Etude de la faisabilité technique et économique de chaudières domestiques au bois (bûches ou granulés de bois), à condensation

Résumé et principaux résultats

Article soumis à la revue Pollution Atmosphérique - Numéro spécial "Le bois énergie" - Mars 2009

Le CETIAT et ses partenaires industriels (Société Industrielle de Chauffage, De Dietrich Thermique, Poujoulat) ont réalisé avec le cofinancement de l'ADEME une étude de faisabilité technique et économique de chaudières domestiques à bois à condensation. L'objectif visé est d'améliorer très nettement le rendement énergétique et de réduire significativement les émissions polluantes, de façon à satisfaire les exigences réglementaires européennes actuelles et à l'horizon 2015. Le projet s'est déroulé sur 20 mois selon les étapes suivantes : état de l'art sur la filière bois énergie, le contexte réglementaire, les solutions techniques existantes sur les chaudières fioul à condensation et sur les chaudières bois les plus performantes du marché ; définition des solutions techniques à mettre en oeuvre sur des prototypes de chaudières à bois (bûches et granulés) ; évaluation de la problématique d'évacuation des produits de combustion et conception de solutions adaptées ; évaluation expérimentale d'une chaudière à granulés de bois à condensation du marché et validation de la faisabilité technique ; conception, réalisation et évaluation expérimentale de deux prototypes de chaudières à bûches à condensation, avec un condenseur sur l'eau et un condenseur sur l'air ; étude de faisabilité économique des 2 prototypes de chaudières à bûches à condensation. L'étude a permis de conclure à la faisabilité technique et économique d'une chaudière à condensation fonctionnant avec des granulés de bois (à partir des performances observées sur un appareil du marché), à la faisabilité technique et économique d'une chaudière à bûches avec condenseur sur l'eau (le prototype non optimisé a permis d'atteindre des rendements de 94/95 % et des émissions de polluants réduites), à la faisabilité technique d'une chaudière à bûches avec condenseur sur l'air mais à sa non-pertinence économique. Cette étude de faisabilité a donc mis en avant non seulement l'amélioration des rendements des chaudières, mais aussi l'impact positif du fonctionnement des chaudières avec le combustible bois en régime de condensation. En effet, ce mode de fonctionnement permet de réduire significativement les émissions de CO, COV et de poussières totales.

Title : Technical and economical feasibility study of condensing heating boilers for solid fuels (log woods and pellets)

Abstract :
CETIAT together with industrial partners (Société Industrielle de Chauffage, De Dietrich Thermique, Poujoulat) and with a financial support form ADEME has studied the technical and economical feasibility of condensing heating boilers for wood logs and pellets. The global objective was to improve the efficiency compared to the best available values and to reduce pollutants emissions for meeting the present and future (2015) European regulations. This project with a duration of 20 months covered the following : state of the art on biomass energy industry, on regulations and on design of oil condensing boilers and the most efficient biomass boilers; definition of technical design for demonstration on boilers (wood logs and pellets); definition of flue concerns and dedicated design; experimental evaluation of a pellets condensing boiler and validation of its technical feasibility; design, manufacturing and experimental evaluation of 2 wood logs boilers prototypes with water and air condenser; economical feasibility study of the 2 wood logs boilers samples. This study reaches the following conclusions: the technical and economical feasibility of a pellet condensing boiler, the technical and economical feasibility of a wood log condensing boiler with a water condenser (The non-optimised prototype has reached an efficiency of 94/95 % and reduced pollutant emissions), the technical feasibility of a wood log condensing boiler with air condenser but its non-economic pertinence. This feasibility study demonstrates not only the efficiency gains of the solid fuel boiler, but also the positive impact on the use of solid fuel boiler in condensing regime. During condensation regime, the CO, VOCs and total dusts are significantly reduced.

Commissions

Appareils à combustion

Thème

Chauffage à eau chaude

Mots-clés

Biomasse, Chaudières, Chauffage, Combustion, Echangeurs de chaudières, Pollution atmosphérique

Auteurs

DANTHONY Nicolas, HANTZ Dominique, HEINTZ Julien