Partages d'informations sur chaudières Fröling

[Tam]

Pour info, voici la grille de l'aspiration de ma verte en fin de saison.
Elle reste nickelle, ce qui n'est pas le cas des bords du cyclone où se forment des 'plaques à vent de sciure", heureusement pas collantes bien au contraire.


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[herve78500]

A Tam,
Sur la P2 Froling, le capot du réservoir journalier est plat et la grille de protection de l'aspirateur de granulés est un panier en fils d'acier inox tressés de 14 cm de diamètre, ce qui est petit par rapport au diamètre du réservoir qui est environ 50 cm.
C'est visible sur le message 3113 de Roy (1360) du 05/04/2016.
Sur ta chaudière Okofen, si le réservoir a un diamètre similaire, la grille d'aspiration doit être beaucoup plus grosse, de plus elle est formée à partir d'une tôle percée de trous réguliers. D'autre part le capot n'est pas plat, la grille d'aspiration d'air est située dans un creux qui la protège un peu de la poussière.
Je n'avais pas nettoyé la grille de ma P2 depuis fin janvier et elle n'était pas couverte de poussières. Par contre les abords de l'arrivée des granulés étaient couverts d'une poussière non collante.
Bien que le haut du réservoir journalier de la P2 soit cylindrique, Froling n'a pas voulu profiter de l'effet "cyclone" en plaçant l'arrivée des granulés à l'horizontale et tangentiellement au cylindre, pourquoi? Il est possible que cela soit assez efficace pour ramener les poussières vers la périphérie comme l'avait indiqué Did. Moi, j'avais beaucoup de doutes, à cause du diamètre.

Petits calculs à propos du remplissage d'une trémie cylindrique utilisant l'effet cyclone pour séparer les particules:
La norme DIN Plus de même que la norme EN indique pour les granulés un taux de fines max. de 1%. De plus, par fines on entend les particules de taille inférieure à 3,15 mm (ce n'est pas la taille qui vient à l'esprit quand on parle de poussières).

Débit d'air moteur d'une chaudière à granulés:
Il n'est pas spécifié par les fabricants, mais on peut estimer qu'il est de l'ordre de 50 à 60 l/s, par comparaison aux aspirateurs ménagers qui sont à 40 l/s environ pour une puissance électrique comparable de 1500 W.
Pour un débit d'air Q=60 l/s et pour un tube souple Ø 50 mm intérieur, la vitesse de l'air dans le tube est
V= Q/(Π r²) = 0,060 / (3,14x0,05x0,05/4)= 30,5 m/s soit à peu près 100 km/h

Vitesse de chute des particules (loi de Stokes):
On suppose que la particule de granulé reste compressée et qu'elle conserve la densité du granulé de bois soit ρ=1200 kg/m3
Par commodité on suppose une particule sphérique, sa vitesse de chute dans l'air dépend de son rayon r
Pour une particule de forme non sphérique, la vitesse de chute sera plus faible, or les particules de bois sont souvent assez éloignées de la forme sphérique.
La vitesse de chute limite dans l'air immobile est donnée par la formule V = 2 r² g ρ / (9 η)
g= 9.81 m/s² accélération terrestre, masse volumique granulés ρ = 1200 kg/m3, viscosité de l'air η = 1,85x10-5 kg/m/s
Pour r = 0,001 m (1 mm), V = 141 m/s
pour r = 0,0001 m (0,1 mm), V= 1,41 m/s
pour r= 10^-5 m (0,01 mm), V=0,0141 m/s

On constate que la vitesse de chute varie considérablement dans ce domaine de taille de particules
Si la densité de la fine n'est pas de 1,2 mais plutôt de 1, la vitesse de chute sera pour r=1 mm V=117,5 m/s au lieu de 141 m</s, ce qui ne change pas l'ordre de grandeur. Les poussières ménagères ont une densité bien inférieure, donc la vitesse de Stokes est bien inférieure à taille égale, c'est pourquoi on considère comme poussières les particules de diamètre inférieur à 0,5 mm.

Séparation par chute statique des particules:
Au vu de ce qui précède, pour séparer l'air moteur des granulés ou les gros débris après leur entrée dans le haut du réservoir journalier, il n'est pas utile de recourir à un cyclone, une décantation statique suffit largement.
Pour séparer les particules de 0,1 mm de rayon (vitesse de Stokes 1,41 m/s), il faut que l'air se répartisse bien dans la partie supérieure de la trémie pour rester inférieure à 1,5 m/s de composante verticale (30 m/s env.) dans l'ouïe d'entrée de la turbine de l'aspirateur
Pour les particules de taille inférieure, par exemple 0,1 mm de diamètre, V= 0,35 m/s, cela devient nettement plus difficile.
Si l'on descend encore en taille, par exemple 1/50 et 1/100 de mm de rayon, la vitesse de chute devient inférieure à 0,1m/s, si bien qu'en dehors du recours à un cyclone pour les séparer du flux d'air, elles risquent fort de se faire entraîner avec l'air moteur.

Trémie avec effet cyclonique pour séparer les fines:
L'air chargé de granulés arrive tangentiellement et horizontalement dans la trémie, il repart verticalement suivant l'axe. On peut en première approximation supposer que l'air crée dans la trémie cylindrique un mouvement circulaire uniforme. Tout le cylindre d'air au dessus des granulés tourne à vitesse angulaire uniforme ω.

Soit une trémie cylindrique de diamètre 60 cm (r=0,3 m) et une hauteur d'air de 20 cm au dessus des granulés, ce qui est plutôt favorable, car la hauteur d'air est nettement plus élevée en début de remplissage.
Conservation de l'énergie cinétique de l'air dans le tube d'arrivée (indice 1) d'une part et dans le cylindre tournant (indice 2) d'autre part:
Ec= 1/2 m V²
m1 V1² = m2 V2² ou ρ Q1 V1² = ρ ∫Q2 V2²
Q1 V1² = ∫(h V2) V2² (r) dr = ∫h V2³ (r) dr=1/4 h ω³ r⁴
ω³ = Q1 V1² / (1/4 h r⁴)
avec Q1= 0,060 m³/s et V1=30 m/s, h=0,20 m et r=0,3 m
ω³ = 133333 et ω = 51,1 radians/seconde ou 33 tours/seconde
Le temps de séjour moyen dans la cuve est Q/Vol = 0,060/(3,14x0,32x0,20)= 1,06 seconde
En périphérie l'accélération est maximum ω² R =799 m/s² ou 81 g,
alors qu'au centre l'accélération est nulle et qu'à 1 cm du centre l'accélération est ω2 r0 =26,62 m/s2 ou 2,7 g.
La vitesse de chute (ici horizontalement) est proportionnelle à l'accélération, laquelle varie suivant la distance du centre de rotation.

1) Premier cas, considérons une particule de diamètre 0,1 mm:
- dans l'air immobile sa vitesse de chute serait de 0,35 m/s,
- dans le cylindre d'air en rotation, à la périphérie, l'accélération est 81 g, la vitesse horizontale est 0,35 x 81=28,5 m/s
à une distance moyenne de 0,15 m, l'accélération est 51,1x51,1x0,15=392 m/s2 ou 39,9 g, la vitesse horizontale est 0,35x39,9= 14 m/s
- toujours dans le cylindre d'air, à 1 cm du centre, l'accélération est 2,7 g donc la vitesse horizontale est 0,35x2,7= 0,95 m/s
La vitesse passe de 0,95 m/s à 28,5 m/s, si sa vitesse moyenne est 15 m/s, elle atteint le bord (r= 0,3 m)après 0,02 s ce qui est bien inférieur au temps de séjour 1,06 s. La particule a donc le temps d'atteindre la paroi extérieure puis de glisser lentement vers le fond avant que l'air ne l'entraîne à nouveau à l'extérieur.

2) Second cas, considérons une particule de diamètre 1/100 mm:
- dans l'air immobile sa vitesse de chute serait de 0,0035 m/s
- dans le cylindre d'air en rotation, à la périphérie, l'accélération est 81 g, la vitesse horizontale est de 0,0035 x 81= 0,285 m/s
- toujours dans le cylindre, à 1 cm du centre, l'accélération est 2,7 g donc la vitesse horizontale est de 0,0035 x 2,7= 0,0095 m/s
La vitesse passe de 0,0095 m/s à 0,285 m/s, si sa vitesse moyenne est 0,14 m/s, elle atteint le bord (r= 0,3 m)après 2 s. C'est trop long par rapport au temps de séjour moyen de 1,06 s, donc elle ressort avec l'air moteur.

Conclusions :
Dans les hypothèses ci dessus, les particules de 1 mm et plus chutent naturellement sans avoir besoin d'un effet cyclone.
Les particules de 0,1 mm de diamètre sont bien piégées par l'effet cyclone dans la trémie, mais celles de 0,01 mm de diamètre ne sont pas piégées et repartent vers le silo, l'ajout de l'effet cyclonique est donc limité à l'intervalle de taille entre 1 et 0,1 mm.
Comme l'ensemble des fines (diamètre inférieur à 3,15 mm) est au maximum de 1% selon la norme, on peut raisonnablement penser la part des particules de diamètre inférieur à 0,1 mm est bien inférieure à 1%, si c'est 0,01% par exemple, cela ne représente que 500 g pour un silo de 5 T. Mais que représente la tranche des particules de taille comprise entre 1 mm et 0,1 mm?

[Tam]

Superbes calculs Hervé, je ne m'attendais pas à autant de détails suite à ma photo... Concernant l'effet du cyclone, je retiens qu'il est bénéfique même s'il théoriquement limité à une taille de fine.

A propos de la vanne juste avant le foyer, j'ai retrouvé une photo vue de l'autre coté:





Quant à la vanne sur l'arrivée des granulés en haut de la trémie journalière, sur cette autre photo de P2, elle n'y est pas ? Pourquoi l'ont-ils ajoutée sur celle de Crésus ?

[invite145de845]

Bonjour à tous,

Le technicien (station agréée Froling est passé.

Il a découvert que la carte avait été paramétrée dès le début en 2012 avec une vis sans fin silot en dur. Après avoir annulé cette info, (remise en mémoire silot textile) et modifié les temps d'ouverture et fermeture du volet d'obturation de l'arrivée pellets, TOUT FONCTIONNE A MERVEILLE,..... POUR L'INSTANT, Enfin.

Du coup, l'erreur 15 qui s'affichait correspondait bien à une vis sans fin et non au silo textile.

Je remercie sincèrement tous ceux qui ont pris soin de m'aider à comprendre et à mettre mes photos en ligne (d'ailleurs ça ne marche toujours pas et forums.futura ne prend même pas la peine de répondre à mon message.

Merci à herve78500; 1360; gregounet69; 67didier67; Tam; bouilland2; Izenave

A très bientôt pour tout renseignement dont je pourrai vous fournir.

[herve78500]

A Tam,
L'explication est simple, comme l'a dit cresus18 dans son message 3100:

J'ai une chaudière Froling P4 Pellet 20 KW, sur laquelle il y a un cyclone à aspiration qui sert à remplir le silo journalier de la chaudière. Le cyclone est commandé par la carte électronique "Module granulé". Cette carte commande le moteur d'aspiration pellet et le servo-moteur. Le servo-moteur commande un volet qui normalement s'ouvre avant l'aspiration et se ferme après l'arrêt de l'aspiration.

C'est une P4 et non une P2. Froling a repris un certain nombre d'éléments de la P2, dont le réservoir journalier avec ses équipements, mais il a ajouté ce clapet au niveau de l'entrée des granulés dans le réservoir. Pourquoi?
Selon la brochure Froling, la fonction de ce clapet est de participer à la protection incendie, ce qui me laisse septique, car cela suppose que le feu est déjà dans le réservoir journalier et qu'on veut couper l'arrivée d'air par ce clapet, mais il reste le tube de retour d'air ...

Je rappelle que dans la P4, il n'y a pas d’insufflation d'air en entrée de la chambre de combustion, comme dans la P2. Il y a uniquement une aspiration des fumées en sortie, comme dans la P2, mais avec un moteur moins puissant et permettant une meilleure variation de vitesse, en particulier grâce à un capteur de vitesse de rotation. Il en résulte que la dépression dans la chambre de combustion est plus forte que dans la P2, cette dépression est d'ailleurs mesurée pour avoir accès au débit d'air.
Comme le montre la coupe de la P4 sur ton message précédent, la vis d'alimentation en granulés du foyer est plus courte que sur la P2 et d'autre part la P4 n'a pas de vanne écluse rotative, contrairement à la P2. Par conséquent, la dépression de la chambre de combustion peut se communiquer plus facilement au réservoir journalier. Ce dernier est étanche à l'exception de sa communication avec le foyer et des deux tubes d'arrivée et de retour d'air vers le silo principal, lequel est rarement étanche.
Il pourrait donc se créer un flux d'air parasite depuis le silo principal jusqu'au foyer via le réservoir journalier. En temps normal, la P4 étant en marche, couper le réservoir journalier du silo principal au moyen de ce clapet ne résout rien car le tube de retour d'air vers le silo principal reste ouvert. Il reste à espérer que cet apport d'air parasite au dessus du foyer (arrivée des granulés) reste petit par rapport au flux d'air principal et qu'il ne perturbe pas la régulation d'oxygène.

[Tam]

Compris. Je n'imagine pas que le tube de refoulement de l'aspiration des granulés puisse rester une entrée d'air possible pour le foyer en dépression.
Solution probable: un clapet anti-retour sur ce départ, fermé par gravitation ou par ressort ??

[invite145de845]

Bonjour Tam,

Maintenant que ma P4 est correctement paramétrée, le volet d'aspiration que l'on aperçoit sur les photos (voir liens ci-dessous) se ferme correctement ne laissant qu'un jeu de fonctionnement pas plus épais qu'une lame de scie à métaux entre le volet et le support (haut du silo journalier). Très peu, voire quasiment pas d'air ne peut circuler entre le silo journalier et le silo textile dans le tuyau d'arrivée des granulés.

http://forums.futura-sciences.com/at...2f563ff9a3.jpg

http://forums.futura-sciences.com/at...d02eb2a13c.jpg

[Tam]

Bonjour Cresus, bien content que le défaut précédent soit solutionné.

Concernant la présence ou pas d'un clapet dans le refoulement, est-ce que la turbine d'aspiration est identique à celle de cette photo ? (simple curiosité )
http://forums.futura-sciences.com/at...0.2010-456.jpg

[invite145de845]

Bonjour Tam,

Je ne peux pas ou plus envoyer de photo avec le forum, je ne sais pas pourquoi.

Si vous voulez me communiquer (en message privé) votre adresse mail privée je vous envoie les photos complémentaire

Bien cordialement

[bouilland2]

bonsoir ,elle passe les photos

[1360]

Si vous voulez me communiquer (en message privé) votre adresse mail privée je vous envoie les photos complémentaire

Tu peux me les envoyer par mail (tu as mon adresse), je les posterai avec plaisir.

[invite145de845]

Bonsoir,

Ok pour les photos, c'est parti.

Merci

[invite145de845]

Bonsoir Bouilland2

Je fais passer les photos par l'intermédiaire de 1360.
Merci
Bon WE

[1360]

Voici les photos de crésus: Je lui laisse le soin de les commenter:

4994a095-ffc6-4769-be4d-3f800dd514a2.jpg

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d8b6bf3f-aa8e-4bc1-928a-b5d3b9aa1109.jpg

A+

[1360]

Re,

Milles excuses, j'ai inséré une photo de trop qui n'a rien à faire là, et c'est trop tard pour éditer. Désolé.

Tout le monde aura compris que les photos qui concerne la présente discussion sont les trois premières...

[67didier67]

Je me disais aussi 1360, tu as un sacré moteur dans ta chaudière lol

[invite145de845]

Bonjour à tous,

Je crois qu'il y a un problème en ce qui concerne mon compte sur ce forum, je n'ai plus accès au derniers messages que j'ai reçus de 1360, herve78500

[herve78500]

A cresus18,
En ce qui me concerne, j'ai accès à tous les messages, ou du moins j'en ai l'impression.
Je ne crois pas que suivant ton code d'accès sur le forum, il soit mis un filtre sur les messages du forum. Peux-tu voir les messages des autres intervenants, ou par exemple les messages sans photo incluse? De prime abord, je pense que le problème peut venir de ton navigateur Internet (Explorer , Firefox ...).
Les photos de ta turbine d'aspiration montrent que la turbine de ta P4 est différente de celle de ma P2.

Pourrais-tu nous indiquer ce qui figure sur la plaque moteur de ton ventilateur d'aspiration de granulés?
Voici ce qui est écrit sur la mienne:
Lamb Electric a division of Ametek Kent Ohio made in USA 10/25/06, 240 V 50/60Hz, ≈1500 W 119692-01
Ceci ne nous donne pas d'informations sur le fonctionnement, tel que la pression de refoulement à débit nul ou le débit max. pour entrée et sortie à l'atmosphère.
Le moteur électrique, quant à lui, est de type universel à excitation série et collecteur à charbons car il faut une grande vitesse de rotation, il est utilisé à vitesse fixe et couplé directement à la turbine.

[1360]

Bonjour à tous,

Je crois qu'il y a un problème en ce qui concerne mon compte sur ce forum, je n'ai plus accès au derniers messages que j'ai reçus de 1360, herve78500

Je ne comprends pas, si tu a accès à cette page, tu dois aussi avoir accès à la page précédente, non ?

A+

[invite145de845]

Je n'ai plus accès à la page que tu as mis en ligne avec les dernières photos et encore moins aux précédentes pages de la discussion

Je ne pouvais déjà pas joindre de photo, maintenant je suis bloqué.
Quelqu'un a peut-être supprimé par erreur mon abonnement à la discussion et si tel est le cas, comment le remettre?

Je regarde la plaque signalétique du ventilateur et te communiques les renseignements.

Bonne fin de week-end

Roland

[bouilland2]

bonsoir ,quand je me suis inscrit je me suis planté ,aujourd'hui j'ai pris l'adresse mail de ma fille (incovénient elle reçoit toutes les discutions sur son téléphone po

[herve78500]

A cresus18,
Tu dis:

Ci joint ce qui est inscrit sur la plaque de l'aspirateur à pellet de ma P4 20 Kw
AMETEK LAMB ELECTRIK DIVISION OF AMETEK, KENT OHIO 44240, Assembled in Mexico, 240 volts 50/60 Hz
N0 122106-12 FF6 ROHS Date 06/06/2012
Patents 4698534/4621991
Patent Pending

Voici ce qui est inscrit sur ma P2:
Lamb Electric a division of Ametek Kent Ohio made in USA 10/25/06, 240 V 50/60Hz, ≈1500 W 119692-01
Donc c'est le même fournisseur, l'assemblage est maintenant fait à Mexico, seul la référence modèle est différente: 119692-01 chez moi et 122106-12 chez toi.
Il est très possible que ton modèle de moteur+turbine soit seulement une évolution mineure du modèle de la mienne.
A minima, c'est également un moteur de type universel série avec 2 collecteurs charbon.
Selon le rapport de test de la P4 effectué par le TUV en Autriche et daté du 27/12/2008, la puissance de l'aspirateur de granulés de la P4 est de 1560 W, alors que celui de la P2 est de 1500 W, c'est pratiquement identique.

[invite145de845]

Quand je dis que je n'ai plus accès aux messages, il s'agit de tous les messages antérieurs à à #3136. Cela s'est produit à la réception du dernier message de 1360 qui venait de mettre en ligne mes photos. #3135

Bonne journée à tous

[herve78500]

La fin de la saison de chauffe se rapproche.
Suivi hebdomadaire depuis le 18/09/2015:
Rappel de mon installation: depuis 2010 Froling P2 de 15 kW + ballon tampon 800 L pour 180 m2 sur 2 niveaux et 16 radiateurs
courb 8avr16.png
Commentaires: la consommation a culminé à 40 kg/j dans la semaine du 15 janvier pour retomber à 10 kg/j dans la semaine du 8 au 15 avril 2016, ce qui est logique car au mêmes dates le DJU était respectivement de 19 et de 8,5 degrés. Le nombre de démarrages par semaine a également culminé à 11 démarrages/semaine au 15 janvier pour redescendre à 4 démarrage par semaine au 08 avril.

Bilan de chauffage au 15/04/2016:
Début de chauffe le 18/09/2015, soit 211 j au 15/04/2016.
Au 15/04 2212 DJU mesurés à comparer à 2682 DJU19 moyens à la même date (18% de moins)
Consommation au 15/04/2016: 3847 kg de granulés selon compteur H de marche vis étalonné à 5,85 kg/h (sacs pesés en début de saison)
1429 h de marche P2, soit 6,8 h/j depuis début de saison, P chauffe moyen ≈ 12,1 kW
222 démarrages au 15/04 soit 1,05 démarrage/j, 528 kWh électriques consommés soit 3,0 % de l'énergie du chauffage
conso ftn DJU.png
La consommation de granulés est bien corrélée avec les DJU (écart entre T int=19°C et T extérieure), mais on observe à nouveau un décalage de l'origine de 2°C, comme s'il existait des apports gratuits permanents correspondant à 17,5 kWh par jour ou 730 W, appareils électriques?

Consommation cumulée de granulés au 15/04/2016:
3847 kg depuis début de chauffe, à rapprocher de 2212 DJU, soit en moyenne 18,2 kg/j
A la même date en 2014 on avait 2140 DJU et 3935 kg de granulés consommés
A la même date en 2013 on avait 2049 DJU et 3561 kg de granulés consommés
conso cumul 8avr16.png
Tous les hivers récents sont nettement plus doux que la moyenne. La saison de chauffe 2015-2016 ne sera pas la moins froide globalement, car elle a démarré assez tôt, et si le creux de l'hiver a été doux, le printemps n'est pas particulièrement doux.

[Tam]

@Hervé, je suis impressionné par cette corrélation consommation vs DJU. Pour information, quel mode de régulation as-tu adopté ?

[invite145de845]

Bonjour,

A combien est étalonné la vis du silo journalier d'une P4?

Cela m'aiderait à déterminer ma consommation pour cette saison. J'ai commencé à chauffer le 15 octobre 2015. Mon compteur affiche une conso de 949 heures à ce jour pour une surface de 330 M² Rdc+Etage avec 18 radiateurs [Pas d'ECS]

Très bon week-end à tous

[Tam]

Bonjour Cresus, je crains qu'il faille l'étalonner avec tes granulés actuels.

[invite145de845]

Approximativement, j'ai consommé 3,5 T à 4T compte tenu du stock qui restait dans le silo, la livraison de 3T début janvier et ce qui me reste (plus de la moitié du silo)
Et pour l'étalonnage, comment fait-on stp?

Merci

[herve78500]

@Hervé, je suis impressionné par cette corrélation consommation vs DJU. Pour information, quel mode de régulation as-tu adopté ?

Est-ce que tu parles de la régulation de la température dans la maison? C'est la régulation climatique classique avec sonde de température extérieure et droite de chauffage. En complément, depuis un peu plus d'un an, j'ai une sonde de température intérieure avec consigne à 19°C et compensation de 3°C sur la droite de chauffage par degré d'écart à cette consigne. Ce complément est surtout utile en mi-saison, lorsque les apports solaires deviennent non négligeables par rapport aux pertes thermiques.
A cresus18,
Pour une P4, comme toutes les autres chaudières à granulés, la vis d'alimentation du foyer doit être étalonnée pour pouvoir déduire la consommation en granulés à partir du temps de marche de la vis chaudière.
Pour cela, il te faut bloquer l'alimentation automatique en granulés depuis le silo principal, puis recharger manuellement le silo journalier, soit avec des sacs achetés de granulés (15 kg), soit avec des granulés que tu as toi même mis en sacs et pour lesquels tu as pesé individuellement chaque sac.
Ainsi, en relevant d'une part la masse de granulés ajoutés dans le silo journalier et d'autre part le temps de marche de la vis chaudière sur une période suffisamment longue, tu pourras déterminer quel est le débit massique de granulés de ta vis.

[Tam]

Et pour l'étalonnage, comment fait-on stp?

La méthode que j'utilise est plus rapide mais sans doute plus approximative que celle d'Hervé: faire tourner la vis en continu pendant une durée donnée tout en recueillant les granulés injectés pour pouvoir les peser.

C'est la régulation climatique classique avec sonde de température extérieure et droite de chauffage. En complément, depuis un peu plus d'un an, j'ai une sonde de température intérieure avec consigne à 19°C et compensation de 3°C sur la droite de chauffage par degré d'écart à cette consigne.

Bien noté: la température intérieure est de ce fait régulée à au moins 19°, sans intervention des occupants et sans période de réduit.