Une efficacité accrue signifie moins d'émissions avec les appareils de chauffage à combustion

Le rendement thermique d'un appareil de chauffage à combustion classique se situe entre 75 % et 80 % du pouvoir calorifique inférieur (PCI). Le rendement thermique est le rapport entre la puissance utile d'un appareil et sa puissance absorbée. En d'autres termes, dans le cas d'un appareil de chauffage à combustion, il s'agit du rapport entre la quantité de chaleur produite par le brûleur et la quantité de chaleur utilisée dans le processus. La chaleur inutilisée est gaspillée et rejetée dans l'atmosphère sous forme de gaz de combustion. Les gaz de combustion contiennent des gaz et des particules qui sont réglementés par les agences gouvernementales afin de gérer leur impact sur l'environnement. Selon la deuxième loi de la thermodynamique, il est impossible d'atteindre un rendement de 100 %, mais il existe des moyens d'augmenter le rendement thermique et donc de réduire les émissions.

Les émissions sont mesurées de deux manières différentes : en particules par million (PPM) et en livres par million de BTU. Le PPM dépend du rendement de combustion. Le nombre d'émissions nocives au fil du temps peut être mesuré en tonnes. S'il est impératif de choisir le brûleur adapté pour répondre aux exigences en matière de PPM, vous pouvez également augmenter le rendement du chauffage afin de réduire la quantité totale d'émissions nocives rejetées chaque année.

Par exemple, si vous disposez d'un chauffage de 10 millions de BTU fonctionnant à 80 % d'efficacité huit heures par jour, cinq jours par semaine, celui-ci émettra environ 1 tonne de NOx par an. Si vous augmentez l'efficacité de ce chauffage de seulement 5 %, il émettra 6 % de NOx en moins par an. Vous économiserez également environ 6 % sur vos coûts de combustible par an. L'augmentation de l'efficacité d'un chauffage s'effectue grâce à différentes technologies et à une conception optimale.

Les technologies contribuent à améliorer l'efficacité thermique

Les économiseurs et les systèmes de préchauffage de l'air sont deux technologies utilisées pour augmenter le rendement thermique des appareils de chauffage à combustion. Les économiseurs sont des échangeurs de chaleur qui captent la chaleur des gaz de combustion et réinjectent cette énergie dans le processus. Le fluide de processus, un fluide caloporteur ou un gaz/liquide chauffé directement, circule dans l'économiseur avant d'atteindre la section de chauffage principale. Ce processus permet d'augmenter la température du fluide de traitement, de sorte qu'il faut moins d'énergie pour le chauffer dans la section de chauffage principale. Une plus grande partie des gaz de combustion est utilisée et donc moins de déchets s'échappent dans l'atmosphère. Un autre avantage de l'économiseur est qu'il permet de brûler moins de combustible et de réduire les coûts de combustible. Un économiseur peut augmenter considérablement le rendement thermique d'un réchauffeur à combustion.

Les systèmes de préchauffage de l'air fonctionnent de manière similaire aux économiseurs, à la différence qu'ils chauffent l'air plutôt qu'un liquide de traitement. Dans les systèmes de préchauffage de l'air, un ventilateur pousse l'air ambiant dans un échangeur situé dans la cheminée d'échappement, où il est chauffé par les gaz de combustion chauds. Après avoir traversé l'échangeur, l'air chaud est acheminé vers le brûleur pour faciliter le processus de combustion. L'utilisation d'air chaud plutôt que d'air ambiant pour la combustion permet de réduire la consommation d'énergie et de combustible. Comme pour les économiseurs, l'ajout d'un système de préchauffage de l'air peut améliorer considérablement l'efficacité du système.

Si vous disposez d'un appareil de chauffage à combustion qui n'est pas équipé d'un économiseur ou d'un système de préchauffage de l'air, il est possible de l'équiper a posteriori. Il convient tout d'abord d'évaluer le système et le processus afin de s'assurer qu'il n'y a pas de problèmes de compatibilité et que cela est rentable d'un point de vue économique.

Conception du chauffage importante pour l'efficacité thermique

Si les technologies visant à améliorer l'efficacité thermique sont importantes, la conception du réchauffeur l'est tout autant. Les modèles standard et les unités en stock peuvent faire l'affaire, mais dans la plupart des cas, une unité conçue sur mesure sera la plus efficace. Les réchauffeurs sous-dimensionnés ne permettront pas d'atteindre les rendements souhaités. Les réchauffeurs surdimensionnés peuvent être très efficaces, mais vous paierez plus cher que nécessaire et le rapport de réduction ne conviendra peut-être pas à votre processus.

Plusieurs facteurs entrent en ligne de compte dans la conception et le dimensionnement d'un réchauffeur, tant en termes de productivité que d'efficacité. Des éléments tels que la surface, la composition du fluide de traitement, les débits, les températures d'entrée et de sortie, la composition du combustible, les conditions ambiantes, les contraintes d'espace, les réglementations gouvernementales et les normes, etc. influencent tous le processus de conception du réchauffeur. Un réchauffeur conçu sur mesure sera dimensionné et ses composants seront choisis de manière à maximiser l'efficacité pour l'application souhaitée.

L'ajout d'un économiseur ou d'un système de préchauffage de l'air peut coûter un peu plus cher à l'achat, mais à long terme, un système plus efficace vous permettra de réaliser des économies et de réduire votre impact sur l'environnement. Astec conçoit et fabrique des appareils de chauffage à combustion pour divers secteurs industriels.