Combustion en air humide: explications et performances

Partagez cet article avec vos amis:

Pompe à vapeur d’eau et combustion humide: explications et performances
Par Rémi Guillet.

La pompe à vapeur d’eau

Ayant initié au début des années 1970 des travaux de recherche et développement sur les générateurs de chaleur à condensation (de produits de combustion), ceci afin de limiter la condensation atmosphérique des fumées du nouveau combustible qu’était, à l’époque, le gaz naturel, d’augmenter corrélativement le rendement de la combustion grâce à ce type de générateur de chaleur, la crise de l’énergie issue du choc pétrolier de 1973 devait me donner l’occasion de poursuivre dans cette voie afin d’étendre leur champ d’application (en vérité bien restreint !).

En effet, la condensation effective de l’eau issue de la combustion dans un générateur de chaleur suppose que la température la plus basse de la « source froide », ou la température de l’eau y entrant dans le cas d’une chaudière, soit inférieure à la température de rosée des gaz issus de la combustion (soit environ 60°C dans le cas de produits de combustion du gaz naturel).

On peut même observer que la vapeur d’eau n’étant pas pure, la condensation n’est pas isotherme et une condensation significative suppose un rejet des produits de combustion à au moins 15°C en dessous de ladite température de rosée : une contrainte limitant fortement le champ d’application des générateurs à condensation.

Donc, comment élargir ce champ d’application sachant que la température de l’eau d’une boucle de chauffage par eau chaude au retour chaudière atteint 70°C ? Mise en pression des produits de combustion, séparation de la vapeur d’eau des autres gaz? Autant de solutions envisagées par les ingénieurs et autres universitaires impliqués dans la recherche thermique après le choc pétrolier de 1973.

Pour ce qui me concerne, la solution proposée a été d’augmenter la tension de la vapeur d’eau dans les produits de combustion traversant le générateur de chaleur, en procédant à un échange (ultime) d’enthalpies entre les gaz sortants (et saturés en vapeur d’eau à l’issue d’une première séquence de condensation dans le générateur à condensation ou plus souvent dans le récupérateur/condenseur associé à un générateur traditionnel) et l’air de combustion, ledit échange portant à la fois sur la chaleur sensible résiduelle, recyclée par préchauffage de l’air entrant, et sur la chaleur latente de condensation résiduelle issue d’une condensation ultime de la vapeur d’eau du côté gaz sortants et recyclée par évaporation de cette eau dans l’air entrant, ainsi humidifié.

D’un point de vue quantitatif et à ce stade ultime d’échanges, tout se passe dans la pompe à vapeur d’eau comme s’il y avait pompage de la vapeur d’eau contenue dans les gaz sortants du récupérateur/condenseur et recyclage de cette vapeur dans l’air entrant.

Corrélativement, à l’issue de cet échange, les chaleurs sensible et latente rejetées à la cheminée devenant quasi nulles, le rendement de combustion atteint le maximum possible, soit 100% (rapporté au pouvoir calorifique supérieur du combustible)

La suite dans le document

En savoir plus:  La « combustion humide » explicitée par R.Guillet sur les forums

Télécharger le fichier (une inscription à la Newsletter peut être requise): Combustion en air humide: explications et performances

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *