Un poêle à granulés est un poêle qui brûle des granulés de bois ou de biomasse compressés pour créer une source de chaleur pour les espaces résidentiels et parfois industriels. En alimentant régulièrement le combustible d’un conteneur de stockage (trémie) dans une zone de pot de combustion, il produit une flamme constante qui ne nécessite que peu, voire aucun ajustement physique. Les systèmes de chauffage central actuels fonctionnant avec des granulés de bois comme source d’énergie renouvelable peuvent atteindre un facteur d’efficacité de plus de 90%.
Principes de fonctionnement
Un poêle à pellets comprend normalement ces composants, qu’ils soient basiques ou complexes:
Une trémie
Un système de tarière
Deux ventilateurs: combustion et convection
Une chambre de combustion: brûleur et système de collecte des cendres, parfois recouverts de panneaux de fibres de céramique
Divers dispositifs de sécurité (interrupteur à vide, capteurs de chaleur)
Un contrôleur
Pour fonctionner correctement, un poêle à pellets consomme de l’électricité et peut être connecté à une prise de courant standard. Un poêle à pellets, comme un système de chauffage automatique au charbon, est un appareil de chauffage consistant qui alimente de manière homogène une trémie rechargeable dans le pot de combustion (une cuvette en fonte ou en acier perforée), via un système motorisé. Le distributeur le plus couramment utilisé est un système à vis sans fin constitué d’une spirale de métal enrobée dans un tube. Ce mécanisme est soit situé au-dessus du pot de combustion, soit légèrement en dessous, et guide une partie du combustible en pellets de la trémie vers le haut jusqu’à ce qu’il tombe dans le pot de combustion en vue de sa combustion.
Les systèmes de ventilateurs sont nécessaires pour des performances propres et économiques. La flamme produite est concentrée et intense dans la petite zone du pot de combustion, car une soufflante à combustion introduit de l’air au fond du pot de combustion, tout en forçant également les gaz d’échappement dans la cheminée. Bien que certains poêles à granulés soient chauds au toucher (en particulier sur la fenêtre de visualisation), la plupart des fabricants utilisent une série d’échangeurs de chaleur en fonte ou en acier disposés le long des zones arrière et supérieure de la chambre de combustion visible. Avec un ventilateur de convection, l’air de la pièce circule dans les échangeurs de chaleur et est dirigé dans l’espace de vie. Cette méthode permet d’obtenir un rendement beaucoup plus élevé que la chaleur radiante d’un poêle à bois ou à charbon alimenté à la main et, dans la plupart des cas, le dessus, les côtés et l’arrière du poêle sont au plus chaud au toucher. En plus de l’air de convection, un ventilateur d’extraction force l’air de la chambre de combustion par une ventilation spéciale spécialement conçue pour le combustible à pellets. Ce cycle de circulation fait également partie intégrante du système de combustion, car la flamme concentrée à haute température surchauffera rapidement la chambre de combustion. Les problèmes possibles liés à la surchauffe sont une défaillance des composants électriques et des flammes se propageant dans le tube de la vis sans fin, provoquant un incendie dans la trémie. Par mesure de sécurité, tous les poêles à pellets sont équipés de capteurs de chaleur, et parfois de capteurs de vide, permettant au contrôleur de s’éteindre si une condition non sûre est détectée. Pour un entretien quotidien, un aspirateur à cendres est recommandé. Celles-ci sont similaires aux aspirateurs de magasin, mais sont conçues pour enlever les cendres. Ces aspirateurs sont disponibles avec un kit de poêle à pellets qui permet de nettoyer les zones intérieures du poêle, ce qui améliore l’efficacité.
Les poêles à granulés peuvent être allumés manuellement ou à l’aide d’un allumeur automatique. La pièce d’allumage ressemble au serpentin de chauffage de l’allume-cigarette électrique de la voiture. La plupart des modèles ont un allumage automatique et peuvent être facilement équipés de thermostats ou de télécommandes.
Méthode
Les granulés sont acheminés du stockage ou du réservoir journalier (poêles simples) dans la chambre de combustion. Avec la chaleur générée, l’eau du circuit est chauffée dans la chaudière à pellets. Dans les systèmes de chauffage central, l’eau chaude passe ensuite par le circuit de chauffage. La répartition de la chaleur est la même que celle des autres systèmes de chauffage central. Contrairement au chauffage au mazout ou au gaz, il est recommandé d’inclure un réservoir d’eau chaude dans les systèmes de chauffage à granulés pour économiser l’eau chaude jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire.
Espèce
En principe, les systèmes de chauffage à pellets doivent être distingués en tant qu’installations pour le fonctionnement de systèmes de chauffage domestique centralisés, y compris la technologie de commande et de régulation (par exemple, les systèmes de chauffage central à pellets) de poêles à pellets individuels avec émission de chaleur directe dans l’habitat.
Fours simples
Les fours simples à pellets sont généralement des systèmes dans la plage de puissance de max. 6-8 kW et moins, qui sont placés directement dans le salon. Ils ont généralement un petit réservoir de carburant qui contient une à quelques rations quotidiennes. L’alimentation en carburant et le contrôle de la combustion sont contrôlés automatiquement, le rejet des cendres se fait à la main. La chaleur est généralement émise directement dans l’air ambiant. Les poêles à eau utilisent une partie de l’énergie pour chauffer l’eau qui se trouve dans les poches autour de la chambre de combustion. Ainsi, les performances d’un chauffage central existant peuvent être soutenues ou remplacées dans des cas individuels. La gamme de poêles à pellets individuels est aussi variée que celle des fours à bûches. Des versions avec fenêtres de visualisation sont également proposées, qui ouvrent la vue sur le feu.
Chauffage central
Les installations de chauffage central à pellets sont éligibles pour le rendement calorifique nominal ou le besoin en chaleur (= charge calorifique, calcul selon EN 12 831) à partir de 3,9 kW. Les poêles à pellets conviennent non seulement aux maisons individuelles et jumelées (jusqu’à 30 kW environ), mais également aux unités de vie ou de fonctionnement plus grandes, qui sont alimentées par des systèmes plus grands ou par plusieurs systèmes de chauffage à pellets en ligne (cascade). systèmes) avec quelques centaines de kW peuvent. Les plantes hybrides ou combinées peuvent également être chargées avec du bois de chauffage (comme du bois de chauffage ou des copeaux de bois).
Les systèmes de brûleur à pellets fonctionnent de manière optimale à pleine charge et peuvent être régulés jusqu’à environ 30% de la puissance nominale. Étant donné que la durée de la phase de réchauffement moins efficace sur le plan énergétique est plus longue avec les appareils de chauffage à pellets que dans le cas de la combustion au mazout ou au gaz, les phases de combustion courtes ont un effet négatif sur le rendement énergétique. Une augmentation de l’efficacité énergétique et une réduction des émissions de polluants sont donc obtenues en combinant des systèmes de chauffage à pellets avec des systèmes de stockage de chaleur, généralement via des réservoirs d’eau.
Brûleur à pellets de culture
Les brûleurs à pellets séparés, montés sur une chaudière à mazout ou à bois existante, constituent une alternative peu coûteuse à la conversion complète en chauffage. Cependant, l’efficacité de la combustion est réduite dans ces solutions. Contrairement aux appareils de chauffage ou aux fours à granulés, les coûts d’investissement ne sont pas pris en charge par des fonds publics.
Procédure
Semblable à des réchauffeurs à copeaux de bois, le combustible est livré périodiquement et automatiquement introduit au moyen de mangeoires provenant de l’entrepôt de pellets (systèmes de chauffage) ou du réservoir journalier (fours individuels) selon les besoins de la chambre de combustion. Pour la combustion dans les appareils de chauffage au bois, on utilise les chambres de combustion habituelles. Avec la chaleur générée par le chauffage central à pellets, l’eau du circuit de chauffage dans la chaudière à pellets est chauffée. La répartition de la chaleur est la même que celle des autres systèmes de chauffage central grâce à l’eau chauffée. Contrairement aux chauffages au mazout ou au gaz, l’intégration d’un réservoir d’eau chaude dans le système de chauffage est utile dans les systèmes de chauffage à pellets, qui stockent la chaleur générée pendant le processus de combustion avec une perte minime jusqu’à ce que le système de chauffage demande de la chaleur.
Brenner
Le système de combustion conçu comme un réacteur à lit fixe est automatiquement alimenté en matériau de combustion. La technologie de contrôle de l’usine fournit le combustible progressivement en quantité correspondant à la chaleur requise. Selon la version, les pellets de bois fournis sont soit allumés automatiquement avec des soufflantes à air chaud, soit un lit de combustion est obtenu de manière permanente dans la chambre de combustion.
Les poêles à granulés de bois fonctionnent avec différentes techniques d’alimentation. De nos jours, le système de mise à feu par goulotte ou à granulés spécialement développé pour la combustion de granulés, le sous-alimentage, le tir en croix ou l’utilisation d’un système à grille à rouleaux est actuellement utilisé.
À la tombée de la nuit, les pellets glissent dans une goulotte dans un brûleur. En utilisant un pot de brûleur, la plage de combustion est définie avec précision, donc la combustion peut être contrôlée avec précision.
Lorsque les granulés sont sous-alimentés, ils sont brûlés et les cendres restantes tombent en dehors de la boîte dans le bac à cendres sous-jacent.
Le tir transversal des plaquettes fonctionne de la même manière que le tirage en sous-alimentation, sauf que le carburant est poussé latéralement sur la plaque de cuisson via un convoyeur à vis. Dans ce cas, le plateau de brûleur et l’alimentation en air permettant de s’adapter à des services partiels peuvent être spécialement conçus.
Dans le système de grille à rouleaux, les granulés tombent d’en haut sur plusieurs disques en acier tournant lentement avec un petit espace. Un peigne à raclettes nettoie les espaces intermédiaires à chaque tour afin que les cendres puissent également tomber librement vers le bas et que l’air de combustion puisse être alimenté vers le haut.
Image: Bruleur de partitions de la société SOLARvent
Dans le cas de la technologie du feu à l’automne, toutefois, les granulés tombent du haut sur une grille dans une chambre de combustion. Les flammes sont réduites à l’aide d’un ventilateur aspirant à travers la grille. Ce système produit le moins de cendres.
Afin d’optimiser l’efficacité et la teneur en polluants de l’air extrait, les brûleurs à pellets modernes contrôlent la combustion via un capteur de température ou une chambre à flamme, en association avec une alimentation en air de combustion réglable en continu ou une sonde lambda via un ventilateur à tirage induit. Les gaz de combustion chauds sont introduits dans la cheminée via un échangeur de chaleur à nettoyage manuel ou automatique des surfaces de réchauffage ou des turbulateurs (également appelés turbulateurs).
La cendre qui en résulte tombe dans un cendrier. Afin de réduire les intervalles dans lesquels une élimination des cendres est nécessaire, les cendres sont partiellement comprimées dans le cendrier. On utilise parfois des systèmes d’évacuation des cendres dans lesquels les résidus de cuisson sont transportés à l’aide de transporteurs à vis sans fin dans des conteneurs de collecte.
Transfert de chaleur et stockage
Comme pour l’utilisation d’autres combustibles, la combustion de la source d’énergie dans la chaudière chauffe l’eau, qui sert d’échangeur de chaleur d’un système de chauffage et / ou d’eau chaude et transporte l’énergie thermique via des pompes et des canalisations vers le lieu de consommation. . Etant donné qu’une combustion en grande partie complète des granulés de bois n’est possible qu’en fonctionnement normal et lors de la phase de réchauffement et de la phase de combustion, des pertes plus importantes et des émissions plus importantes se produisent dans les systèmes de chauffage, l’eau chauffée est généralement acheminée comme dans les appareils de chauffage au bois de chauffage. mémoire tampon, à partir de laquelle il sera accessible au besoin aux consommateurs. Cela garantit une période de cuisson ininterrompue suffisamment longue.
Mesure, contrôle et régulation
La technologie de mesure, de contrôle et de régulation du chauffage à pellets est généralement plus complexe que les systèmes de chauffage comparables utilisant des combustibles fossiles. D’une part, l’intégration d’un ou plusieurs accumulateurs de chaleur nécessite une régulation du stockage d’eau chaude, de la distribution puis de la distribution ultérieure, et d’autre part, la régulation de l’alimentation en combustible, de l’alimentation en air de combustion et du chauffage est plus compliquée.
Dispositifs de sécurité
En raison des particularités du combustible, les poêles à pellets ont des dispositifs de sécurité autres que des brûleurs à mazout ou à gaz. Tous les systèmes modernes de chauffage à pellets de bois sont équipés d’une protection contre le retour de flamme, qui empêche toute nouvelle cuisson dans la zone d’alimentation / stockage des pellets. Les commandes de pression négative dans la chambre de combustion empêchent la sortie de gaz toxiques ou inflammables dans la chaufferie, la protection contre la surchauffe de certains systèmes> 25 kW ou la chaudière combi est rendue possible par des échangeurs de chaleur de sécurité, qui conduisent automatiquement l’eau froide dans un échangeur de chaleur en cas de surchauffe .
Gamme de puissance et efficacité
Les poêles à pellets sont disponibles dans toutes les gammes de puissance à partir d’env. 3,9 kW, sous forme de fours individuels entre env. 4 et 20 kW. La plupart des systèmes disponibles aujourd’hui disposent d’une commande de puissance sur l’alimentation en combustible et en air de combustion, ce qui leur permet de fonctionner à pleine charge et à charge partielle. Actuellement, les chaudières à pellets atteignent un rendement de combustion d’environ 85 à 95% en fonctionnement à pleine charge (puissance thermique nominale) en mode de valeur calorifique. Avec des chaudières à granulés en technologie de condensation, l’efficacité de la chaudière peut aller jusqu’à env. 106% peuvent être atteints. Ici, l’énergie de condensation de la vapeur dans les gaz d’échappement s’ajoute à l’énergie d’évaporation (au moins partiellement) récupérée. Cela permet d’obtenir une température des gaz d’échappement de seulement 30 ° C à 40 ° C. On utilise comme matériau pour l’échangeur de chaleur nécessaire des matériaux résistant à la corrosion, tels que l’acier inoxydable ou le graphite. Des mesures spéciales sont prévues dans le foyer et le rejet d’eau condensée est nécessaire (350 litres par tonne de pellets).
À quelques exceptions près, le rendement chute lorsque la chaudière à pellets fonctionne dans la plage de charge partielle. Les rendements d’allumage décrits ici peuvent être très différents des rendements réels des installations, raison pour laquelle le concept d’installation joue un rôle majeur. L’utilisation d’une mémoire tampon suffisamment grande a du sens.
Niveau d’automatisation, de support et de maintenance
Les systèmes modernes de chauffage à pellets fonctionnent presque entièrement automatiquement, de sorte que seuls des travaux de nettoyage et de maintenance réguliers, à intervalles de plusieurs semaines (élimination des cendres) ou de quelques mois (nettoyage de la chambre de combustion) sont nécessaires. Le travail régulier sur le chauffage se limite au remplissage de l’entrepôt, à l’enlèvement des cendres et, pour les modèles plus simples, au nettoyage des carneaux. Une convivialité comparable à celle du chauffage au mazout ou au gaz est un objectif de développement important des fabricants. Pour les systèmes de chauffage central à pellets individuels, des intervalles d’entretien d’une fois par an suffisent.
Référence de carburant
Le carburant est offert en sac (15-20 kg) pour le remplissage manuel, en sacs plastiques de 1-2 m³ (big bags) ou en vrac. Bien que les produits en sacs conviennent particulièrement aux fours simples ou aux mini-systèmes, l’utilisation des grands sacs nécessite des systèmes de suspension et une technologie de levage appropriés.
La livraison des granulés de bois en vrac est généralement effectuée par des silos similaires à ceux des granulés d’aliments pour animaux. Les granulés sont soufflés, sauf dans des silos étanches à la poussière, et l’espace de stockage est généralement en même temps aspiré par de l’air afin d’éviter la charge de poussière. Les livraisons typiques pour les utilisateurs finaux sont de 3 à 10 tonnes.
Stockage et décharge
Les granulés de bois sont stockés en vrac dans une cuve ou une pièce de stockage et sont acheminés au brûleur par un système de convoyage. La salle de stockage doit être sèche car les pellets réagissent fortement de manière hygroscopique au mur ou à une humidité de l’air trop élevée lors du stockage avec des miettes.
Par rapport au mazout, les granulés de bois nécessitent environ trois fois plus de volume de stockage, mais ils nécessitent moins d’effort technique pour la pièce, car les granulés, contrairement au mazout, ne polluent pas l’eau. Pour le stockage, les pellets peuvent être stockés dans un simple espace de stockage. Le sol est construit en forme d’entonnoir – généralement en bois – au bas de l’entonnoir se trouve l’entrée de la vis ou il y a des sondes d’échantillonnage pour le ventilateur. Plusieurs points de retrait dans la salle de stockage garantissent un fonctionnement sans obstruction, même en cas de dysfonctionnement d’un point de retrait. Les réservoirs préfabriqués en tissu ou en tôle d’acier sont des alternatives au stockage. Des réservoirs souterrains enterrés ou des siloscans autonomes peuvent être utilisés si l’espace disponible dans le bâtiment est insuffisant. Dans les pièces humides, des systèmes de réservoirs denses doivent être utilisés pour garantir la qualité des pellets.
Pour l’alimentation, il est possible d’utiliser des systèmes à ruissellement, à ventilateur aspirant ou à vis. Le choix dépend principalement de la distance entre le palier et la chaufferie. Pour des distances supérieures à 2 m, il est généralement nécessaire d’utiliser des convoyeurs à vis multi-étages ou flexibles. Les systèmes de soufflante peuvent être utilisés de manière flexible et transporter jusqu’à plus de 20 m. La décharge de la salle de stockage ou du conteneur est supportée par un fond de conteneur incliné ou une sortie en entonnoir.
Les systèmes de brûleurs avec contrôle de décharge actif se fournissent avec la dose de carburant requise, sinon, en plus, un petit tampon est nécessaire pour le fonctionnement du brûleur.
Voir aussi les dangers dus aux granulés de bois
Développement
Les pellets sous forme de sciure de bois pressée à usage énergétique et de poêles à pellets ont été développés dans les années 1970 aux États-Unis. Depuis la fin des années 1970, les fabricants de chaudières européens, notamment en Scandinavie et en Autriche, se sont lancés dans le développement du chauffage à pellets. Le marché du chauffage à granulés de bois en Allemagne s’est développé plus tard, après la publication de l’utilisation des granulés de bois en Allemagne en 1997. Aujourd’hui, l’Allemagne est le marché le plus vendu pour les systèmes de chauffage à granulés de bois.
Selon les rapports de l’industrie, la part du chauffage aux granulés dans les nouveaux bâtiments serait de 35%, le système de chauffage aux granulés augmentant de plus de 10% par an, contre un peu plus de 100 000 unités (janvier 2013). Avec 12,6 systèmes de chauffage à pellets pour 1 000 habitants, l’Autriche possède la plus grande densité de systèmes de chauffage à pellets en Europe. En Allemagne, entre 1999 et 2008, environ 100 000 installations de production de pellets ont été installées.
Efficacité et coûts opérationnels
Le coût initial d’une installation de production de pellets est supérieur à celui des systèmes de chauffage au gaz et au mazout comparables, mais les coûts d’exploitation sont souvent, en fonction du prix du carburant et du prix du carburant, moins chers en Europe centrale que les combustibles fossiles. Pour les grands systèmes, la proportion des coûts d’investissement diminue par rapport aux coûts d’exploitation, de sorte qu’il y a déjà une économie de coûts après moins d’années d’exploitation que dans les petites installations. Une fois de plus, il existe d’autres solutions de régénération disponibles pour fournir de la chaleur à des propriétés plus grandes, avec des coûts de fonctionnement encore plus bas comparés au chauffage à granulés, notamment le chauffage aux copeaux de bois ou la chaleur perdue provenant d’installations de biogaz. Actuellement, l’aide financière disponible en faveur des systèmes de chauffage à granulés.
Voir aussi: Chauffage des bâtiments – pour le calcul du rendement économique et le dimensionnement des systèmes de chauffage en général
Promotion
En Allemagne, le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie encourage l’installation de systèmes de chauffage à pellets dans le cadre d’un programme d’incitation du marché (MAP). La subvention s’élève à 1400 € pour les poêles à granulés avec poche d’eau (poêles à eau), 2400 € pour les chaudières à granulés sans stockage tampon (puissance de la chaudière de 5 à 66,6 kW) et 2900 € pour les chaudières à granulés avec réservoir tampon nouvellement construit litres par kW. Puissance de la chaudière (ici 5 à 80,5 kW). Des primes supplémentaires sont accordées si, simultanément, l’installation d’un système solaire thermique éligible (chauffage bivalent) et / ou d’un système de chauffe-eau solaire ou l’efficacité énergétique (isolation thermique) de l’objet chauffé atteint un certain niveau. L’installation d’un échangeur de chaleur à gaz d’échappement pour augmenter l’efficacité et / ou d’un filtre à particules pour séparer les particules contenues dans les gaz d’échappement constitue un soutien supplémentaire au financement de l’innovation.
En Autriche, le gouvernement fédéral, les États fédérés et certaines municipalités accordent des subventions pour l’installation de nouveaux systèmes de chauffage central ou la conversion au chauffage à pellets.
En Suisse, les systèmes de chauffage à pellets de bois sont également mis en avant. C’est une réglementation cantonale différente.
En Belgique, la Région wallonne versera les bonus suivants par installation en 2008-2009: 1 750 € à 50 kW (+35 € par kW à 100 kW), 3 500 € à 100 kW (+18 € par kW à 500 kW), 10 700 € à 500 kW (+8 € par kW jusqu’à un maximum de 15 000 €).
Carburant
Les granulés de bois (DIN plus) ont un pouvoir calorifique de 5 kWh / kg et un équivalent pétrole de 2,16 kg / l ou 3,33 l / l OE. La teneur en énergie d’un kilogramme de pellets équivaut à celle d’un demi-litre de mazout, en volume (en volume de volume) d’un tiers de litre.
Évolution des prix
Le marché des granulés a connu une forte croissance de l’offre et de la demande ces dernières années. Après un prix initialement assez élevé après son lancement sur le marché à la fin des années 90, une phase de prix relativement bas autour de 3,5 centimes / kWh en Allemagne de 2002 à 2005 et plusieurs mois de prix élevés des pellets supérieurs à 5 centimes / kWh à l’hiver 2006 / 07 Les goulots d’étranglement dans l’approvisionnement ont considérablement accru les capacités des fabricants, de sorte que la valeur commerciale a chuté depuis 2007 pour atteindre un niveau compris entre environ 3,5 et 4,5 cents / kWh. En 2008, le minimum a été atteint. Depuis lors, le prix des pellets a encore augmenté. En 2015, les prix entre env. 4,7 et 6,3 cents / kWh ont été atteints.
Par rapport aux prix du gaz naturel, on peut observer objectivement l’évolution des prix en Autriche sur la base des indices de prix autrichiens des produits: en janvier 2013, l’indice des prix des pellets était de 139,91 par rapport à la valeur de base de janvier 2006, ce qui signifie que le prix des pellets n’a augmenté que de 1 dans ces 7 années, 40 fois contre l’indice autrichien des prix du gaz de 143,75, d. H. le prix de l’essence a été multiplié par 1,44 au cours des sept dernières années (voir l’évolution des prix de l’essence pour illustrer les fluctuations habituelles des prix).
Pour la livraison de marchandises en vrac, un Einblaspauschale d’un montant net d’environ 30 € sera facturé; Moins de 3 tonnes de quantité livrée entraînent souvent des surcharges de pénurie. Les marchandises en sacs de 15 kg coûtent entre 7 et 20% de plus que les marchandises en vrac. Des suppléments sont également calculés pour les gros sacs (750 à 1 000 kg).
Origine des matières premières et alternatives de carburant
En plus de la sciure de bois utilisée à l’origine, les granulés de bois sont de plus en plus utilisés pour fabriquer des granulés, qui sont également demandés par l’industrie papetière et l’industrie du bois. Outre les copeaux de bois, ceux-ci incluent également les résidus forestiers et les grumes. Les taux de croissance et la consommation globale d’utilisation de pellets de bois augmentent la demande dans les régions où le bois est de qualité inférieure. Les stratégies visant à accroître l’offre de matières premières comprennent l’utilisation d’arbres entiers, l’utilisation accrue d’essences de bois à croissance rapide et la plantation de plantations à rotation rapide sur des terres agricoles. Bien que la production de bois énergie sur les terres arables puisse être un avantage du point de vue de l’environnement, des conflits entre cibles, avec protection de la nature, de l’environnement et / ou des sols, peuvent survenir lors de l’intensification du rendement en matière première de la forêt. Pour l’origine des matières premières, voir aussi la critique des granulés de bois.
Des carburants alternatifs pour le fonctionnement des systèmes de chauffage à pellets sont en cours de développement et d’essais. Outre les granulés de paille, les granulés à valeur résiduelle (résidus de broyeur, par exemple), ainsi que la biomasse en granulés telle que le B. miscanthus géant ou le tourteau de colza sont des matières premières possibles. La biomasse non ligneuse est utilisée sous forme de pellets pour les centrales de cogénération à la biomasse, mais elle est actuellement utilisée pour le chauffage de pellets id R. déconseillée, ces combustibles étant utilisés dans la technologie de combustion (par exemple, en raison de la teneur élevée en silicium et du frittage) et dans les gaz d’échappement la purification nécessite un effort accru. Le grain utilisé comme combustible nécessite un équipement approprié (combustion du grain) et est soumis à des restrictions conformément à l’ordonnance sur les installations de combustion de petite et moyenne taille.
Avantages
La plupart des poêles à granulés s’enflamment spontanément et s’allument et s’éteignent sous contrôle thermostatique. Les cuisinières à allumage automatique peuvent être équipées de télécommandes. Les innovations récentes incluent la surveillance intégrée par microcontrôleur de diverses conditions de sécurité et peuvent exécuter des tests de diagnostic en cas de problème imminent.
Un poêle à pellets bien nettoyé et entretenu ne devrait pas créer de créosote, la substance collante et inflammable à l’origine des incendies de cheminée. Les pellets brûlent très proprement et ne créent qu’une couche de cendres volantes fines en tant que sous-produit de la combustion. La teneur en granulés affecte les performances et la production de cendres. Les granulés de qualité supérieure produisent moins de 1% de cendres, tandis que les granulés standards ou de qualité inférieure produisent jusqu’à 6% de cendres. Les utilisateurs de poêles à granulés doivent être conscients de la nécessité d’un entretien supplémentaire avec une granule de qualité inférieure, et qu’une qualité de bois inégale peut avoir des effets graves sur les machines électroniques sur une courte période.
Un poêle à pellets est normalement associé au bois granulé. Cependant, de nombreux poêles à granulés brûlent également des combustibles tels que le grain, le maïs, les graines ou les copeaux de bois. Dans certains poêles à granulés, il peut être nécessaire de mélanger ces combustibles avec des granulés de bois. Les déchets en pellet (contenant principalement du papier usagé) constituent également un combustible pour les poêles à pellets.
Contrairement aux poêles à bois qui fonctionnent exclusivement sur un principe de tirage de cheminée, un poêle à pellets doit utiliser un tuyau d’échappement spécialement scellé afin d’empêcher les gaz d’échappement de s’échapper dans l’espace habitable en raison de la pression d’air produite par un ventilateur à combustion. Les poêles à granulés nécessitent une ventilation certifiée à double paroi, généralement de trois ou quatre pouces de diamètre, avec un intérieur en acier inoxydable et un extérieur galvanisé. Les poêles à pellets étant dotés d’un système d’échappement forcé, ils présentent l’avantage de ne pas toujours exiger une élévation verticale pour s’aérer, bien qu’il soit recommandé de laisser une course verticale de 0,91 à 1,52 m (3 à 5 pieds) afin d’induire un courant d’air afin d’éviter les fuites. le cas d’une panne de courant. Comme un appareil à gaz moderne, les poêles à pellets peuvent être ventilés horizontalement à travers un mur extérieur et terminés sous la ligne de toit, ce qui en fait un excellent choix pour les structures sans cheminée existante. Si une cheminée existante est disponible, les fabricants recommandent vivement l’utilisation d’une gaine en acier inoxydable correctement dimensionnée sur la longueur de la cheminée pour un tirage correct. Les techniques de construction modernes ont créé des maisons très étanches, obligeant de nombreux fabricants de poêles à pellets à recommander l’installation de leurs poêles avec prise d’air extérieur afin de garantir leur fonctionnement efficace et d’éviter les éventuelles pressions négatives dans la maison.
Les poêles à granulés sont approuvés pour une utilisation dans les maisons mobiles, contrairement aux poêles à bois standard.
Dans de nombreux États, les granulés de bois sont exemptés de la taxe de vente.
Compatibilité environnementale
Les aspects essentiels de la compatibilité environnementale du système de chauffage à pellets sont l’origine des matières premières, les émissions de polluants résultant de la combustion et l’équilibre climatique.
Protection du climat
Étant donné que les pellets sont constitués de bois, une matière première renouvelable et donc neutre en CO 2, leur bilan climatique peut être plus favorable que celui des combustibles fossiles. La quantité de CO 2 libérée lors de la combustion correspond exactement à la quantité de CO 2 incorporée dans le bois au fur et à mesure de sa croissance. Cependant, même avec du bois de chauffage ou des granulés de bois issus de la sylviculture durable garantie, quelques premières années surviennent au CO 2, mais il faut des décennies pour que la quantité relativement courte de bois brûlé dans de vieux arbres mûrs à la récolte repousse sur une zone de forêt de remplacement de taille appropriée, éliminant ainsi la quantité correspondante de CO 2 de l’air.
Les émissions de CO 2 des pellets de bois sont d’environ 42 g / kWh et de 303 g / kWh pour le mazout. Selon le modèle GEMIS (Global Emissions Model of Integrated Systems), le cycle de vie des granulés de bois (transport et intrants de matériau compris), en tant que sous-produit d’une utilisation plus importante du bois, représente environ 13% de l’énergie utile des non-transformés. énergie renouvelable. Grâce aux subventions, la demande de pellets a été considérablement alimentée. Il en résulte des effets secondaires tels que des augmentations de prix et une utilisation accrue du bois de la forêt au lieu des déchets de bois.
Sécurité énergétique et création de valeur régionale
En utilisant des granulés de bois à source d’énergie biogénique, la dépendance aux combustibles fossiles est réduite. En outre, contrairement aux combustibles fossiles, l’utilisation de granulés de bois peut, dans certains cas, utiliser des combustibles produits dans la région. Les dépenses en carburant restent alors en grande partie dans sa propre région, où elle ajoute de la valeur.
Les émissions
En ce qui concerne les émissions de polluants (monoxyde de carbone, hydrocarbures organiques volatils, oxydes d’azote), les appareils de chauffage à pellets se situent dans la gamme des autres systèmes de chauffage – les différences dépendant du polluant et du système de chauffage. Les émissions de poussières fines des systèmes de chauffage à pellets modernes sont légèrement supérieures aux systèmes de chauffage au mazout ou au gaz comparables, mais sont nettement inférieures aux valeurs limites applicables. Même après la réduction prévue des émissions de gaz d’échappement en 2015 selon 1. BImschV, les installations peuvent respecter les valeurs limites.
Dioxyde de soufre (SO 2)
Les granulés de bois selon DIN plus ou ÖNORM M 7135 ont une teneur maximale en soufre de 0,04% en poids, qui se situe entre le gaz naturel spécifié par la DVGW (maximum 30 mg / m³ ou 8 mg / kWh plus la teneur en soufre résultant de l’odorisation moyenne) et mazout léger (0,1% en poids conformément au § 10 du 10ème BImSchV). Selon le modèle GEMIS (Global Emissions Model of Integrated Systems), les rejets de SO 2 sur l’ensemble du cycle de vie des granulés de bois issus du recyclage des déchets de bois représentent environ 0,53 g / kWh. Le mazout (technologie à condensation) et le gaz naturel représentent respectivement 0,73 g / kWh et 0,18 g / kWh.
Pollution par l’ozone
L’exposition à l’ozone résultant du rejet de substances prédécesseurs (oxydes d’azote, monoxyde de carbone, méthane et composés organiques volatils) est rapportée lors de la combustion de pellets de bois résiduel dans le bois GEMIS à 0,88 g / kWh, un facteur environ deux fois plus élevé que dans la combustion du mazout à condensation (0,41 g / kWh) ou du gaz naturel (0,35 g / kWh). Depuis la formation accrue de photo-oxydants due au rayonnement solaire intense nécessaire principalement pendant les mois d’été est un problème (« smog d’été »), alors que les radiateurs de chauffage fonctionnent naturellement principalement en hiver, mais cette émission est attribuée relativement peu de potentiel de problème.
Poussières fines
Les émissions de particules des chaudières à pellets modernes en fonctionnement normal sont d’environ 8 mg par MJ de quantité de chaleur, ce qui correspond à 29 mg / kWh. Entre-temps, il existe des systèmes de chauffage à pellets qui, grâce à une combustion optimisée, se situent sous les niveaux d’émission de particules et peuvent également être installés dans des zones soumises à une réglementation plus stricte. Ces systèmes fonctionnent avec la technologie de condensation et produisent un gaz d’échappement relativement pauvre en poussières et en carbone (environ 4 mg de particules par MJ = 14,5 mg / kWh). Sinon, le soi-disant. Partitionsbrenner (brûleur à insertion transversale avec une forme spéciale de la commande d’air) a permis d’atteindre cette faible teneur en particules, bien que cela ne nécessite pas de technologie de condensation. La valeur comparative de l’émission de poussières fines concerne les fours simples (cheminée ouverte, poêle en faïence) à environ 150 mg / MJ (= 544 mg / kWh), pour les chaudières à bois rond à environ 90 mg / MJ (= 326 mg / kWh), et aux réchauffeurs d’huile à 3 mg / MJ (= 11 mg / kWh). (B.energie AG, Suisse).
Une étude commandée par l’Institute for Economic Oil Heating (IWO) prend également en compte le fonctionnement dynamique. En hiver, une chaudière à pellets émettait 114 mg / kWh de poussière fine, contre 74 mg / kWh en fonctionnement continu. Les valeurs de comparaison pour le brûleur à mazout étaient de 0,10 à 1,40 mg / kWh dans l’expérience (avec pratiquement aucune différence entre le fonctionnement en continu et le fonctionnement à intervalles).
Poêle à maïs
Un poêle à maïs est conçu pour la combustion du grain de maïs en grains entiers et ressemble à un poêle à pellets. La principale différence entre un poêle à granulés et un poêle à maïs dédié est l’ajout d’un agitateur métallique dans le pot de combustion ou d’un système d’élimination active des cendres. Celles-ci varient légèrement dans leur conception, mais consistent généralement en une longue tige métallique avec des tiges plus petites soudées à un angle perpendiculaire, afin de brouiller le pot de combustion lorsqu’il tourne. Un système actif d’élimination des cendres est constitué de vis sans fin au fond du pot de combustion qui évacuent les cendres et les scories. Au cours d’un cycle de combustion normal, la teneur en sucre dans le maïs (et d’autres biocarburants similaires) fera en sorte que les cendres se collent les unes aux autres et forment une masse dure. La tige d’agitation en métal sépare ces masses, causant une brûlure beaucoup plus uniforme. Alors qu’il existe une demande pour créer des poêles capables de brûler plusieurs combustibles avec des ajustements minimes, certains poêles à granulés ne sont pas conçus pour mélanger de l’essence et ne peuvent pas brûler de l’essence de maïs.
Critique
Une étude de la Société autrichienne pour l’environnement et la technologie a comparé le coût du capital et les coûts de fonctionnement des systèmes de chauffage selon différents scénarios de consommation de chauffage et de prix de l’énergie. calorifère, plus les coûts d’installation élevés dans le prix global sur toute la durée de vie, puis dans les systèmes de chauffage à pellets « En supposant que les prix de l’énergie soient faibles et constants, même système de chauffage le plus cher « . Les chaudières à pellets, en plus des chauffages à bois, génèrent les coûts totaux les plus bas si les coûts des combustibles fossiles continuent à augmenter.