84 V t Oscillateur à quartz Signal du capteur f circuits imprimés multicouches (mul- condensat se dépose doivent être tilayer) sont produits et dotés d’élé- évités car ceci peut endommager les ments électroniques grâce aux tech- cellules de mesure. Les analyseurs nologies d’équipement (SMD) les plus de combustion sont donc dotés d’un modernes. Un ordinateur de test (tes- pot de condensation car il collecte teur « en circuit ») contrôle les circuits le condensat se déposant et protège imprimés équipés et constate d’éven- donc l’appareil de mesure. tuelles erreurs dès le départ. Les Le gaz de fumée est aspiré par la circuits imprimés défectueux peuvent pompe de la sonde de gaz de fumée. être réparés à moindre frais et réin- Le thermocouple se trouvant dans la tégrés dans le circuit de production. pointe de la sonde de gaz de fumée Après le montage du circuit imprimé et sert à mesurer la température du gaz des cellules de mesure du gaz dans le de fumée. Le pot de condensation et boîtier au format optimisé, le fonction- le filtre intégré « sèchent » le gaz de nement des appareils est contrôlé sur fumée et retiennent les particules de un banc de test assisté par ordina- poussière et de suie. L’échantillon de teur et les appareils sont étalonnés gaz passe la pompe et est compressé au moyen de gaz de contrôle. La par un capillaire (rétrécissement du certification selon la norme DIN ISO parcours de gaz) vers une préchambre 9001 garantit une qualité constante, amortissant les chocs de pression complétée par un service après-vente générés par la pompe à membrane. Le compétent. Il s’agit de la seul façon gaz à mesurer passe de la préchambre de produire des appareils de mesure aux capteurs de gaz, mesurant – en répondant aux exigences des analyses fonction des modèles – les concen- de gaz de fumée. trations en O2, CO, NO, NO2, et SO2. Aucun gaz de fumée n’est aspiré pour 7.6 Conception mesurer le tirage. Le gaz de fumée Lors de la conception d’analyseurs de accède directement de la sonde de combustion portatifs, l’élaboration des gaz de fumée au capteur de pres- parcours de gaz revêt une importance sion de l’analyseur en passant par un toute particulière. D’éventuelles fuites parcours de gaz propre. C’est là que le pouvant fausser les résultats des tirage est mesuré. La température de mesures, les raccords des parcours l’air de combustion est mesurée par de gaz doivent être parfaitement une sonde de température directement étanches. Les points auxquels le raccordée à l’appareil de mesure. 85 Annexes 8. Annexes 8.1 Formules de calcul Pertes par les fumées : qA = (TF - TA) A2 (21 - O2) +B - XK TF : température du gaz de fumée TA : température de l’air de combustion A2/B :facteurs spécifiques au combustible (cf. tableau) 21 : teneur en oxygène dans l’air O2 : valeur O2 mesurée (arrondie au chiffre entier) XK : coefficient indiquant les pertes par les fumées qA comme valeur minimale lorsque le point de rosée n’est pas atteint. Requis pour les mesures sur les installations à combustion. Lorsque la température n’est pas inférieure au point de rosée, la valeur XK est égale à 0. qA = f × (TF - TA) CO2 Formule de Siegert pour le calcul des pertes par les fumées. Cette formule est utilisée lors les facteurs A2 et B spécifiques au combustible (cf. tableau) sont quasi nuls. Tableau des facteurs spécifiques au combustible Combustible A2B f CO2max Fioul 0.68 0.007– 15.4 Gaz naturel 0.65 0.009 – 11.9 Gaz liquide 0.63 0.008 – 13.9 Coke, bois ––0.74 20.0 Briquettes ––0.75 19.3 Lignite ––0.90 19.2 Houille ––0.60 18.5 Gaz de cokerie 0.6 0.011 – – Gaz de ville 0.63 0.011 – 11.6 Gaz étalon –––13.0 86 Quantité d’air L : L = λ x Lmin L : quantité d’air effective λ : coefficient d’air Lmin:besoins théoriques en air Concentration en dioxyde de carbone (CO2) : CO2 = CO2max × (21 - O2) CO2max :valeur de CO2 maximale spécifique au combustible 21 Coefficient d’air λ : λ= CO2max CO2 = 1+ O2 21 - O2 CO2max :valeur de CO2 maximale spécifique au combustible CO2 : valeur de CO2 calculée dans le gaz de fumée O2 : valeur O2 mesurée (arrondie au chiffre entier) 21 : teneur en oxygène dans l’air Concentration en monoxyde de carbone non dilué (COnon dilué) : COnon dilué = COdilué x λ CO :valeur de CO mesurée λ : coefficient d’excès d’air Rendement d’une installation η : η = 100 - qA qA : pertes par les fumées 87 Annexes Limites de l’ordonnance sur les installations de chauffage Puissance calorifique du combustible 50 – 350 kW 350 kW – 2 MW > 2 MW – 5 MW > 5 MW – 10 MW > 10 MW. Combustibles solides CO NO 800 mg/m³ 250 mg/m³ 250 mg/m³ 100 mg/m³ 250 mg/m³ 250 mg/m³ 250 mg/m³ 250 mg/m³ 200 mg/m³ Poussière / Bois 150 mg/m³ 150 mg/m³ 50 mg/m³ 50 mg/m³ 50 mg/m³ Combustibles liquides CO NO SO2 Combustibles gazeux CO NO 13 % O2 de référence Fioul EL < 1 MW > 1 MW. 50 kW – 50 MW > 50 MW. > 50 MW – 300 MW > 300 MW. 50 kW – 2 MW 100 mg/m³ 80 mg/m³ 150 mg/m³ 100 mg/m³ 100 mg/m³ 100 mg/m³ Indice de suie 1 350 mg/m³ 200 mg/m³ 3 % O2 de référence < 3 MW > 3 MW < 3 MW > 3 MW 80 mg/m³ 80 mg/m³ 80 mg/m³ 80 mg/m³ Gaz naturel 120 mg/m³ 100 mg/m³ Gaz liquide 160 mg/m³ 130 mg/m³ 3 % O2 de référence Pertes par les fumées A charge nominale, les installations de chauffage servant pour le chauffage de locaux ou la préparation d’eau chaude ne peuvent pas dépasser les pertes par les fumées suivantes en fonction du type de carburant utilisé : 1. Installations de chauffage pour combustibles solides à chargement automatique 19 % 2. Installations de chauffage pour combustibles liquides ou gazeux 10 % 88 Limites des lois de protection de l’air autrichiennes Combustibles solides Art. 15a B-VG < 50 kW Art. 15a B-VG > 50 kW Vienne1) CO 3500 mg/m³ manuel 1500 mg/m³ automatique NO qA 20 % manuel 19 % automatique FAV FAV FAV 2000 mg/m³ 2000 mg/m³ 2000 mg/m³ 2000 mg/m³ 900 mg/m³ 600 mg/m³ 600 mg/m³ 600 mg/m³ 23 % 15 – 26 kW²) 20 % 15 – 26 kW 19 % 26 – 50 kW 18 % 50 – 120 kW 18 % 11 – 50 kW 18 % 50 – 120 kW 18 % > 120 kW 21 % 15 – 50 kW NÖ³) B5) 4000 ppm < 50 kW 2000 ppm 50 – 150 kW 19 % > 50 kW Stmk6) OÖ Salzbourg Kärnten Tyrol Vorarlberg10) 2000 mg/m³ 800 mg/m³ 1500 mg/m³ ≤ 50 kW 800 mg/m³ > 50 – 400 kW 1500 mg/m³ 800 mg/m³ 4000 mg/m³ 9) 800 mg/m³ < 400 kW 250 mg/m³ > 400 kW 1000 mg/m³ 300 mg/m³ 19 % 8 – 26 kW 17 % 26 – 50 kW 15 % 50 – 200 kW 19 % 300 mg/m³ 19 % 500 mg/m³ 19 % < 50 kW 19 % > 50 kW 21 % 26 – 50 kW 20 % 51 – 120 kW 19 % > 120 kW 19 % 19 % 20 % 1) Nouvelles installations à partir due 01.06.2004 ; anciennes installations jusqu’au 31.12.2011 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Fours indépendants Installations avant le 23.07.1998 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Installations avant le 01.07.2000 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Installations jusqu’à 1996 et avec chargement manuel : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air A partir du 01.03.1994 10) Chargement automatique ² ) ³ ) 5) 6) 9) 89 Limites des lois de protection de l’air autrichiennes Combustibles liquides Art. 15a B-VG < 50 kW Art. 15a B-VG > 50 kW Vienne1) NÖ³) B5) CO 100 mg/m³ Indice de suie 1 NO qA 10 % FAV FAV FAV 100 mg/m³ 100 mg/m³ 100 mg/m³ 100 mg/m³ 150 ppm uv4) 150 ppm uv4) 150 ppm uv4) 500 ppm 400 mg/m³ 150 mg/m³ 150 mg/m³ 150 mg/m³ fioul fioul fioul fioul EL EL EL EL 10 % > 50 kW 500 ppm Stmk6) OÖ Salzbourg 100 mg/m³ 100 mg/m³ 100 mg/m³ 100 mg/m³ < 50 kW fioul EL 100 mg/m³ 50 kW – 1 MW 100 mg/m³ < 50 kW 100 mg/m³ fioul EL Kärnten Tyrol Vorarlberg10) 1) 300 ppm 100 mg/m³ 17 % 15 – 26 kW²) 15 % 15 – 26 kW 14 % 26 – 50 kW 12 % 50 – 120 kW 12 % 11 – 50 kW 11 % 50 – 120 kW 10 % > 120 kW 100-(84+2logPn) 150 mg/m³ fioul EL 150 mg/m³ fioul EL 150 mg/m³ fioul EL 16 % 25 – 50 kW 14 % 50 – 120 kW 12 % > 120 kW 10 % 150 mg/m³ 50 kW – 1 MW 10 % 150 mg/m³ fioul EL 10 % 10 % 16 % 26 – 50 kW 14 % 51 – 120 kW 12 % > 120 kW ÖNORM 7510-1, -2 alt 10 % Nouvelles installations à partir due 01.06.2004 ; anciennes installations jusqu’au 31.12.2011 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Fours indépendants Installations avant le 23.07.1998 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Non dilué = Excès d’air λ COx Installations avant le 01.07.2000 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Installations jusqu’à 1996 et avec chargement manuel : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air 10) Chargement automatique ² ) ³ ) 4) 5) 6) 90 Limites des lois de protection de l’air autrichiennes Combustibles gazeux Art. 15a B-VG < 50 kW Art. 15a B-VG > 50 kW Vienne1) NÖ³) B5) CO 100 mg/m³ NO qA 10 % FAV FAV FAV 80 mg/m³ 80 mg/m³ 80 mg/m³ 80 mg/m³ 150 ppm uv4) 150 ppm uv4) 150 ppm uv4) 500 ppm 300 mg/m³ 120 mg/m³ 120 mg/m³ 120 mg/m³ 15 % 15 – 26 kW²) 13 % 15 – 26 kW 12 % 26 – 50 kW 11 % 50 – 120 kW 12 % 11 – 50 kW 11 % 50 – 120 kW 10 % > 120 kW 100-(84+2logPn) 10 % > 50 kW 500 ppm Stmk6) 80 mg/m³ 80 mg/m³ 80 mg/m³ 120 mg/m³ 8) 120 mg/m³ 8) 120 mg/m³ 8) 16/14 %7) 25 – 50 kW 14/13 %7) 50 – 120 kW 12 % > 120 kW OÖ Salzbourg 100 mg/m³ < 50 kW 80 mg/m³ Kärnten Tyrol Vorarlberg10) 300 ppm 100 mg/m³ 120 mg/m³ 160 mg/m³ gaz liquide 10 % 10 % 16/14 %7) 26 – 50 kW 14/13 %7) 51 – 120 kW 12 % > 120 kW ÖNORM 7510-1, -2 alt 10 % 1) Nouvelles installations à partir due 01.06.2004 ; anciennes installations jusqu’au 31.12.2011 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Fours indépendants Installations avant le 23.07.1998 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Non dilué = Excès d’air λ COx Installations avant le 01.07.2000 : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air Installations jusqu’à 1996 et avec chargement manuel : cf. loi autrichienne sur la protection de l’air 7) Brûleurs atmosphériques 8) Gaz naturel ; gaz liquide : 160 mg/m³ 10) Chargement automatique ² ) ³ ) 4) 5) 6) 91 Annexes 8.2 Présentation des appareils Testo pour le contrôle des données climatiques lors de la production d’énergie et chez les artisans. Techniques de mesure pour l’environnement, le climat et l’industrie La recette du succès est simple : des « Nous mesurons. » – Cette devise collaborateurs extrêmement qualifiés est aussi le slogan et la clé du succès et motives et des investissements su- de la société Testo AG, ayant son périeurs à la moyenne dans l’avenir de siège à Lenzkirch, au cœur de la l’entreprise. Quelque 10 % du chiffre Forêt Noire. Dans cette entreprise de d’affaires annuel sont en effet investis haute technologie située à proximité par Testo AG dans la recherche et le de Fribourg, tout tourne autour des développement, ce qui confirme sa techniques de mesure les plus nova- position de leader du marché dans trices. Qu’il s’agisse des nouveaux le secteur des techniques de mesure modèles de caméras thermiques, du portatives et stationnaires. système de surveillance testo Saveris ou de l’analyseur de poussières fines Testo sur site d’un nouveau genre testo 380 : le En République Fédérale d’Allemagne, spécialiste des techniques de mesure six centres de service assurent le suivi se démarque toujours par un degré des clients et prospects. 30 succur- d’innovation élevé et une large gamme sales, e.a., en Argentine, en Austra- de produits. Les appareils de mesure lie, en Belgique, au Brésil, en Chine, de Testo aident les clients à gagner en France, en Grande-Bretagne, à du temps et à réaliser des économies Hongkong, en Italie, au Japon, en sur les matières premières, ils pro- Corée, aux Pays-Bas, en Autriche, en tègent l’environnement et la santé des Pologne, en Suisse, en Espagne, en personnes et augmentent la qualité République Tchèque, en Turquie, en des produits et services. Ces appareils Hongrie et aux USA, ainsi que plus high-tech sont, par exemple, utili- de 80 représentants commerciaux as- sés pour le stockage et le transport surent également la vente et le service de marchandises sensibles, comme des appareils de mesure de précision dans les secteurs pharmaceutique et de Lenzkirch sur les cinq continents. agroalimentaire, pour la production et l’assurance qualité dans l’industrie ou 92 Des appareils de mesure d’une Certificat ISO 9001 qualité éprouvée Depuis octobre 1992, Testo dispose Plus de 100 000 analyseurs de du certificat de qualité ISO 9001, un combustion de marque Testo sont certificat reconfirmé en octobre 1997. utilisés chez nos clients partout dans Grâce à un système d’assurance le monde. Des utilisateurs industriels, qualité tourné vers le futur et appliqué des artisans, mais aussi les autori- avec logique, les clients reçoivent tés font confiance aux analyseurs toujours des produits d’une qualité de combustion de Testo... et ils ont constante. Ceux-ci sont évalués et raison. Testo est également totalement certifiés par une instance neutre et confiant en la qualité de ses produits, assermentée : la Germanische Lloyd. ce qui se traduit par une garantie Cette société contrôle régulièrement la nettement plus longue que la garantie mise en œuvre de la norme ISO 9001 légale. par Testo. La double page suivante vous pré- Un service complet par des sente les appareils de Testo utiles équipes qualifiées dans le secteur des techniques de Même après la fin de la garantie, Testo mesure pour le chauffage. ne laisse pas « tomber ses clients ». Un département de service internationale fournit une aide rapide à tous les utilisateurs. En Allemagne, les activités de service et de fourniture de pièces de rechange fonctionnent 24 heures sur 24 (avec des suppléments). Il va de soi que les clients, à leur demande, peuvent recevoir des appareils de remplacement pendant les réparations, contre paiement d’un petit forfait. 93 Annexes Analyseur de combustion testo 330 LL •Durée de vie longue des •Ecran graphique couleurs, capteurs graphiques clairs et jusqu’à 6 ans ; garantie : 4 symboles ans •Menus de mesure étendus pour des analyses complètes •Interface USB •Menu BImSchV, •Fonction d’enregistrement désactivation manuelle CO, •°C, hPa, O2, détermination valeur qA moyenne du CO2, mesure du CO/CO2 ambiant, mesure du débit de fuite, , ∆T, P, Eta, qA, contrôle des canalisations de gaz Analyseur de combustion extrêmement efficace testo 320 •Ecran graphique couleurs haute résolution •Navigation aisée dans les menus •500 emplacements de mémoire pour valeurs de mesure •Mesure de la combustion, du tirage, de la pression différentielle, du CO ambiant, de la différence de température et détection des fuites de gaz •Capteurs O2 et CO et sonde de gaz de fumée avec sonde de température •Certifié TÜV selon EN 50379 (parties 1-3) Analyseur de poussières fines testo 380 •Associé au testo 330-2 LL, une solution complète novatrice pour les installations utilisant des combustibles solides, du fioul ou du gaz •Contrôle TÜV illimité pour les limites de niveaux 1/2 et selon la VDI 4206, fiche 2 •Mesure parallèle des poussières fines, de l’O2 et du CO 94 •Représentation graphique de toutes les valeurs de mesure en temps réel •Exploitation et entretien particulièrement rentables •Manipulation et transport aisés •La haute technologie au format « Mallette » : mesure de toutes les valeurs importantes au moyen d’une seule sonde Analyseur de combustion portatif testo 350 •Max. 6 capteurs de gaz (préétalonnés, remplacement par l’utilisateur possible) •Ecran graphique couleurs (navigation spécifique à l’application) et préréglages utiles •Elément de commande amovible •Extensions des étendues de mesure avec facteurs de dilution au choix •Système de préparation du gaz « Peltier » intégré Manomètre et débitmètre de fuite testo 324 •Toutes les mesures des canalisations de gaz et d’eau avec un seul appareil •Ecran graphique couleurs haute résolution •Navigation aisée dans les menus •Installation rapide et utilisation simplifiée •Mallette de transport avec dispositif d’injection •Pompe intégrée pour une montée en pression automatique jusqu’à 300 mbar •Capteurs de haute précision •Résultats de mesure conforme au DVGW •2 ans de garantie Manomètre pour installateurs de gaz / d’eau testo 312-3 •Contrôle de charge et d’étanchéité des canalisations de gaz •Contrôle de pression des canalisations d’eau •Etendues de mesure commutables, résolution optimale •Alarme en cas de dépassement des seuils pré-enregistrés •Ecran très lisible avec heure 95 Annexes Moniteur pour monoxyde de carbone testo 317-3 •Avertissement en cas de concentrations dangereuses en CO dans l’air ambiant •Sans phase de mise à zéro, opérationnel de suite •Seuils d’alarmes réglables •Mise à zéro du CO sur le lieu de mesure •Alarmes visuelles et sonores Détecteur de fuites de gaz électronique testo 316-2 •Sonde de mesure flexible pour les endroits difficilement accessibles •Alarmes visuelles et sonores avec affichage en bâtons pour les concentrations croissantes et dangereuses •Indicateur pour les fuites maximales 96 •Pompe intégrée •Raccord pour écouteurs pour une localisation sûre des fuites dans les environnements bruyants •Grande autonomie grâce à son accumulateur intégré Notes 97 Annexes Notes 98 Notes 99 100 PG-CHF_2982-8015-02/cw/I/07.2014 www.testo.ch Sous réserve de modifications, même techniques. 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