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Chaudiere à condensation (Gaz)

Chaudiere a condensation

Les chaudières à condensation sont un type de chaudières à gaz à haut rendement basées sur l’utilisation de la chaleur latente de condensation présente dans les fumées de combustion.

Formellement, selon la définition de la directive 92/42/CE sur la performance et sa transposition selon le D.R. 275/1995, une chaudière est considérée comme une chaudière à condensation lorsqu’elle est conçue pour pouvoir condenser en permanence une partie importante des vapeurs d’eau contenues dans les gaz de combustion. 

Dans cet article, nous verrons comment fonctionnent les chaudières à condensation et pourquoi elles constituent la solution la plus efficace si vous optez pour un système de chauffage au gaz.

Avec une chaudière sans condensation, une partie non négligeable de la chaleur latente est évacuée par les fumées, ce qui implique une température très élevée des produits de combustion pouvant atteindre 120°C. L’utilisation d’une chaudière à condensation permet de récupérer une très grande partie de cette chaleur latente et cette récupération d’énergie réduit considérablement la température des gaz de combustion en les abaissant à des valeurs de l’ordre de 45°C ou moins, limitant ainsi les émissions de gaz polluants.

Par rapport aux chaudières classiques, grâce à cette technologie, les chaudières à condensation permettent de réaliser des économies d’énergie d’environ 25 à 30 % et de réduire les émissions d’oxyde d’azote (NOx) et de dioxyde de carbone (CO2) jusqu’à 70 %. En général, la plupart des chaudières à condensation sur le marché atteignent la classe 5 en termes d’émissions de NOx (classification maximale selon la norme EN 297/A).

Comment fonctionnent les chaudières à condensation ?

Le principe de fonctionnement de ce type de chaudière est basé sur le processus de condensation : un changement de phase d’une substance à l’état gazeux (vapeur) à un état liquide. Ce changement de phase génère une certaine quantité d’énergie appelée « chaleur latente ». Le passage du gaz au liquide dépend, entre autres facteurs, de la pression et de la température. La condensation à une température donnée entraîne une libération d’énergie, l’état liquide est donc plus favorable d’un point de vue énergétique.

Jetez un oeil à cet article pour mieux comprendre le fonctionnement des chaudières à condensation.

Quel est le rendement d’une chaudière à condensation ?

Pour mieux comprendre le fonctionnement des chaudières à condensation, il est utile d’expliquer les termes LHV et HCV. Le pouvoir calorifique inférieur (PCS) indique la quantité de chaleur qui peut être produite avec une certaine quantité de combustible (solide, liquide ou gazeux). Avec cette valeur de référence, les produits de combustion sont disponibles à l’état gazeux.

Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) contient, par rapport au pouvoir calorifique inférieur, un pourcentage d’énergie ajoutée sous forme de chaleur de condensation de la vapeur d’eau, appelée « chaleur latente ».

La chaudière à condensation doit son nom au fait que pour produire de la chaleur, elle utilise non seulement le PCI inférieur d’un combustible mais aussi son PCS supérieur. Jusqu’à l’entrée en vigueur de la directive sur l’écoconception, pour tous les calculs de rendement des chaudières, les normes européennes et espagnoles utilisaient classiquement le LHV comme référence. En utilisant l’ICP pour définir le rendement d’une chaudière à gaz à condensation, nous obtenons des rendements supérieurs à 100% grâce à la récupération de la chaleur latente, qui représente environ 11%.

Avec l’application de la directive ErP, les critères de définition du rendement ont changé, utilisant le PCS comme référence pour le calcul (y compris la chaleur latente disponible due au changement de phase lorsque la vapeur d’eau contenue dans les fumées de combustion se condense). En utilisant la valeur de référence du PCS, nous pouvons affirmer que les chaudières à condensation atteignent un rendement d’environ 98%. 

Avec le gaz naturel, la part de la chaleur de condensation (chaleur latente) est d’environ 11 % de la LHV. Cette valeur ne peut pas être utilisée dans les chaudières sans condensation. La chaudière à gaz à condensation permet l’utilisation continue de ce potentiel thermique, grâce à la condensation de la vapeur d’eau présente dans les gaz de combustion.

Dans les chaudières sans condensation, les fumées de combustion sont produites à des températures relativement élevées, jusqu’à 160°C, ce qui entraîne une perte de chaleur sensible par les fumées d’environ 6 à 7 %.

La réduction significative de la température de fonctionnement des chaudières à gaz à condensation (températures pouvant aller jusqu’à 30°C) permet d’utiliser la partie de la chaleur sensible qui est perdue par les fumées de combustion, ce qui réduit considérablement les pertes liées à cet aspect dans le processus de combustion. 

Quels sont les avantages de l’installation d’une chaudière à condensation ?

Haute efficacité énergétique

Comme nous l’avons déjà mentionné, les chaudières à condensation sont les chaudières à gaz les plus efficaces en raison de leur fonctionnement particulier, qui permet d’obtenir des rendements proches de 100 % sur le pouvoir calorifique supérieur, c’est-à-dire en incluant la valeur calorifique fournie par la condensation. Il faut rappeler que lorsque la performance des chaudières était analysée en fonction du pouvoir calorifique inférieur, la performance était d’environ 115%, mais ce système de mesure n’est plus utilisé.

Ces niveaux d’efficacité sont atteints parce que ces appareils récupèrent la chaleur latente de la condensation des vapeurs d’eau, une chaleur qui, dans les chaudières conventionnelles, était perdue dans le conduit de fumée.

Des économies sur votre facture de gaz

Comme nous l’avons déjà mentionné, ces chaudières permettent de réaliser des économies d’environ 25 à 30 % de la consommation d’énergie par rapport aux chaudières qui fonctionnent sans cette technologie. Cela se traduit directement par une économie financière considérable sur la facture de gaz chaque mois, ce qui fait que l’investissement dans l’achat de la chaudière est amorti en quelques mois.

Réduire les émissions polluantes

La récupération de l’énergie de condensation permet à la chaudière de fonctionner à basse température, ce qui améliore le rendement et limite les émissions de gaz polluants.

Les chaudières à condensation réduisent les émissions d’oxyde d’azote (NOx) et de dioxyde de carbone (CO2) jusqu’à 70 %. Par conséquent, le remplacement progressif des anciennes chaudières par des chaudières à condensation en Espagne contribuerait à réduire les émissions de gaz à effet de serre et à éviter les effets néfastes sur l’atmosphère et la santé publique tels que le smog photochimique.

La technologie de la condensation est une petite contribution technologique pour essayer de parvenir à une planète plus durable et plus viable.

Une meilleure réglementation axée sur la demande

Dans les chaudières classiques, la température des gaz de combustion et de l’eau dans la chaudière doit être supérieure au point de rosée des gaz de combustion, ce qui les empêche de s’adapter efficacement aux variations de la demande.

Les chaudières à condensation, en revanche, s’adaptent à la demande dans n’importe quel domaine de fonctionnement de l’équipement. La puissance minimale est très faible, ce qui les fait fonctionner sans arrêt et permet de réaliser des économies considérables.

Ils sont plus silencieux

Les chaudières à condensation fonctionnent sans arrêt, ce qui permet d’éviter le bruit « explosif » continu de la mise en marche et de l’arrêt. De plus, le ventilateur qui injecte le mélange air-gaz est modulant, il s’adapte donc à la quantité de carburant que nous brûlons. 

Quelle est la meilleure chaudière à condensation ?

Afin de choisir la meilleure chaudière à condensation ou, du moins, celle qui convient le mieux à nos besoins et à notre porte-monnaie, nous devrons comparer une liste de facteurs quantitatifs et qualitatifs que nous pouvons consulter à la fois l’étiquette énergétique et la documentation technique de la chaudière.

Il est évident que les chaudières à condensation ont connu une évolution technologique ces dernières années, tant en termes de conception et de matériaux utilisés dans les corps d’échange, qu’en termes de technologie de régulation et de contrôle qui permet de travailler avec des chaudières à très faible régime de modulation, ce qui a un impact favorable sur le rendement saisonnier de l’installation. Il existe sur le marché des chaudières dont les corps d’échange sont de conception très avancée et qui tentent de retenir les fumées le plus longtemps possible à l’intérieur, afin d’en extraire le maximum d’énergie. Même en travaillant avec des températures de flux modérément élevées, pas vraiment conçues pour les circuits à basse température (60-65ºC), une bonne conception du corps d’échange peut refroidir les gaz de combustion à une température inférieure au point de rosée, permettant ainsi la récupération de la chaleur latente et améliorant le rendement énergétique de la chaudière.

De même, les matériaux et les procédés de fabrication utilisés permettent d’obtenir une grande résistance à la corrosion et à l’acidité présente dans la condensation des fumées de combustion.

De même, et indépendamment de la température de fonctionnement de la chaudière, l’utilisation de sondes externes ou de thermostats modulants (l’utilisation d’au moins l’un d’entre eux est obligatoire selon IT 1.2.4.1.2.1. Exigences minimales de performance énergétique pour les générateurs de chaleur), permet à la chaudière de fonctionner en adaptant sa température de départ en fonction des conditions de la demande, ce qui se traduit par une plus grande efficacité grâce à un meilleur contrôle de la modulation de la chaudière. Bien que traditionnellement la possibilité de travailler en courbe de condensation ait été associée exclusivement à l’utilisation avec des circuits de chauffage à basse température (plancher chauffant, ventilo-convecteurs, etc…), aujourd’hui les avantages de la technologie de condensation peuvent également être appréciés dans les circuits de chauffage à haute température (tant pour une meilleure conception des corps d’échange et des émetteurs de chaleur, que pour une meilleure conception des charges thermiques des bâtiments lors de la projection des installations). 

Si vous avez besoin de plus d’informations sur la manière de choisir la meilleure chaudière à condensation, nous vous proposons une comparaison dans cet article (cliquez ici). 

Les chaudières à condensation sont-elles obligatoires ?

Le RITE a exigé l’installation de chaudières à condensation dans le cas des nouvelles installations équipées de chaudières à gaz. 

Depuis l’adoption de la réglementation européenne en matière d’efficacité énergétique en 2015, seules les chaudières à condensation ont été commercialisées et fabriquées, car cette réglementation exige que les chaudières jusqu’à 70 kW aient un rendement saisonnier supérieur à 86 %, ce qui correspond à une cote énergétique, au moins B. 

Combien coûte une chaudière à condensation ?

Selon la campagne « Si ça se condense, ça rapporte » lancée par l’association FEGECA, une chaudière à condensation coûte environ 1 800 euros, auxquels il faut ajouter 100 euros pour l’installation d’un drain, nécessaire pour évacuer le condensat généré par la chaudière. Cependant, dans l’image suivante, vous pouvez voir comment le coût total de l’achat d’une chaudière à condensation est amorti en 3 ans par rapport à une chaudière traditionnelle, grâce aux économies réalisées sur la facture de gaz. v