Principaux composants du banc d’essai

 Le poêle à granulés de bois

On dispose d’un poêle à granulés fabriqué par ECOTECK. Il s’agit du modèle LISA, dont une

vue est proposée sur la Figure 2.16. C’est le plus petit appareil de la gamme avec une puissance

nominale de 5,5 kW. Ses principales caractéristiques techniques sont données dans le Tableau 2.6.

Figure 2.16 : Vue du poêle à granulés LISA du fabricant ECOTECK

L’appareil dispose de 5 niveaux de puissance qui sont automatiquement associés à une allure

du ventilateur d’air de convection en façade. Les réglages vont alors de P1-V1 à P5-V5. D’autres

réglages d’usine permettent d’associer à chaque niveau de puissance un couple de paramètres

définissant l’alimentation en granulés de bois (ou pellets) et la vitesse d’extraction des fumées. Les

valeurs de ce couple pellet/fumée peuvent être modifiées dans une moindre mesure par l’utilisateur en

fonction de la qualité du pellet et des conditions d’extraction des fumées.

Tableau 2.6 : Caractéristiques techniques du poêle à granulés LISA

Dénomination Unité Valeurs

Puissance calorifique min/nom/max [kW] 2,5 / 5,5 / 5,6

Consommation de granulés min/max [kg/h] 0,5 / 1,2

Capacité de stockage du réservoir à granulés [kg] 15

Diamètre des granulés à utiliser [mm] 6

Autonomie de fonctionnement min/max [h] 12,5 / 30

Rendement de l’appareil [%] > 84

Puissance électrique consommée au démarrage [W] 150

Puissance électrique consommée en fonctionnement [W] 100 à 110

Poids net [kg] 85

Diamètre du tuyau d’entrée d’air de combustion [mm] 35

Diamètre du tuyau d’évacuation des fumées [mm] 80

Dimensions : longueur / profondeur / hauteur [mm] 450 / 450 / 900

Il existe deux modes de fonctionnement de l’appareil, suivant qu’une température de consigne

est fixée ou non par l’utilisateur. Dans le premier cas, le poêle suit un cycle de fonctionnement normal

jusqu’à ce que la température de consigne soit atteinte par la sonde de température ambiante située à

l’arrière de l’appareil. L’appareil adopte ensuite un fonctionnement économique en jouant sur les

valeurs du couple pellet/fumée. Dans le second cas, aucune température de consigne n’est fixée et le

poêle travaille en continu à la puissance demandée, donc suivant un couple pellet/fumée donné. En

régime permanent, la température de sortie des fumées oscille alors autour d’une valeur moyenne

comprise entre 180 et 220°C selon la puissance choisie.

Une mise en sécurité de l’appareil permet de ralentir automatiquement le fonctionnement du

poêle dans le cas où la température de sortie des fumées atteint une valeur trop élevée. Cette dernière

est fixée par défaut à 269°C. Le poêle opère alors à son plus faible niveau de puissance jusqu’à ce que

la température des fumées descende sous une valeur normale de fonctionnement. Enfin, il est possible

de programmer jusqu’à deux allumages et extinctions automatiques de l’appareil par jour.

La Figure 2.17 détaille le fonctionnement de l’appareil. Les granulés initialement contenus

dans la réserve (7) sont acheminés dans le brasier (3) par la vis sans fin (1). L’allumage s’effectue

grâce à la résistance électrique (2) qui enflamme les granulés et l’air de combustion (5). Les gaz issus

de la combustion primaire rencontrent alors le déflecteur (8) puis sont brûlés à nouveau avec l’air de

combustion secondaire dont une partie passe devant la vitre pour éviter son noircissement. Les fumées

passent ensuite à travers l’échangeur en acier inox (6) où elles réchauffent l’air ambiant soufflé en

façade par le ventilateur axial, avant d’entrer dans le conduit d’aspiration des fumées (4) et de sortir

par le conduit d’évacuation des fumées (9).

Figure 2.17 : Vue du fonctionnement du poêle à granulés LISA

Mode d’utilisation du poêle lors des essais

Dans notre étude, chaque essai est lancé et arrêté manuellement par l’opérateur. Aucune

température de consigne n’est fixée. Le poêle fonctionne selon le couple pellet/fumée qui correspond à

la puissance choisie jusqu’à la mise en arrêt de l’appareil par l’utilisateur.

Les granulés de bois (ou pellets) utilisés lors de nos essais sont de marque CRÉPITO.

Fabriqué grâce au compactage de sciures de résineux, ce combustible possède un PCI d’environ

19 000 kJ/kg, c'est-à-dire environ 5,3 kWh/kg, et une humidité moyenne comprise entre 8% et 10%.

1 - vis sans fin

2 - résistance électrique

3 - brasier

4 - conduit d’aspiration des fumées

5 - entrée d’air de combustion

6 - échangeur en acier inox

7 - réserve de granulés

8 – déflecteur

 Le conduit de cheminée

Le conduit de cheminée se décompose en une série d’éléments représentés dans le Tableau 2.7

comprenant dans l’ordre et de bas en haut un té de raccordement, un élément droit de prise d’air

(EDPA), deux éléments droits de 250 mm (ED250) dont l’un possède des prises de mesure, un conduit

échangeur, à nouveau un élément de prise de mesure, un ED250, encore élément de prise de mesure

mais de 150 mm, puis deux éléments droits d’1 m (ED1000) avant le terminal en toiture. Par ailleurs,

un élément droit de conduit horizontal de 250 mm permet de relier la buse de sortie des fumées de

l’appareil de chauffage jusqu’au té de raccordement. Finalement, la hauteur utile totale du conduit de

cheminée est la même lors des deux phases d’essais et s’établit à 4970 mm, soit près de 5 m.

Tableau 2.7 : Vue des différents éléments de conduit concentrique utilisés lors des essais

Té EDPA ED250 Conduit Échangeur ED1000 Terminal

175 mm 150 mm 250 mm 1245 mm 1000 mm 250 mm

 Isolation du conduit échangeur et ventilateurs de soufflage

Le conduit échangeur et les éléments de prise de mesure sont contenus dans un caisson

d’isolation rempli de laine minérale isolante en vrac. Les différentes parois du caisson sont également

isolées sur leur face intérieure par une plaque de laine minérale recouverte d’une feuille d’aluminium.

Une plaque isolante/réfléchissante de ce type est également placée sur la face extérieure du caisson

située immédiatement derrière le poêle. Les éléments de conduit qui se situent dans l’espace de

raccordement entre la base du caisson et l’arrière du poêle sont également calorifugés.

Deux ventilateurs EXTRA 500 sont montés en série en amont du caisson d’isolation contenant

le conduit échangeur. Cette association représentée sur la Figure 2.18 permet d’atteindre un débit

volumique maximum de plus de 350 m³/h dans le circuit de l’air de ventilation. Lors des essais, les

différentes valeurs du débit d’air de ventilation sont obtenues en utilisant un variateur de tension et/ou

par l’introduction volontaire de pertes de charge supplémentaires en entrée et en sortie du dispositif.

Dans le document Etude d'un système combiné de ventilation et de chauffage au bois dans les bâtiments à basse consommation d'énergie (Page 128-131)