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Calcul chaudiere
Calcul chaudiere
Rendement energétique d'une chaudière
Rendement energétique d'une chaudière
1- Rendement de la Combustion :
1- Rendement de la Combustion :
Les analyses des gaz de combustion permettent de mesurer le rendement
de la combustion dans une chaudière.
Le rendement de combustion est calculée selon le type de combustible,
la température ambiante, la température de fumée , la concertation en
oxygène dans la fumée ou l’excès d’air.
Le rendement de combustion exprime la partie de la chaleur dégagée par
la combustion et absorbée par l’eau de chaudière
Les pertes de combustion sont les calories ou joules qui partent avec
la fumée, puisque la fumée part à une température supérieure à la température
ambiante
On note que l’excès d’air est une source principale des pertes de combustion ,
puisqu’on fait entrer de l’air frais dans le foyer de la chaudière et on le fait
sortir à la température de fumée
2- perte énergétique avec les purges de déconcentration :
2- perte énergétique avec les purges de déconcentration :
a)- Calcul du débit d'eau de purge d'une chaudière :
On rappelle que les purges de déconcentration d’une chaudière permettentde maintenir une concentration de sels totaux inférieure au seuil de saturation ,
pour éviter la cristallisation des sels sur les tubes de la chaudière .
Les vapeurs sont supposés exemptes de sel
Pour un calcul rapide, on estime que la conductivité d'eau est proportionnelle à la salinité pour un même mélange de sels.
Toute la masse des sels qui entre avec l'eau d'alimentation de chaudière sort avec les eaux de purge (conservation de masse)
(Le débit d’eau d’alimentation)* (la conductivité d’eau d’alimentation) = (le débit d’eau de purge) *(conductivité d’eau de purge)
Le débit d’eau de purge = débit de vapeur * (concentration en sel d'eau d'alimentation/(concentration en sel eau d'alimentation + concentration en sel eau de purge))
En pratique on utilise des conductimètres pour contrôler les eaux des chaudières
La formule devient ;
Débit d'eau de purge = débit de vapeur*( conductivité d'eau d'alimentation / (conductivité d'eau de purge + conductivité d'eau d'alimentation)
Si une eau d’alimentation de chaudière a une conductivité de 1000 µS/cm
La conductivité maximale d’eau de purge est de 6000 µS/cm
Le débit de purge est de 1/7* débit de vapeur de la chaudière
Selon la pression de vapeur il faut calculer la température d'eau de purge ,
cette température est la même que celle de vapeur (voir tableau ou diagramme
d'eau et vapeur saturée)
Pour cette même eau on calcule son enthalpie 'voir diagramme d'eau saturée)
Les pertes énergétiques par l'eau de purge = Débit d'eau de purge* enthalpie d'eau de purge
3- Energie provenant de la combustion
3- Energie provenant de la combustion
b)- Pertes énergétiques avec les eaux de purge d'une chaudière
b)- Pertes énergétiques avec les eaux de purge d'une chaudière
Chaque type de combustion a un pouvoir calorifique propre pouvoir calorifique
Le pouvoir calorifique du GPL est environ 45 MJ/kg
Le pouvoir calorifique du fioul lourd est environ 42 MJ/kg
Le pouvoir calorifique du gaz naturel est environ 35 à 40 MJ/m3
L'énergie fournie par le brûleur est = Débit du carburant * pouvoir calorifique du carburant
4- Energie qui part avec la vapeur
4- Energie qui part avec la vapeur
L'énergie qui part avec la vapeur = débit de vapeur * enthalpie de la vapeur
L'enthalpie de vapeur se calcule a partir du tableau ou du diagramme de la vapeur saturée (on sait la pression de la chaudière)
6 - bilan thermique chaudière
6 - bilan thermique chaudière
D'après le principe de conservation d'énergie nous avons :
L'énergie provenant du combustible (quantité de combustible*pouvoir calorifique du combustible) +énergie d'eau d'alimentation (enthalpie d'eau à la température d'alimentation de chaudière*débit d'eau d'alimentation de chaudière)= énergie de la vapeur sortante de chaudière (débit vapeur*enthalpie vapeur) + (énergie eau de purge (débit d'eau de purge*enthalpie d'eau de purge) +perte de combustion (énergie provenant de la combustion * (1-rendement de la combustion)
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