Rendement chaudière à bois : mes relevés chauffage et kW/m²

[Ulyssesourd]

Hello

Hier j'ai fait une petite expérience pour savoir les quels sont les W/m² de ma maison?

J'ai mis exactement 23,21 Kgs de bois dans ma chaudière bois qui est couplée à ma chaudière fioul qui a un rendement de 80% ayant une capacité d'eau de 80L. Au départ, elle est à 60°C, à la fin de la combustion du bois elle etait à 80°C. Feu allumé à 11h30, dehors il faisait 7°C, le ballon hydro de 800L de haut en bas = 55°C, température chaudière bois au départ = 38°C.
Je l'ai laissé bruler tout le bois.
A 15h30 il ne restait que des braises, ballon Hydro de haut en bas = 86°C, température extérieure = 10°C.

Température intérieure 22°C.
ECS : 200L
Surface habitation = 200m².

Je sais que :

- 23,21Kg de bois consummés à 3.5Kw/kg = 81,24Kw en 4 heures.
- Kw réinjectés dans le ballon hydro : 800*(86-55)*0.001186 = 29,42Kw
- ECS? Supposons que l'eau diminue de 1°C par heure (depertitions et consommations) : 200 * 0.001186 * 4heures = 1Kw?
- pertes par la chaudière fioul ? 80L*20%*4heures*0.001186 = 1Kw (?)
Donc total = 29,42 + 1 + 1 environ 31,42Kw pour 4 heures SANS chauffage.
Je calcule ici mes Kw/m² :
81.24 à 80% de rendement chaudière bois d'après la doc = 65.70Kw.
Donc 65,70-31,42= 34,28Kw soit par heure : 8.57Kw/heure donc au m² =42.85W/m².

Est ce juste? Si oui, qu'en pensez vous de ces W/m²?

A+
-----

[Ulyssesourd]

Hello,
Je crois que mon raisonnement est faux....
???

[invitedbb5457c]

Je crois que mon raisonnement est faux....

Je ne connais pas trop...
Mais, il me semble que tu n'as pas tenu compte de la différence de température intérieur / extérieure.
Et des apports solaires. Entre 11h et 15h, il doit bien y en avoir un peu, non ?

[Philou67]

Ulysse, que cherches tu à calculer :
- des W/m², c'est à dire la puissance moyenne dissipée par m² de paroi dans des conditions de t° intérieure/extérieure particulière. La superficie prise en compte est celle de murs/plafond/plancher extérieurs, et non la surface habitable.
- des kWh/m², c'est à dire une consommation moyenne journalière dans les mêmes conditions de t° int/ext, avec pour superficie la surface habitable ?
- le U moyenne de ta maison, à savoir, des W/m².K, qui correspondent à la puissance dissipée par m² de paroi et par degré d'écart entre la température intérieure et la température extérieure ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ulyssesourd]

Salut Philou,
Ce que je cherche à calculer le W/m² par heure, le besoin calorifique de chauffage donc l'apport de l'eau chaude dans les radiateurs(=puissance demandée au m², avec un plafond à 2m50) et en fonction de la température extérieure et intérieure obtenue.
Donc le besoin de puissance au m² est de 42.85W/m² par heure pour avoir la température intérieure de 22°C pour une température extérieure moyenne de 8,5°C.
Je ne sais pas comment on exprime ce paramètre... Et par rapport au RT2005, est ce que cette valeur est bonne ou mauvaise? C'est pour voir la qualité des radiateurs et l'isolation, et également le "vrai" rendement de la chaudière bois...
A+

[Philou67]

Il me semble, mais je peux me tromper, que tu cherches à calculer 2 inconnues avec une seule équation :
- tu cherches le rendement de ta chaudière
- et les déperditions de ta maison pour une combinaison de température int/ext.

Et ce, avec seulement une équation d'équilibre thermique entre la production de chaleur d'une masse de bois dans la chaudière et les déperditions des parois.

Or, dans cette équation, tu as besoin du rendement de la chaudière et les déperditions de la maison. Tu ne peux donc obtenir qu'une relation entre eux.
Pour connaître le rendement de la chaudière, il faudrait que tu puisses calculer tes déperditions par une autre équation comme celle basée sur la conductivité des parois.

[Ulyssesourd]

J'ai donné le chiffre : 42.85W/m² par heure pour avoir la température intérieure de 22°C pour une température extérieure moyenne de 8,5°C.
Est ce que ce chiffre vous fait penser à quel type de maison ? (j'ai 200m2)
A+

[Philou67]

Comme dit précédement, ton chiffre est difficile à comparer avec les données de références habituelles. Dans la plupart des cas où l'on prend comme référence la surface habitable, il s'agit de consommation annuelle et non de puissance. Et lorsque l'on parle de puissance, il s'agit souvent de mesurer la conductivité thermique (ou le U) et dans ce cas, c'est la surface des parois qui est prise comme référence, et pas la surface habitable.

Je partirai donc de ton chiffre pour calculer la consommer de ce jour particulier :
42,85 x 200 x 24 = 205,68 kWh
Je ramènerais le tout sur une saison de chauffe par une règle de trois en rapport avec le DJU de ton lieu d'habitation (prenons pour l'exemple, un DJU de 2300) :
DJ_{jour ref} = (22 - 8,5) = 13,5
ce qui représente 13,5/2300 = 1/170e de saison
Soit une consommation totale de 205,68 x 170 = 35041 kWh / an
Ramené à la surface habitable : 175 kWh/m2/an.
Ca correspondrait à une maison mal isolée (RT2000 = 100, RT2005 = 85).

Est-ce bien le cas ?

[invite4819cb64]

(prenons pour l'exemple, un DJU de 2300) :

Avant tout calcul, il faut absolument connaître précisément la station de météo de référence pour cibler le DJU. Car, avec une base de 22°, on peut être bien au-dessus de 2300, (pour ma part, à cette base, je suis à 3300°.j!!) ce qui modifie sérieusement le résultat.
Dis-nous le coin où tu es, on pourra définir le DJU.

[Philou67]

Tu as tout à fait raison Jerôme, j'ai pris cette valeur pour exemple, et tu as raison de souligner aussi que la température intérieure de référence des DJU est de 18°C et non 22°C.
Mon calcul est faux en valeur, mais le principe doit rester bon. Il faut donc oublier la conclusion d'une maison mal isolée, désolé.

[Ulyssesourd]

heelo à tous
Pour les DJU je suis de doubs près de Montbéliard. Mais je suis vraiment étonné que ma maison est mal isolé car j'ai mis 7cm de laine de verre au sud et 10Cm de poly au nord, dans les planchers bois de la cave au 2ième (3 planchers en tout) j'ai mis 20cm de laine de verre, et toit : 20cm de laine verre doublé à 10cm de laine compressée (rockwool), les fenetres en PVC + vitrage 4 12 4. Portes d"entrées en PVC et vitrage 4 12 4. Alors Ou est le probleme ? Bon comparons à la consomation de fioul je suis passé de 4500-4000L à 2000-2500L selon des hivers...Maintenant 20stères de bois + 300l de fioul. Y a t il un probleme quelque part depuis l'installation de la chaudière bois peut etre son rendement est médiocre? Car 2000L de fioul = 20000Kwh/an - 4000Kwh ECS (200l/jour) = 16000kWh/an donc ca représente 80Kwh/m2/an... = RT2005 !! donc je pense que ma chaudière a un rendement de 50% ou mauvaise conception de mon installation ? car la chaudière est couplée à ma chaudière fioul + ballon hydro. Il y a des depertitions quelque part....?
A+

[Philou67]

La performance d'isolation de ta maison me fait plus penser à une RT2000 que 2005, mais je crois que le problème ne situe effectivement pas là... 20 stères à 400kg chacun, ça représente 40000 kWh... donc le rendement serait inférieur à 50%. Hélas, mes compétences s'arrêtent là, cela dit, tu parles dans un autre post d'une problème de température des fumées très chaudes et d'une mauvais réglage de l'AP...

Si tu le souhaites, je peux transférer ton post dans le forum "technologie" pour que des thermicien étudient en détail ta configuration (donne moi ta réponse en MP).
Philou67 pour la modération

[Ulyssesourd]

20 stères à 400kg chacun, ça représente 40000 kWh...

??? 20 * 400 = 8000Kg, 1KG de bois = 3,5Kwh donc ca fait 28000kWh...
Donc en tout avec les 300L ca fait 31000kWh c'est un peu trop par rapport à les 2000-2500L de fioul, y a bien un probleme qq part... Il se peut que le bois que je brule a un mauvais rendement...??? C'est du mélange à 60% de hetre et le reste du tendre...dans ce cas 1kg = 2,5 à 3kWh...

[Philou67]

Le bois sec à une capacité calorifique de 5kWh/kg environ => 20*400*5 = 40000 kWh.

[Philou67]

Discussion transférée depuis le forum "habitat bioclimatique, ...".
Le posteur suspecte un problème de rendement de son installation "bois-fuel". Une expertise d'une thermicien sur son installation pourrait aider à y voir plus clair (=> transfert de la discussion).
En fin d'analyse, il est possible de renvoyer cette discussion dans le forum initial (si c'est nécessaire).

Je laisse Ulyssesourd donner de plus amples détails sur son installation.

Philou67 pour la modération.

[Ulyssesourd]

Salut Thermiciens,

En fait j'ai besoin de votre aide sur mon probleme de mon installation de ma chaudière bois couplée à ma chaudière fioul + ballon Hydro de 800L + ballon ECS 200L à echangeur.

Pa an, sans le bois je consommais entre 2000 et 2500L par an. Avec la chaudière bois, je consomme 20 stères de bois (mélange de 60% hetre + 40% du bois tendre ) + 300L de fioul. Il s'avère que la consommation en bois est importante par rapport à les 2000-2500L de fioul. Philou67 me dit qu'il y a bien un probleme quelque part dans mon installation...

Je vous joins mon schéma de l'installation.

Précisions : c'est une chaudière bois saint roch nova CK25. Puissance en buches = 20kW et en charbon = 25kW. Sortie fumées = 150. Conduit en inox double paroi isolé en 150. Combustion montante à triple parcours de fumée. Réglage air primaire par thermorégulateur à chainette. Volet air secondaire à reglage manuelle situé à la porte de chargement. Le volet de tirage situé à la sortie du conduit derrière la chaudière se fait manuellement (papillon) toujours ouverte d'un 1/4. La pompe de circulation de decharge est activée quand la température de l'eau dépasse 80°C. La pompe de recyclage est activée quand la température de l'eau du retour est inférieure à 65-70°C.
La pompe de décharge du ballon hydro est activée par la régulation de la chaudière fioul.

Et Cher Thermiciens, pouvez vous voir ou cela colche dans mon installation car en théorie, je devrais consommer entre 10 et 15 stères...

Merci à vous

Ulyssesourd.

[Ulyssesourd]

Il parait qu'il n'y pas de thermiciens sur le forum "technologies"....

[spoltibrun]

Bonjour ulysse , quel est le type de ballon utilsé ?
Est-ce qu'il a plusieurs entrées et sorties à différents niveaux ?

[Ulyssesourd]

Bonsoir spoltibrun
C'est un ballon à accumulation de 800 Litres avec 8 entrée sorties possibles, dont 2 sont utilisés, un trou en haut que j'ai mis un purgeur et 4 trous que j'ai mis des thermometres. Il n'y a pas de ballon ECS en bain marie.
A+

[spoltibrun]

Sans pouvoir vérifier à distance le rendement effectif de la chaudière , une chose me vient à l'esprit en regardant ton schéma
Pour une installation comme la tienne , je me serais servi de l'hydroaccumulation comme une bouteille de mélange :
La chaudière bois branchée en haut et bas
La chaudière fioul branchée au deux tiers
Le ballon d'eau chaude encore plus haut
De cette façon , le bois chauffe tout le volume
Le fioul (quand le bois est stoppé) ne s'occupe que d'un faible volume
Le ballon d'eau chaude pompe en partie supp ou l'eau est la plus chaude
De cette façon , on à pas besoin de laisser la chaudière fiuol en route en permanence mais seulement en cas de besoin
Le reste de la régulation de chauffage est inchangée (vanne quatre voies)
Mais pour vérifier le rendement d'une chaudière bois , il faut un spécialiste de ce type de matériel

[Ulyssesourd]

Merci de ta réponse : Ma chaudière fioul ne fonctionne pas en permanence...
Elle dépend de la température du ballon hydro, dès qu'elle descend au dessous de 55°C elle fera l'appoint directement aux radiateurs (elle ne rechauffe pas le ballon hydro). J'ai bien reflechi : Le rendement est mauvais car la température minimale de la chaudière fioul est de 55°C, donc je suis obligé de rallumer la chaudière bois à chaque fois pourt faire augmenter la température du ballon HYDRO pour "bloquer" la mise en route du fioul, et c'est aussi le minimum pour "recharger" le ballon ECS... et si je suppose que le rendement des 2 chaudières est de 80%, je perds donc 2 fois 20%, sans oublier les pertes par le ballon hydro et le ballon ECS ... donc 20 stères c'est 5-6 stères de trop à cause de ces rendements et pertes ...C'est un peu idiot...en plus les radiateurs (en fonte, donc bonne inertie) n'ont besoin que 45°C par 0°C exterieur.
Donc comment concevoir un tel système pour bannir le fioul ? Il me reste qu'a l'enlever et mettre le ballon à sa place, en plus je pense acheter un autre avec un ballon ECS en bain marie. Cela devrait marcher...?
Par ce nouveau système j'économise 2 pompes : Celui du ballon ECS et celui de la décharge des ballons ECS et ainsi la vanne 3 voies...
Qu'en penses tu ? Donc si cette methode est meilleure, le premier ballon est celui avec ballon ECS en bain marie, et la liaison entre 2 ballons doit se faire comme si le premier est au dessus du second ? ou montage en parallele ?
A+

[invite5a3dc337]

Merci de ta réponse : Ma chaudière fioul ne fonctionne pas en permanence...
Elle dépend de la température du ballon hydro, dès qu'elle descend au dessous de 55°C elle fera l'appoint directement aux radiateurs (elle ne rechauffe pas le ballon hydro). J'ai bien reflechi : Le rendement est mauvais car la température minimale de la chaudière fioul est de 55°C, donc je suis obligé de rallumer la chaudière bois à chaque fois pourt faire augmenter la température du ballon HYDRO pour "bloquer" la mise en route du fioul, et c'est aussi le minimum pour "recharger" le ballon ECS... et si je suppose que le rendement des 2 chaudières est de 80%, je perds donc 2 fois 20%, sans oublier les pertes par le ballon hydro et le ballon ECS ... donc 20 stères c'est 5-6 stères de trop à cause de ces rendements et pertes ...C'est un peu idiot...en plus les radiateurs (en fonte, donc bonne inertie) n'ont besoin que 45°C par 0°C exterieur.
Donc comment concevoir un tel système pour bannir le fioul ? Il me reste qu'a l'enlever et mettre le ballon à sa place, en plus je pense acheter un autre avec un ballon ECS en bain marie. Cela devrait marcher...?
Par ce nouveau système j'économise 2 pompes : Celui du ballon ECS et celui de la décharge des ballons ECS et ainsi la vanne 3 voies...
Qu'en penses tu ? Donc si cette methode est meilleure, le premier ballon est celui avec ballon ECS en bain marie, et la liaison entre 2 ballons doit se faire comme si le premier est au dessus du second ? ou montage en parallele ?
A+

Ma réflexion n'a rien de scientifique,mais je n'arrive pas à comprendre que pour une superficie pratiquement double et une maison très mal isolée je ne consomme que 30 stères avec une chaudière fonctionnant sans hydroaccumulation. Je chauffe aussi à 22°

[Ulyssesourd]

Mais oui il y a bien un probleme chez moi : l'eau chaude ne va pas toujours directement vers les radiateurs. Elle alimente ma chaudière fioul en eau chaude pour "bloquer" le bruleur... Donc je résume que les pertes viennent de là...Déjà que ma chaudière BOIS a un rendement de 80% donc une perte de 18,8%, et en plus la chaudière FIOUL a un rendement de 80% (?) donc une perte supplémentaire de 20%, et ainsi des pertes des ballons ECS et Hydro de l'ordre de 10% environ donc cela fait beaucoup...Explication : 20 stères = 32000kWh à 4kWh le kilo, donc pertes de la chaudière BOIS = 6400kW, les 25600kW restants vont à la chaudière FIOUL donc perte supplémentaire de 5120kW + 2000kW pertes par les ballons + ECS 3000kw le total qui va aux radiateurs est de 15500kW environ au lieu de 22600kW théoriques...Donc si je supprime la chaudière FIOUL et le ballon ECS à part, je peux gagner 30% donc 6 stères de bois...Donc si je refais l'installation comme il faut , j'aurai (en théorie) 78kWh/m²/an en mode chauffage...

[invite5a3dc337]

Mais oui il y a bien un probleme chez moi : l'eau chaude ne va pas toujours directement vers les radiateurs. Elle alimente ma chaudière fioul en eau chaude pour "bloquer" le bruleur... Donc je résume que les pertes viennent de là...Déjà que ma chaudière BOIS a un rendement de 80% donc une perte de 18,8%, et en plus la chaudière FIOUL a un rendement de 80% (?) donc une perte supplémentaire de 20%, et ainsi des pertes des ballons ECS et Hydro de l'ordre de 10% environ donc cela fait beaucoup...Explication : 20 stères = 32000kWh à 4kWh le kilo, donc pertes de la chaudière BOIS = 6400kW, les 25600kW restants vont à la chaudière FIOUL donc perte supplémentaire de 5120kW + 2000kW pertes par les ballons + ECS 3000kw le total qui va aux radiateurs est de 15500kW environ au lieu de 22600kW théoriques...Donc si je supprime la chaudière FIOUL et le ballon ECS à part, je peux gagner 30% donc 6 stères de bois...Donc si je refais l'installation comme il faut , j'aurai (en théorie) 78kWh/m²/an en mode chauffage...

ok, mais ta chaudière fioul diffuse les calories dans le système, je suppose ? donc si le brûleur de ta chaudière est "bloqué" par l'apport de la chaudière à bois, c'est au bénéfice de la maison . la chaleur va bien quelque part ? ta chaudière fioul n'est pas à l'extérieur , je suppose ?

[Ulyssesourd]

la chaudière est dans la chaufferie bien sur et la chaudière bois est à 5m.
Donc la chaleur produite par la chaudière bois va dans la chaudière fioul et Ballon hydro et ainsi remontée vers les radiateurs. mais il y a quand même une perte thermique par le chemin parcouru par l'eau chaude vers la chaudiere fioul et le stockage dans celle ci...Ce qu'il faut faire, c'est amener immédiatement l'eau chaude vers les radiateurs et le surplus va vers le ballon.

[spoltibrun]

Attention ulysse , quand tu dis que la chaudière a une perte de 20% , c'est avec le brûleur en route (puissance calorifique du fioul/puissance récupérée)
Dans un cycle de fonctionnement au bois , il faut seulement compter les pertes à l'arrêt de la chaudière (données disponible sur la fiche technique de la chaudière)
Pour maximiser le fonctionnement au bois , il faut que la chaudière ne puisse fonctionner que si la t° dans le stockage est inférieur à la t° minimale de fonctionnement des radiateurs et/ou ecs
C'est pour cela qu'il faut centraliser les apports de puissances en un seul endroit (stockage) pour ainsi gérer au mieux la mise en route fioul
Le fait de brancher la chaudière en partie haute permet de ne chauffer au fioul qu'un petite partie du stockage en attendant que le bois prenne le relais
Mais n'oblige pas pour autant le bois à maintenir la chaudière à 55° mini pour éviter la mise en route fioul
Le but de l'hydroaccumulation est d'avoir des phases de repos assez longues antre deux mises en route , hors dans ce schéma , le bois doit rester 'tendu" pour empêcher le fioul de tourner

[Ulyssesourd]

Spoltibrun,
Ah tu veux dire que c'est la régulation autoimatique qui est en cause ?
Je t'explique ce qui est actuellement :

1) Vannes 4 voies motorisée commandée par la température de départ vers les radiateurs -> Régulation automatique par pente en fonction de la température extérieure.

2) le bruleur fioul n'est actionnée que si la température minimale du corps est atteinte -> mini = 55°C arrêt quand ca atteint 65°-70°C.

3) la pompe de décharge du ballon de stockage est activée que si la température minimale de la chaudière fioul est atteinte -> mini 55°C et arret quand ca atteint 65-70°C.

4) La pompe de l'ECS est activée que si la température descend au dessous du minimum mini -> 50° et arrêt quand ca atteint 60°C.

Donc c'est la régulation de decharge du ballon qui est mauvaise elle doit donc dépendre de la régulation uatomatique de la vanne 4 voies ? si oui, comment faire pour l'ECS pour l'amener à 60°C si la la température vers radiateurs est 30°C ? Je pense que je dois enlever la régulation et la pompe de l'ECS et faire amener l'eau du ballon de stockage vers les radiateurs en passant par l'ECS ?

A+

[spoltibrun]

Le gros du problème viens du fait que l'on a pas un seul et même point de mesure de la t° pour les mises en route des différents moyens de chauffe
Il en résulte des gaspillages pour des chauffes pas toujours nécessaires
Il faut donc centraliser dans le stockage (à des hauteurs différentes pour minimiser le volume consacré au fioul) les productions de chaleur , la régulation sera bien plus simple à gérer

[Ulyssesourd]

J'ai refait le schéma. Peux tu y jetter un coup d'oeil et me dire si c'est ça que tu veux me dire?

A+

[spoltibrun]

Voila , c'est exactement ça en prenant bien soin de laisser le minimum de hauteur pour la chaudière fioul
Sa puissance bien plus souple que le bois permet de ne pas avoir à jouer sur le volume
Un simple thermostat différentiel permet de stopper le fioul sitôt que la t° bois dépasse celle fioul