Vaporisation et combustion dans un brûleur à haut rendement

Département de l’environnement,
des tranports, de l’énergie et de la communication DETEC
Office fédéral de l’énergie OFEN
Sektion Energieforschung
Programme Combustion 32
Vaporisation et combustion dans un brûleur à haut rendement
La technique du brûleur à mazout à vaporisation permet de couvrir une plage de puissance optimale allant de 5 à 15 kW tout en améliorant l’efficacité du chauffage et en réduisant les émissions
polluantes. De nombreux acteurs de la recherche et de l’industrie ont contribué au développement d’une chaudière murale commercialisable utilisant la chaleur de condensation (ThermMix).
Le combustible est amené à vaporisation par un système rotatif et brûlé sous la forme d’un tapis de
flamme sur la surface préchauffée du tube à flamme. A droite : application optimisée reliée à une installation de capteurs solaires. (Illustrations : ThermMix, Walter Meier SA)
Les chauffages à mazout doivent répondre aux mêmes objectifs que toutes les autres chaudières :
une efficacité accrue, des émissions minimes et un fonctionnement rentable. Par ailleurs, avec les
isolations thermiques actuelles, il n’est plus nécessaire d’avoir une puissance de chauffage très élevée, surtout dans des maisons individuelles neuves et assainies répondant aux nouveaux critères
d’efficacité énergétique. Le brûleur Pluto imaginé par l’entreprise Toby SA à Soleure, spécialisée dans
les composants de chauffages, est parfaitement adapté à cette nouvelle donne. Le mazout est amené
par un pulvérisateur centrifuge au tube à flamme préchauffé par la recirculation des gaz de fumée et
brûlé avec un minimum de résidus polluants. Quelques développements ont permis d’appliquer cette
nouvelle technologie à un produit commercialisable. Il s’agit d’une chaudière à mazout murale à
condensation, dont la plage de puissance va de 5 à 15 kW. On la trouve sur le marché depuis septembre 2007 sous la dénomination de ThermMix.
Points forts
• Brûleur avec technique de vaporisation
• La basse température des gaz d’échappement et la condensation réduisent la consommation
• Optimisé pour les nouvelles constructions et les assainissements performants sur le plan énergétique.
Intervenants
• Toby SA und ThermMix SA à Soleure
• EPL Zurich (LTNT) et FHNW Windisch (ITFE)
• Partenaires industriels, par ex. Walter Meier SA, www.waltermeier.com
D:\Jürg Wellstein\3 BFE Medien\Success Stories\32 Verbrennung TermMix\Def\Faktenblatt Programm Verbrennung 32 FRANZ.doc
Sources
• Rapports de synthèse des chefs de programme de l’OFEN, 2005, 2008
Historique
On pressentait que le brûleur Pluto de Toby SA aurait un grand potentiel sur le marché car il peut
couvrir la plage de puissance inférieure et convient donc particulièrement bien aux maisons individuelles très bien isolées. Il fallait néanmoins qu’on puisse l’intégrer dans une chaudière à condensation.
Avec le soutien de l’OFEN, le Laboratoire de thermodynamique en technologies nouvelles (LTNT) de
l’EPF de Zurich s’est employé à calculer au moyen de simulations l’interversion de la direction du flux,
qui doit nécessairement être dirigé vers le bas (brûleur inversé). Cette inversion a nécessité une optimisation du flux et de la transmission de chaleur. Ce brûleur à vaporisation amélioré assure un minimum d’émissions polluantes et permet une régulation simplifiée et modulée. En outre, le potentiel de
condensation peut être exploité au maximum grâce à la basse température des gaz effluents. ThermMix SA et la Haute-Ecole du Nord-Ouest de la Suisse (FHNW) sont ultérieurement parvenus à intégrer
le brûleur dans une chaudière compacte dans le cadre d’un projet CTI.
Recherche et développement énergétiques
• Simulation des conditions d’écoulement et de mélange dans le brûleur inversé (brûleur Pluto).
Défis
• Développement de brûleurs et de chaudières en tenant compte de l’évolution des exigences à
remplir
• Demande du marché en chauffages à mazout moins gourmands et moins polluants.
Perspectives
• Utilisation plus efficace du mazout
• Conditions plus favorables à un couplage avec des systèmes solaires.
Le système intégré dans la chaudière à mazout murale comprend le brûleur inversé et un échangeur
de chaleur assurant une transmission de chaleur optimale. (Illustrations : ThermMix, Walter Meier SA)
Derniers développements
À côté du lancement et du positionnement de la chaudière ThermMix sur le marché par une entreprise
de renom, le travail de recherche et de développement se poursuit. Depuis la fin 2008, l’OFEN soutient notamment un projet consacré aux petits brûleurs à mazout. L’objectif est de pouvoir disposer un
jour d’appareils dans une plage de puissance étendue, munis d’une technique de prévaporisation et
offrant une certaine flexibilité vis-à-vis des combustibles utilisés.
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D:\Jürg Wellstein\3 BFE Medien\Success Stories\32 Verbrennung TermMix\Def\Faktenblatt Programm Verbrennung 32 FRANZ.doc