CETP-NI composé d’une seule partie

 Température des fumées en entrée du CETP-NI n°3

La Figure 3.15 présente l’évolution de la température des fumées à l’entrée du CETP-NI n°3 pour les trois principaux régimes de fonctionnement du poêle à granulés à combustion étanche.

Figure 3.15 : Évolution de la température des fumées en entrée du CETP-NI n°3

On observe tout d’abord que la température s’élève en suivant une même pente quel que soit le régime de fonctionnement, puis qu’elle s’établit avec un écart d’environ 50°C entre chacun des régimes étudiés. Enfin, on peut noter que la température des fumées à l’entrée du conduit échangeur a tendance à se stabiliser plus rapidement lorsque le régime du poêle est élevé, mais de manière générale le régime permanent est atteint au bout de 2 heures 30 minutes de fonctionnement.

 Puissances échangées au sein du CETP-NI n°3

Le graphique de la Figure 3.16 présente les valeurs des puissances cédées par les fumées ØFC

et par l’air de combustion ØAC ainsi que celles récupérées par la partie de l’air neuf de ventilation ØAV

circulant dans le CETP-NI n°3, aux régimes de fonctionnement minimum P1-V1, intermédiaire P3-V3 et maximum P5-V5 du poêle à combustion étanche. Les tableaux des principaux résultats des essais en laboratoire sur le système combiné équipé du CETP-NI n°3 sont donnés en Annexe 4.

De manière générale, en fonction du régime du poêle, les puissances récupérées sur l’air de ventilation au sein du CETP se situent entre 200 W et 225 W à P1-V1, entre 350 W et 375 W à P3-V3 et entre 500 W et 525 W à P5-V5.

Les puissances échangées augmentent donc sensiblement avec l’élévation du régime de fonctionnement du poêle. On récupère ainsi deux fois plus de chaleur sur l’air neuf de ventilation au régime maximum P5-V5 qu’au régime minimum P1-V1. Ces résultats sont intéressants car les écarts entre les différents régimes n’étaient pas aussi marqués lors des essais précédents sur le CETP-PI avec le poêle à granulés non étanche (cf. Figure 2.34).

0 50 100 150 200 250 300

00:00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00 02:52:48 T_{FC, in} [°C]

temps [hh:mm:ss]

T FC, in - P5 T FC, in - P3 T FC, in - P1

≈ 260°C

≈ 210°C

≈ 160°C

Ensuite, bien qu’on observe une légère augmentation des puissances échangées lorsque le débit d’air de ventilation s’élève, c'est-à-dire lorsque la valeur du coefficient z diminue, les faibles écarts de puissance échangée entre les différentes allures de la VMC-DF semblent traduire le fait que la zone d’échange est trop courte pour que les transferts thermiques puissent être véritablement influencés par le régime d’écoulement de l’air de ventilation.

On remarque également que la somme des puissances cédées ne correspond pas tout à fait à celle qui est récupérée par l’air de ventilation. En effet, comme le CETP n’est pas isolé, une partie de la chaleur cédée par l’air de combustion est transmise à l’environnement extérieur à travers la paroi externe du conduit échangeur.

Les puissances récupérées par l’air de ventilation restent cependant assez proches de celles cédées par les fumées, ce qui montre que l’échange thermique est prédominant du côté des fumées. À ce titre, on peut noter qu’au régime minimum P1-V1 du poêle, les valeurs des puissances récupérées par l’air de ventilation et cédées par les fumées sont semblables, ce qui laisse entendre que les pertes vers l’extérieur doivent être proches des valeurs des puissances cédées par l’air de combustion.

CETP-NI n°3 Figure 3.16 : Puissances échangées au sein du CETP-NI n°3

Le Tableau 3.15 donne les valeurs des incertitudes sur les puissances échangées pour chacun des trois fluides étudiés. De manière générale, le niveau de ces incertitudes peut être considéré comme acceptable car il reste inférieur à 11,6%. Enfin, l’incertitude liée à la mesure de la vitesse représente plus de 50% de l’incertitude totale sur l’évaluation de la puissance échangée et l’incertitude liée à la mesure des écarts de température y contribue jusqu’à hauteur de 20% environ. La méthodologie du calcul de l’incertitude sur les puissances échangées et sur l’efficacité est donnée en Annexe 2.

Tableau 3.15 : Incertitudes sur les puissances échangées au niveau de chaque fluide (CETP-NI n°3) fumées de combustion air de combustion air de ventilation

ΔØ/ Ø ≤ 11,6% ≤ 7,7% ≤ 9,5%

 Influence du passage de l’air de combustion

Les puissances cédées par l’air de combustion restent assez faibles et s’établissent aux environs de 50 W à P1-V1, de 75 W à P3-V3 et de 100 W à P5-V5. Ainsi, même si l’air de combustion ne contribue presque pas au réchauffement de l’air neuf de ventilation, il ne cède pas non plus beaucoup de chaleur vers l’extérieur et empêche surtout toute déperdition de chaleur depuis la zone où circule l’air de ventilation vers l’ambiance. Il est également préférable que la température de l’air de combustion soit la plus élevée possible lors de son admission afin d’augmenter le rendement de l’appareil. Ainsi, malgré son passage dans le conduit échangeur, où sa température chute de manière évidente, celle-ci augmente ensuite très rapidement au niveau du dernier élément de conduit, appelé élément droit de prise d’air (EDPA), comme le montre le graphique de la Figure 3.17.

Figure 3.17 : Évolution de la température de l’air de combustion le long de la cheminée (CETP-NI n°3) On observe également sur le graphique de la Figure 3.17 que la chute de température de l’air de combustion est très importante le long de la portion de conduit situé entre l’EDPA et la buse du poêle, avec ici environ 25°C de perdu. Il est donc particulièrement intéressant d’isoler cet élément de raccordement, qui est souvent un flexible métallique, pour conserver la chaleur récupérée par l’air de combustion et contribuer à maintenir un rendement du poêle qui soit le plus élevé possible.

 Puissances disponibles en entrée du CETP-NI n°3

Les deux graphiques de la Figure 3.18 montrent que les différents niveaux de puissances disponibles sur les fumées et sur l’air de combustion en entrée du CETP sont bien plus marqués avec le poêle à granulés ELENA NEW que précédemment avec le poêle LISA (cf. Figure 2.35).

Figure 3.18 : Puissances disponibles sur les fumées et sur l’air de combustion (CETP-NI n°3) 0

 Puissances maximum récupérables au sein du CETP-NI n°3

Le graphique de la Figure 3.19 montre que la puissance maximum récupérable par l’air de ventilation circulant au sein du CETP-NI n°3 vaut environ 1150 W à P1-V1, 1800 W à P3-V3 et 2550 W à P5-V5, conformément à la définition donnée par l’équation (2.23). L’incertitude sur ces valeurs est ici inférieure ou égale à 21,5%.

En comparant ces valeurs à celles présentées sur le graphique de la Figure 2.36, il apparaît très nettement que les régimes de fonctionnement du poêle à granulés à combustion étanche ELENA NEW sont beaucoup plus marqués que ceux du poêle LISA utilisé précédemment. Ainsi, même si la puissance maximum récupérable est sensiblement identique pour les deux appareils à P1-V1, elle est maintenant plus élevée au régime P3-V3 du nouveau poêle qu’au régime P5-V5 de l’ancien appareil.

Figure 3.19 : Puissances maximum récupérables sur l’air de ventilation (CETP-NI n°3)

Les deux graphiques de la Figure 3.20 permettent d’avoir une vision plus précise des puissances maximum récupérables par l’air de ventilation respectivement du côté des fumées et de l’air de combustion, en fonction des différents régimes de fonctionnement du poêle et de la VMC-DF.

Figure 3.20 : Puissances maximum récupérables sur les fumées et sur l’air de combustion (CETP-NI n°3) Les différents régimes du poêle sont une nouvelle fois bien identifiables sur les deux graphiques de la Figure 3.20 et on observe sur le graphique de droite que la valeur de Ømax AC→AV reste comprise entre 100 et 230 W environ, ce qui signifie que la puissance récupérable du côté de l’air de combustion représente au mieux environ 10% du potentiel total de récupération de chaleur.

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