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Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda



  1. #1
    lolosoph

    Lightbulb Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour à tous,

    tout un programme, bien qu'autocontruction soit un léger abus de langage, puisqu'en fait je pars d'une chaudière Marolotherm "Royal Turbo" à combustion inverse (1985). Le corps de chauffe et l'échangeur sont en très bon état, je compte refaire la chambre de combustion secondaire en béton réfractaire et la régulation avec un automate programmable en ajoutant une sonde de température et une sonde lambda en sortie de fumée.

    Je planche actuellement sur le principe de la régulation de la combustion. J'aurais besoin des conseils des utilisateurs/connaisseurs/pro des chaudières à combustion inverse pour choisir entre plusieurs solutions :

    1/ le ventilateur est en mode On/Off. Les 2 canaux d'air sont chacun réglé par leur propre vanne papillon. La quantité d'air primaire est réglé par la sonde de température des fumées qui représente la puissance. L'air secondaire est uniquement géré par la sonde lambda : si l<1 (c'est-à-dire tension < 0,5 V), on ouvre, et vice-versa pour toujours obtenir l=1 (U=0,5 V) (ou légèrement au-dessus).

    2/ le ventilateur est à vitesse variable, qui détermine la puissance de la chaudière. Il n'y a pas de réglage de l'air primaire (toujours ouvert à fond (puisque puissance=f(vitesse) ). L'air secondaire est réglé par la sonde lambda.

    3/ le ventilateur travaille à vitesse variable. L'air est distribué par un papillon à double sortie qui répartit le flux entre airs primaire/secondaire avec un rapport variant entre 0/100% à 100/0%.

    4/ En mode pression : 2 ventilateurs à vitesse variable en entrée des flux d'air, le premier gère la puissance (air primaire en fonction de la °C des fumées), le second en fonction de la sonde lamdba.

    5/ En mode pression : 1 seul ventilateur on/Off en soufflage. Air primaire et secondaire sont gérés indépendamment par 2 clapets.

    6/ idem 5/ mais clapet unique de répartition de l'air (comme en 3).

    7/ un commercial m'avait soutenu que sur sa chaudière avec ventilo (aspiration) à vitesse variable, la sonde lambda gère le clapet d'air secondaire (ok) et celui de l'air primaire (??!!) .


    Que pensez-vous de ces différentes versions?
    Quelqu'un connaît-il la réponse au principe 7/ ?
    (Si besoin, je peux fournir des schéma de principe)

    Merci d'avance.
    Cordialement,

    Lolosoph

    -----


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  3. #2
    caillou

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour,

    à mon avis, ça dépasse les simples réflexions qu'on peut avoir ici, il faut un bureau d'étude avec les courbes de combustions et régul en conséquences sans parler de la loi de Murphy (de l'emmerdement maximale).
    Une autre piste : achète un ballon tampon et charge le avec la chaudière à fond. Après tu régules la T° de l'eau avec une vanne 3 voies classique.
    En tout cas, moi je sais pas faire autrement...

    Bon courage

  4. #3
    lolosoph

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonsoir,

    effectivement, il y aura également un ballon tampon, mais je voudrais le limiter en volume. D'où la nécessiter de réguler. Et beaucoup de chaudières bois du marché savent le faire (jusqu'à 50% de la puissance nominale, d'après les docs, reste à voir l'envers de la médaille et la réalité du terrain ...)
    Quant au bureau d'études, il me coûtera certainement plus cher qu'une chaudière neuve . Au vu du niveau (élevé , j'entends) de certaines discussion, je pense que certains doivent avoir leur avis sur la question.

    Bonne soirée.

  5. #4
    caillou

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Alors achète leur régulation et branche la dessus...mais là aussi ça risque de couter un peu de sou.
    Il y a une différence entre comprendre comment ça marche et inventer les programmes suivant les lois et courbes de combustions, sécurités, NOx, CO2, O2, CO. Certains ont même renoncé à intégrer tout et simplifient pour ne pas risquer à des pannes trop complexes à gérer.
    Une combustion complète doit se faire à T° max pour avoir moins de CO
    Pour une combustion max, il faut beaucoup de O2
    Mais un excès de O2 refroidit (N2 est 4 fois plus abondant)
    Une T° max (1000°C) produit NOx
    Et la vapeur dans tout ça ? et les 2 clapets pour AP et Air Secondaire ?
    Idéalement, il faut se placer à 600°C environ. Quid du SOx (bon moins fréquent dans le bois que le fioul ok)

    En plus l'électronique et la chaleur n'a jamais fait bon ménage...sur ce, encore bon courage.

  6. Devis
  7. #5
    lolosoph

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour,
    Caillou, merci de jouer à l'avocat du diable, c'est exactement ce dont j'ai besoin pour me poser les bonnes questions. (désolé pour le délai, en déplacemement).

    Citation Envoyé par caillou Voir le message
    Alors achète leur régulation et branche la dessus...mais là aussi ça risque de couter un peu de sou.
    Je voudrais bien, mais si tu voyais la tête des fournisseurs quand tu leur poses la question... Je pars du principe que fait soi-même, c'est d'autant mieux maîtrisé.
    Citation Envoyé par caillou Voir le message
    Il y a une différence entre comprendre comment ça marche et inventer les programmes suivant les lois et courbes de combustions, sécurités, NOx, CO2, O2, CO. Certains ont même renoncé à intégrer tout et simplifient pour ne pas risquer à des pannes trop complexes à gérer.
    Je ne sais pas ce que tu appelles une courbe de combustion, mais je ne suis pas persuadé que les fabricants de chaudières ou de poëles à bois se posent tous ce genre de question. Preuve en est, la récente controverse sur les particules fines. A noter qu'à terme, je compte installer un filtre à particule Zumikron, en plus de la condensation.
    La sécurité sera gérée grâce à des soupapes de sécurité, soupape de décharge thermique (obligatoires dans toute installation bois), clapets d'AP/AS avec fermeture automatique par ressort intégré, voire batterie de secours, et beaucoup de matière grise dans la mise au point de la régulation. Mais tu as raison, je ne prétendrai jamais faire mieux que les ingénieurs qui réfléchissent à la question depuis des lustres. Au contraire, j'aime apprendre tous les jours.
    Citation Envoyé par caillou Voir le message
    Une combustion complète doit se faire à T° max pour avoir moins de CO
    Pour une combustion max, il faut beaucoup de O2
    Mais un excès de O2 refroidit (N2 est 4 fois plus abondant)
    D'où l'intérêt de la sonde de température de fumées et surtout l'utilité de la sonde lambda.
    Citation Envoyé par caillou Voir le message
    Une T° max (1000°C) produit NOx
    Idéalement, il faut se placer à 600°C environ. Quid du SOx (bon moins fréquent dans le bois que le fioul ok)
    OK pour le NOx, mais c'est un effet de bord d'une excellente combustion du bois. Si j'apprends qu'il est possible de le maîtriser sans nuire à la qualité de la combustion, j'y veillerai.
    Citation Envoyé par caillou Voir le message
    Et la vapeur dans tout ça ?
    Si tu parles de la surchauffe, voire chapitre sécurité. Si tu parles de la vapeur de combustion, je rappelle que je compte installer un condenseur en sortie de fumées froides. Je me demande pourquoi cela n'existe pas plus dans le monde des chaudières bois "modernes" (en-dehors d'une installation industrielle en Suisse et d'une chaudière à pellets du marché, pour ne pas la citer ...) A noter que j'aimerai bien mettre au point un système à barbotage, mais beaucoup plus complexe qu'un simple échangeur, qui lui présente des risques de goudronnage.
    Citation Envoyé par caillou Voir le message
    et les 2 clapets pour AP et Air Secondaire ?
    Clapets à ouverture proportionnelle 0-10V, intégrant un ressort de fermeture automatique en cas de coupure électrique. Modèle et fournisseur déjà sélectionnés. Pour la petite histoire, j'ai découvert qu'il s'agit du même modèle qui équipe les chaudières d'un fabricant.

    Citation Envoyé par caillou Voir le message
    En plus l'électronique et la chaleur n'a jamais fait bon ménage...sur ce, encore bon courage.
    Comme sur toutes les chaudières. En-dehors des moteurs de clapets qui seront disposés sur un support eloigné et aéré et des capteurs prévus pour travailler dans ces conditions (sonde lambda, température de fumées, sonde pour soupape de décharge thermique), la régulation sera déportée, et non intégrée dans le bâti. Là encore, lorsqu'on regarde certaines chaudières bois du marché "étudiées pour", on se demande pourquoi la régulation est disposée d'une façon telle qu'elle prend nécessairement une bouffée de fumées à chaque ouverture de porte ...

    Les premières pièces vont être commandées dans la semaine...
    Bonne journée.
    Dernière modification par lolosoph ; 23/11/2009 à 12h00.

  8. A voir en vidéo sur Futura
  9. #6
    florisound

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour ,

    beau chantier en perspective

    Je me suis déjà posé la question de la réalisation d’une chaudière en auto-construction.

    Ma démarche était simple :

    Partir d’un gros PDM pour tout ce qui est de la qualité de combustion.
    Ceinturé le cœur avec une lame d’eau, puis échanger les fumées et pourquoi pas
    jusqu’a la condensation.

    Certaine chaudière du commerce sont vendu avec ou sans sonde lambda.
    Je me pose la question de sont efficacité, car si on demande la puissance maxi de la chaudière (comme le poêle de masse)
    on s’aperçoit que la régulation par sonde lambda n’augmente pas trop le rendement des dites chaudière.

    Par contre la sonde lambda permet de réduire la puissance de combustion de la chaudière ,et de se fait présenter des programmes utilisateur :
    Comme l’autonomie avant rechargement par ex, où bien le fait de bruler tout sorte de bois différent par le bon dosage air primaire air secondaire.

    Pour ma part je souhaite rester sur un système simple comme le PDM pour la base de combustion…
    Puis le crédit d’impôt et maintenant l’Ecco prêts mon freiné dans ma démarche !!



    Vous pouvez aussi commander plusieurs ventilateurs pour la régulation a la place des clapets variable.

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  11. #7
    lolosoph

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour Florisound,

    c'est le 4e hiver que je chauffe une maison récente de 120 m² avec un poële (foyer en chamotte et pierre ollaire) avec - de 10 stères de bois. Mais l'hiver dernier, c'était vraiment limite en terme de chauffage, il me fallait une nouvelle solution.

    Les objectifs étaient :
    - ne plus acheter de fioul
    - profiter de mon plancher chauffant basse température, vraiment confortable
    - chauffer les chambres de l'étage sans système de distribution d'air chaud, tout en pouvant dormir les portes fermées
    - pouvoir utiliser plusieurs sources de bois (bûches, plaquettes, déchets de bois, pellets en appoint).

    Les solutions envisagées :
    - adjoindre sur le conduit de fumée un échangeur fumées-eau (comme on trouve en ... Allemagne).
    - une chaudière bois, de préférence mixte bûches-pellets
    - transformer le poele en chaudiere à la cave.
    - souder une chaudière soi-même
    - remplacer le brûleur fioul de la chaudière existante par un ... gazéifieur (si, si, mon imagination n'a pas de limite )
    - chaudière à plaquettes forestières

    Les solutions dédaignées :
    - PAC
    - gaz de ville
    - full pellets (en appoint : OK)

    Cela fait 2 ans que je parcours tous les salons à l'affût du modèle qui satisfasse tous mes désirata, y compris mon budget plus que limité. Car même crédit d'impôts déduit, une chaudière bois de bonne facture reste onéreuse. Evidemment, comme toujours, on en a pour son argent.

    Mais, la chance aidant, j'ai pu trouver pour 400 roros une chaudière à combustion inversée toute faite. Ou plutôt soudée, car la chambre de combustion secondaire est HS. Par contre, le corps de chauffe, l'échangeur et les soudures ne présentent aucun défaut et le ventilateur avec axe refroidi est fonctionnel (mais gourmand : 370 W !!).

    Partant de cette base, il faut que j'opère les modifications suivantes:
    - remplacer l'isolation périphérique de 3 cm par 10 cm
    - adjoindre une sonde lambda
    - adjoindre une sonde de température
    - refaire la chambre de combustion secondaire
    - "fabriquer" une régulation, et donc son mode de fonctionnement, y compris toutes les sécurités.

    Budget prévisionnel (matériel neuf, sauf corps de chauffe) :
    - chaudière à combustion inverse d'occasion : 400
    - foyer secondaire : 100 (max)
    - clapets AP/AS : 180 x 2
    - sonde lambda : 100
    - sonde de température : 150
    - régulation : automate programmable 16 entrées (6A + 10 TOR), 10 sorties TOR + logiciel + câble USB + alim + 3 sondes PT100 : 466
    - extension automates 2 sorties 0-10V (pour réguler les clapets) : 140

    Total : 1700 €.
    La chaudière du marché présentant les mêmes caractéristiques renvient à 8500 TTC - 40 % = 5000 € (si installé avant fin 2009, sinon -25% = 6400).
    Il y aura évidemment d'autres dépenses, ne serait-ce que le cuivre, les raccords, V3V, ballon, mais se sont les mêmes que la chaudière soit home-made ou achetée. Et pour parodier une pub célèbre "le plaisir de faire soi-même, cela n'a pas de prix" .
    Citation Envoyé par florisound Voir le message
    Vous pouvez aussi commander plusieurs ventilateurs pour la régulation a la place des clapets variable.
    Oui, c'était une des solutions envisagées (8 au total), mais cela nécessite de travailler en pression, et je préfère éviter ce mode de fonctionnement (risque de fuite notamment).

    A+.

  12. #8
    florisound

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Je vois que l'on a eut des idées similaire.

    Pour le moment j'utilise une chaudière acier type "la bucheronne" qui permet d'enfourner des buches de 120..c'est un tonneau couché , très pratique mais au rendement médiocre..
    J'ai un peu amelioré a l'aide de chicanne et surtout en motorisant le volet d'alimentation air d'après une temporisation.
    Par ex: si je charge en palette c'est 45 min d'ouverture .
    Si c'est du sapin en buche c'est 120 min ou du chene 200 min et du hêtre 180 min.
    J'ai 2500 l de ballon tampon et +500l de ECS.
    Toute la régulation a été conçut par moi même.
    Sous 0 degré, la puissance de la chaudière et son volume bois 40Kwh ne permet plus de recharger les ballons dans la journée aux heures de présence (2 chargements).
    Il me faut donc une chaudière avec un magasin bois plus grand.
    Mais les prix m'ont aussi découragé...
    D' ou cette envie de tout faire soit même!!!

    Tu aurai une idée de l'acier a utilisé pour l'échangeur fumée ??



    L'automate pour la gestion c'est très bon.
    Le ventilo est super musclé si tu rajoute 2 à 3 pompes pour la circulation (boucle primaire- Plancher- radiateurs )comme chez moi tu te rapproche dangereusement de 500 W hors régulation! Essaie de lui faire varier sa vitesse car on atteint vite 2 à 3 KWh de consommation/24h.

    Pour le programme que pense tu faire ?

    Asservissement air primaire / température eau : (modulation puissance).

    Asservissement air secondaire /sonde lambda qualité combustion)


    pour en discuter ....


    JCB

  13. #9
    lolosoph

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour,

    non, je n'ai pas d'idée de la qualité d'acier utilisée. Je l'avais déjà lu, mais je ne parvient pas à remettre la main dessus. Par contre, j'ai des liens de fabricants, si cela t'intéresse (mais uniquement dans la langue de Goethe, c'est une technologie trop complexe pour nous autres français).

    Pour la gestion de l'automate, en partant de l'idée maîtresse qui est d'asservir l'air primaire à la température des fumées (en sortie d'échangeur.) et l'air secondaire à la sonde lambda (taux d'oxygène résiduel), plusieurs solutions s'offrent à moi:

    1/ le ventilateur est en mode On/Off. Les 2 canaux d'air sont chacun réglés par leur propre vanne papillon. La quantité d'air primaire est réglée par la sonde de température des fumées qui représente la puissance. L'air secondaire est uniquement géré par la sonde lambda : si l<1 on ouvre et vice-versa pour toujours obtenir l=1 (ou légèrement au-dessus).

    2/ le ventilateur est à vitesse variable, qui détermine la puissance de la chaudière. Il n'y a pas de réglage de l'air primaire (toujours ouvert à fond,(puisque puissance=f(vitesse) ). L'air secondaire est réglé par la sonde lambda.

    3/ le ventilateur travaille à vitesse variable. L'air est distribué par un papillon à double sortie qui répartit le flux entre airs primaire/secondaire avec un rapport variant entre 0/100% à 100/0%.

    4/ En mode pression : 2 ventilateurs à vitesse variable en entrée des flux d'air, le premier gère la puissance (air primaire en fonction de la °C des fumées), le second en fonction de la sonde lamdba.

    5/ En mode pression : 1 seul ventilateur on/Off en soufflage. Air primaire et secondaire sont gérés indépendamment par 2 clapets.

    6/ idem 5/ mais clapet unique de répartition de l'air (comme en 3).

    7/ un commercial m'avait soutenu que sur sa chaudière avec ventilo à vitesse variable, la sonde lambda gère et le clapet d'air secondaire (ok) et celui de l'air primaire (??!!) .

    8/ réguler la vitesse du ventilateur ET le clapet d'air primaire ET le clapet d'air secondaire.

    Chacune de ces solutions sont utilisées par au moins 1 constructeur, ce n'est donc pas de la science-fiction.

    Evidemment, je préfère les solutions en dépression, ainsi que les moins consommatrices en électricité et les plus respectueuses de l'environnement.
    Il faut également que le principe de régulation retenu soit compatible avec les entrées d'air existantes de la chaudière, je compte toucher le moins possible au corps de chauffe.
    Mais le prochain objectif est d'imaginer la chambre secondaire et les canaux de distribution des AP/AS.
    Bonne journée.

  14. #10
    caillou

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour,

    Je continue à être l'avocat du diable...
    1/ l'idée principale sonde T° gère l'AP et lambda l'AS est un peu simpliste. Il suffit de penser qu'en fin de flambée, la T° chute, l'AP va s'ouvrir en grand, l'O2 arrive donc l'AS fermé et ça va refroidir la chaudière.
    Il faut donc avoir au moins une limite minimale de T° en dessous de laquelle, on doit tout fermer.
    Mais comment gérer aussi le démarrage ?
    2/ pour condenser les fumées, il faut de l'inox de bonne qualité, une combustion nickel, sinon, ça perce. Ensuite, une chaudière bois doit travailler à chaud >60° donc incompatible avec la condensation. La seule chaudière condensation est à granulé à ma connaissance.

    La seule solution la moins mauvaise est la ventilation d'aspiration variable et une vanne de modulation AP/AS. A première vue. Il faut imaginer les différents cas possible pour imaginer les courbes de chauffe.
    1/ en dessous de 200°, pas de ventilation, sauf une tempo pour démarrer
    2/ au dessus de 200°, il faut régler l'O2 pour être environ à 5% d'excès

    Par ailleurs, j'ai regardé sur le net, des régulateurs de chaudière en pièce détaché s'achète à 200 € HT (vigas par exemple)...je dis ça au cas où...

  15. #11
    lolosoph

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour, Ô mon avocat du diable préféré,

    1/ je parlais effectivement du principe général, non des cas particuliers que sont le démarrage et la fin de combustion, voir la conservation des braises, de l'ouverture de la porte de rechargement, de la coupure réseau 230 V et de la reprise, qui sortent effectivement du cas général. Je n'ai également pas mentionné le fait que la puissance de la chaudière était aussi fonction de la température de l'eau. En outre, si tu relis les différents principes retenus, les 2 canaux d'air ne sont pas nécessairement 2 composantes qui se partagent une entrée unique. Je réfléchis d'ailleurs principalement à la solution de 2 entrées séparées, chacune ayant son clapet de réglage, en plus d'une régulation de la vitesse du ventilateur.
    Partant de ces principes, la fin de combustion est détectée de la façon suivante :
    - si pas en phase de démarrage
    - si l'AP est à fond
    - si le ventilo est à fond
    - si la temp des fumées tombe en-deça de 120° (limite modifiable)
    ==> alors, entrer en mode de fin de combustion, c'est-à-dire couper le ventilateur, fermer l'AP. L'AS continuera d'être asservi à la sonde lambda, qui logiquement détectera un excès d'O2 et donc fermera plus ou moins le clapet AS. L'idée est que les gaz qui risquent d'être encore produits soient aspirés par la dépression de la cheminée. Autre solution : coupure de l'AP, ventilo sur vitesse mini ( AS=f(lambda) ), puis après X minutes (empirique), on coupe le ventilo et l'AS.

    Mais tu as raison de souligner que le ventilateur risque de refroidir inutilement la chaudière, même en régime de croisière. C'est un des points à éclaircir, la gestion de la vitesse du ventilo. L'idée est de rester dans une ouverture AP la plus élevée possible pour pouvoir baisser le régime du ventilo. Mais cela reste à valider en réel.

    Pour le démarrage, c'est une autre histoire effectivement : le ventilateur trop fort risque de souffler les premières flammes; quelle quantité d'AS; comment être sûr de brûler tous les gaz de début de combustion; etc ...
    Cette phase sera développée par empirisme.
    C'est d'ailleurs tout l'intérêt de pouvoir modifier soi-même la gestion de la chaudière : rien ne m'empêche d'avoir un mode manuel pour les premières minutes de démarrage, puis d'enclencher le mode auto dès que j'estime que le feu tiendra. Avec l'expérience, je développerai un mode auto pour la phase de démarrage.

    Les régulations de Vigas sont effectivement "achetables" (contrairement à d'autres marques) et abordables, mais elles ne gèrent pas de sonde 02, donc pas le taux 02 résiduelle, ni un rapport AP/AS et travaillent avec un ventilateur en pression. Et elles ne sont pas programmables par le commun des mortels... En outre, mon automate programmable sera capable de gérer d'autres choses que seulement la chaudière (par exemple, les circuits de chauffage, les circuits solaires).

    Pour info, ma volonté d'utiliser une sonde lambda ne tient pas tant à la volonté de gagner quelques % de rendements, ce qui est tout-de-même appréciable, qu'au fait de pouvoir utiliser plusieurs types de combustibles (bûches, déchets de bois, plaquettes).

    2/ pour les condenseurs, l'inox 316L est un des matériaux utilisés, mais pas la seule solution : il en existe entre-autres en céramique et en PVDF (du plastique, temp max des fumées 200°), tous deux absolument insensibles aux acides (liens disponibles, je ne voudrais pas être taxé de publiciste...). Pour l'utilisation sur une chaudière bois, je ne vois pas où est le problème : le condenseur n'est pas positionné sur le circuit primaire de la chaudière (dont le point de rosée est gérée par une V3V, comme toute bonne installation bois), mais sur la boucle du circuit plancher chauffant basse température, et plus précisement sur le retour, avant la vanne mélangeuse qui fournie le complément de calories à partir de la boucle primaire. Si trop de calories devaient être récupéré
    Tu as tout-à-fait raison de préciser qu'il faut une combustion nickel pour condenser, d'où la sonde lambda.

  16. #12
    tchtchtch06

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    bonjour ,
    j'apprécie votre façon de calculer , moi aussi j'essaie de trouver une alternative à mon bruleur fiol cueno C4 , et je pense opter pour une solution mixte pelet/buches de 50 cm .
    Mais avant tout , avez-vous trouvé une astuce pour recevoir 4000 kg de bois/buches en vrac à un prix alléchant , le vider à la benne dans un petit local , et transporter automatiquement ces buches jusqu'à la chaudière , sans bourrage , ni prise d'air additionnelle à l'instant du chargement d'une buche .?

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  18. #13
    tchtchtch06

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    rebonjour ,
    J'ai l'intention de passer au pelet/buches à condition de pouvoir m'absenter au moins quinze jours , sans avoir à m'occuper des buches .
    Ceci dit , j'ai suivi vos discutions avec intérêt et j'ai pensé que l'entrée d'air frais de votre chaudière aurait besoin d'un conduit souple en alu qui remonterai le long de la cheminée (conduit de 160 mm) pou récupérer l'air chaud sous plafond et proche donc de la cheminée . Ceci diminuera le refroidissement de la chaudière lors du fameux arrêt du foyer .
    Qu'en pensez-vous ?
    gilbert.

  19. #14
    lolosoph

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour,

    après une longue période de réflexion, notamment sur la gestion des flux AP/AS/ventilateur, et surtout la chambre de combustion secondaire, le projet va repartir dans une phase "active". Quelques nouvelles:

    Principe de régulation retenu : (dans la phase de fonctionnement "normal")
    - AP est géré en fonction de la température de l'eau (AP=puissance à apporter)
    - AS est géré en fonction de la sonde lambda
    - la vitesse du ventilateur est gérée en fonction de la température des gaz de combustion après l'échangeur

    La chambre de combustion secondaire :
    elle devrait ressembler à une chambre à turbulence cyclonique, en conservant le principe de la tuyère existant dans la chambre d'origine. L'inconnue sera la tenue aux hautes températures et à la dilatation des parties "fines" de cette chambre (notamment autour des conduits d'air secondaires).
    Les intéressés trouveront les modèles 3D en pièces jointes (3D dynamique : déplacer la souris en cliquant sur le modèle).
    Le principe est de réchauffer au maximum l'air secondaire en lui faisant parcourir des conduits intégrés dans le bas de la chambre, puis d'entrer dans une "chambre de prémélange" située directement sous la sole en acier réfractaire en parcourant ce qui ressemble à un échangeur, avant de se mélanger aux gaz issus de la combustion primaire dans le haut du puits tangentiel. AS et gaz primaires se mélangeront et brûleront au maximum dans le coeur de la chambre selon un circuit cyclonique. Un second cycle de compression/expansion se produira par l'entrée dans la tuyère puis l'expansion dans la chambre à la sortie de la tuyère (en inox réfractaire, en rouge brique dans le modèle) située sous l'échangeur (triple combustion ...)

    Le 3e PDF représente le circuit des gaz primaires dans la chambre "montée" (sole posée sur le dessus de la chambre, tampon de nettoyage en place sur la face avant).

    Toute remarque est la bienvenue.

    A+.

    NB : ceux qui ouvriront les PJ, le modèle est en "négatif", c'est-à-dire qu'il faut voir les conduits AS, la chambre, etc.. comme des réservation dans un bloc de béton réfractaire coulé.
    Fichiers attachés Fichiers attachés
    Dernière modification par lolosoph ; 22/02/2010 à 14h44.

  20. #15
    nq74

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour

    Je viens de prendre connaissance de vos échanges pour améliorer une chaudière Marolotherm.
    Je suis propriétaire de puis 3 ans d'une maison équipée de la même chaudière, je cherche à en améliorer le rendement, car un 1 stère par semaine et à 77 € le stère, se chauffer devient un investissement.

    Au final, quelle solution a été retenue pour la chaudière ? Avec le recul, est-ce que le jeu en valait la chandelle ?

    Je vais dans un premier temps installer des turbulateurs dans les conduits d'échangeur et mettre un récupérateur de calories à la place du conduit d'évacuation des fumées.

    Merci pour vos infos bonnes soirée

  21. #16
    Titi.J.

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonsoir à tous,
    Lolosoph, je suis comme toi, j'ai en projet de réaliser une chaudière à combustion inversée et j'ai un peu de mal à trouver une sonde lambda et sa régulation.
    Tout le reste ne me pose pas trop de problème, je m'oriente comme toi vers une chambre de combustion circulaire en béton réfractaire coulé.
    Titi.

  22. #17
    Tam

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour,
    N'ayant pas de projet d'autoconstruction, j'essaie de me mettre dans l'ambiance. Concernant la régulation je dirais:

    1) Bien lire les retours d'expériences concernant les matériels existants, cela permet de comprendre comment les modèles actuels fonctionnent.
    2) Comme déjà dit plus haut, étudier l'offre de régulations vendues en sav.
    3) Fabriquer sa régulation ne me semble pas impossible mais il faut avoir de bonne connaissance en automatisme et beaucoup de temps. En tout cas, ne pas commencer en visant le "top" avec régulation par sonde lambda, c'est mettre la barre trop haut et risquer de ne pas démarrer.

    Voila, bon courage pour la suite.

  23. #18
    Titi.J.

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonsoir Tam.
    Je compte réguler la vitesse du ventil sur la T° des fumées, ça me semble à ma portée, un AP avec des entrées sorties en ana un petit altivar et un
    moteur tri 250 W pour la turbine. J'ai déjà réalisé un chauffage avec une vanne 3V en proportionnel, je n'ai pas trouvé ça hyper compliqué.
    Pour la sonde lambda c'est une option que je veux pouvoir prendre si le reste fonctionne bien.
    C’est-à-dire que je dois déjà intégrer la sonde à la conception e la chaudière (air primaire et secondaire) même si je ne l'installe pas.
    Titi.

  24. Publicité
  25. #19
    Tam

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonsoir Titi,
    Vu comme ça, c'est bien parti !

    Pour la sonde lambda, j'avais commencé à m'y intéresser avec ce sujet : comment analyser la fumée de sa chaudière ou de son poêle ?

    Il suffit de trouver une sonde et un conditionneur, mettons 0-10v et hop...

    Je sens que je vais suivre ce sujet !

  26. #20
    Tam

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    PS: ma régul de plancher tourne sur un PLC Crouzet: un millénium 3

  27. #21
    Titi.J.

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    J'utilise un logo Siem... Il ne doit pas y avoir beaucoup de différence.

  28. #22
    plus210175

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonjour
    je me permet d'intervenir car j'ai un petit retour d'experience en la matière vu que depuis 6 mois je fais fonctionner une chaudière à flux inversé et gazéification avec une régulation perso.
    Il sagit d'une BOSCH solid 6000W de 18KW que j'ai acheté neuve pour 1000€ mais sans son module de régulation électronique, d'où le faible prix...
    Ma régulation est réalisée avec un arduino mega, et le programme écrit par moi même ( j'en suis au moins à la 10ème version a fur et a mesure de mes découvertes)
    Mon intallation posséde 4 ballons tampons de 1000L en eau morte (cube de 1000L "palette" isolées avec échangeurs) et des boucles de mélange sur les chaudières (deuxième au fuel) et les radiateurs me permettant ainsi de pouvoir décorréler toutes les températures de mes circuit le tout géré par un autre arduino mais là n'est pas le sujet.
    Maison de 250m2 bien isolé
    les capteurs installés initialement sur la chaudière:
    - Température eau corps de chauffe via une sonde numérique DS18B20
    - Température fumée en sortie via thermocouple et MAX6675
    - Sonde Lambda "normale "(4fils bande etroite à 30€ sur Ebay) en sortie
    La commande de ventilateur de sortie (moteur asynchrone monophasé BOSCH) se fait par un gradateur piloté en PWM via un régulateur PID logiciel entièrement paramétrable.

    Mes retours d'expérience:
    Pour ceux qui n'ont jamais connu les chaudière à haut rendement, on sent tout de suite clairement la différence (BOSCH la donne pour 71% sachant quelle ne possède pas de Lambda à l'origine)
    La sonde Lambda n'est clairement pas adaptée au valeur de travail, effectivement elle est faite pour travailler proche d'une valeur de 1 et les combustion de bois travaille plus autour de 1.3-1.4 (excès d'air), les valeurs de tension avec cette sonde ne sont pas réellement exploitable dans cette zone, car trop faible et instable, sauf dans certain cas de manque d'air (forte baisse de la ventilation en fonctionnement>> manque d'air >> lambda autour de 1).
    Cette sonde a fini par mourir après 3 mois (ma faute) car elle nécessitait une régulation de chauffe ce que je ne pensait pas au départ, l'élément chauffant a fini par griller et vu que sa températue ambiante n'est que d'environ 200°, elle ne fonctionne plus.
    il est donc impératif d'utiliser une sonde Lambda large bande, plus onéreuse et surtout plus complexe à controler type BOSCH LSU 4.2 ou 4.9
    il existe des contrôleurs pour ces sondes qui s'occupe de tout et vous délivre un signal analogique (0-5V) proportionnel au lambda ex : APSX D1 mais il y a un probleme , ces contrôleurs sont avant tout prévu pour un usage automobile et travaillent dans une gamme de lambda qui va de 0.6 à 1.3 (AFR 9-19), en limite basse de notre gamme de travail...
    J'ai réalisé énormément de test sur cette chaudière , température fumée de 130 à 310° (195 préconisé), étudié les différent ratio d'air , sachant que j'ai deux entrées d'air primaire (haut et bas de compartiment a bois) et une secondaire et récemment pour poursuivre mes recherches j'ai installé un thermocouple juste à la sortie de la chambre de combustion.
    Ce thermocouple m'a apporté beaucoup d'informations sur le fonctionnement de la chaudière, essentiellement il permet de quantifier clairement la gazéification , ainsi en début et en fin de combustion elle mesure environ 500-600° pour 200° fumée, par contre en phase de gazéification (quand l'entrée d'air secondaire se met à ronfler) on atteint facilement 900-1000° pour la même température de fumée et évidement une ventilation beaucoup plus faible.
    Je suis de moins en moins attiré par l'utilisation d'une sonde Lambda même si c'est la seule manière de bien contrôler le ratio d'air secondaire, je me suis aperçu récemment que c'était principalement la chute aléatoire de braises rougeoyante dans la chambre de combustion qui demandait l'adaptation permanente de l'air secondaire pour parfaire la combustion.
    Le gain apporté par une régulation est a mon sens discutable au vu de l'investissement et de la durée de vie de cette sonde, comme vous pouvez le voir sur ces graphiques:
    http://www.hearth.com/talk/data/atta...c90a85dc44.jpg

    Personnelement je préfère maintenant me concentrer sur la déshumidification du bois et surtout le nettoyage de l'échangeur de chaleur arrière qui est au final très important pour le rendement, je détecte l'encrassement de cette échangeur par une moyenne sur plusieurs heures du "rendement gaz" obtenu ainsi : 100-((Temp Fumée -Temp Eau)/Temp chambre combustion X100). 80% quand il est propre et 70% après une semaine et un petit millimètre de calamine, on perçoit clairement la différence de puissance sur une chaudière régulée par la température de fumée.
    En effet plus cet échangeur est encrassé (isolant) moins il refroidit l'air et réchauffe l'eau, plus l'air en sortie se réchauffe et plus la régulation diminue la puissance ......à méditer .
    Il en est de même pour la fine couche de cendre dans le volume inférieur autour de la chambre de combustion.

    A votre disposition pour toute question

  29. #23
    plus210175

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda


  30. #24
    Titi.J.

    Re : Autoconstruction chaudière bûches combustion inverse à sonde lambda

    Bonsoir Plus21.....
    Je te remercie de nous avoir fait part de ton expérience.
    Pour moi, la régul ne me pose aucun soucis, j'ai déjà un petit Logo (une marque Allemande) qui va bien. Je ne sais pas encore si je mettrai une sde lambda, je veux pouvoir l'intégrer après, la fonction est déjà programmée. Si une sde lambda me fait gagner 5 ou 10% sur la conso de bois et vu les tarifs que tu annonce, j'ai bien peur que ce ne soit pas du tout rentable. Mon projet est toujours en cours, j'ai passé un bon bout de temps sur la chambre de combustion, je pense la réaliser bientôt avec un collègue.

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