TECHNIQUES DES INSTALLATIONS SANITAIRES ET
ENERGIES THERMIQUES
Section énergétique
L’étude du brûleur fioul
On donne :
Un dossier ressource définissant :
-
la fonction et l’organisation d’un brûleur fioul
-Les différents organes du brûleur fioul
-
Principe de fonctionnement de différents circuits d’un brûleur
-
Des études de cas
-
Représentation schématique des organes On demande :
-
De savoir identifier les différents composants d’un brûleur fioul.
-
De définir leurs fonctions
-
De savoir rédiger un mode opératoire sur les moyens
de manutentions et d’appareillage de contrôle à
effectuer sur un brûleur fioul.
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TECHNIQUES DES INSTALLATIONS SANITAIRES ET
ENERGIES THERMIQUES
1. INTRODUCTION
Le brûleur est un élément indispensable pour réaliser une combustion.
Nous traiterons le brûleur ____________________, le plus courant dans les petites et moyenne installations.
2. FONCTION
S’il existe plusieurs types de brûleur utilisant des technologies différentes, leurs fonctions sont toujours les mêmes à savoirs :
1. ____________________
___________________________________________________
2. ____________________________________
3. ____________________________________
4. ____________________________________
5. ____________________________________
3. ORGANISATION D’UN BRULEUR
Un brûleur est constitué de quatre ensemble ou circuit :
ü ________________________________
ü ________________________________
ü ________________________________
ü _________________________________________________
Le brûleur fioul
Etude de cas :
A l’aide du brûleur WL5-A mise à votre disposition et du catalogue de pièces de rechange, compléter le schéma et le tableau ci-dessous en répertoriant les différentes réponses par ensembles et en y faisant apparaître leurs n° de commande.
Ensembles ou Circuits Organes
du brûleur
Comburant Combustible Electricité N° de commande
1. Transfo
d’allumage X 603 126
2. Coffret de
sécurité X 600 307
3. Bobine de vanne X 604 429
4. Volet d’air X 241 050 0204/2
5. Pompe fioul X 601 212
6. Moteur X 652 060
1
2
3
4
5
6 Transfo d’allumage
Moteur Volet d’air
Bobine de vanne
Pompe fioul Coffret de sécurité
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Principe de fonctionnement du circuit comburant
Son rôle :
La turbine entraînée par le moteur aspire l’air comburant par le caisson d’aspiration insonorisé à travers l’ensemble de réglage munis d’un volet d’air.
Le déflecteur assurera une pression d’air idéale dans la tête de combustion appelée chambre de mélange.
A l’arrière de la chambre de mélange se trouve la vis de réglage du déflecteur.
La position du déflecteur est visible sur une graduation intégrée à la vis de réglage. Ce réglage permet d’optimiser la combustion.
F Réglage secondaire ou la pression de l’air
A travers une vis de réglage qui agit sur l’ouverture plus ou moins importante du clapet d’air, qui nous permet une autre possibilité d’optimiser la combustion.
F Réglage de l’air ou l’aspiration de l’air
La combinaison des deux réglages apporte un réglage optimum de l’air et de pression de la chambre de mélange
Principe de fonctionnement du circuit combustible
La pompe fioul est entraînée par le moteur du brûleur au travers d’un accouplement.
La pompe a deux fonctions :
F L’une est l’aspiration du fioul à travers les flexibles jusqu’au brûleur
F L’autre est la mise sous pression du fioul pour permettre la pulvérisation à la sortie du gicleur
La libération du fioul est assurée par une vanne magnétique située sur la pompe. Cette vanne est commandée par le coffret de
sécurité.
Le fioul est pulvérisé à travers le gicleur en fines gouttelettes.
Le déflecteur sert essentiellement au mélange de l’air et du fioul pulvérisé pour obtenir un mélange inflammable.
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Principe de fonctionnement du circuit électrique
Le mélange fioul/gaz est enflammé par un arc d’allumage qui se crée entre les électrodes.
C’est l’allumeur électronique qui crée l’énergie nécessaire pour la formation de cet arc.
La commande et la surveillance de toutes les fonctions du brûleur sont réalisées par le coffret de sécurité ou manager de combustion.
Le manager de combustion constitue d’une certaine manière le
« cerveau » du brûleur à partir duquel tous les fonctionnements sont coordonnés.
A l’aide du bouton de réarmement, il est possible de remettre le brûleur en service après un arrêt par mise en sécurité.
Le bouton intègre une LED multicolore qui informe l’utilisateur sur le déroulement du cycle de fonctionnement du brûleur.
La console de raccordement réalise la liaison entre le manager de contrôle et les parties électriques du brûleur.
Le connecteur 7 broches sert de prise de raccordement d’alimentation électrique et de liaison au thermostat, au signal sonore avec voyant, au compteur horaire.
Approfondissement du circuit combustible La pompe fioul :
Les pompes utilisées sont de type « à engrenages » puisqu’elles permettent d’obtenir :
F Une bonne capacité d’aspiration F Une pression de refoulement élevée F Un débit régulier
F Encombrement et bruit réduits
Les éléments qui constituent la pompe ont besoin d’être continuellement lubrifiés lors du fonctionnement.
C’est le fioul qui assure cette fonction, il préserve ainsi les engrenages et l’arbre d’entraînement de la pompe.
Pour ne pas endommager la pompe, il ne faut pas la faire fonctionner à sec.
Les différentes parties de l’engrenage s’entrecroisent pour créer des zones de transfert qui vont conduire le fioul de l’aspiration au refoulement. On peut distinguer trois zones dans le cheminement du fioul:
F Zone de dépression (amont)
F Zones de transfert (volumes dans lesquels le liquide est déplacé) F Zone de pression (aval)
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Approfondissement du circuit combustible
Raccordement du Vacuomètre :
• La pompe doit aspirer le fioul de la cuve,
• Le tube d’aspiration ne doit pas être de trop gros diamètre
• On peut mesurer la dépression à l’aide d’un vacoumètre (manomètre à vide) La dépression optimum est comprise entre -0,15 et -0,4 b
Dépression < -0,15 bar = Prise d’air/canalisation trop grosse
Dépression > -0,4 bar = Canalisation trop petite/bouchée/vanne fermée
Raccordement du manomètre
On mesure la pression du fioul envoyé au gicleur avec un manomètre,
Cette pression est fonction du type de brûleur, du type de gicleur, de la présence ou non d’un réchauffeur :
• Avec réchauffeur, les pressions peuvent être de l’ordre de 8 bars, suivant les types de brûleurs.
• Sans réchauffeur, les pressions sont en général, supérieures à 11 bars.
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Approfondissement du circuit combustible Le réglage de la puissance par la pression :
La régulation de la pression du fioul est assurée par un piston maintenu en position par un ressort de façon à ce que le liquide ne puisse circuler.
Lorsque l’installateur manipule le réglage de pression, il agit sur le ressort.
Pour augmenter la pression du fioul à la sortie de la pompe, il faut comprimer le ressort et inversement, il faut le détendre pour abaisser la pression.
En fonctionnement:
le ressort se comprime sous l’effet de la pression du fioul sortant de la chambre des engrenages et arrivant de la conduite d’aspiration.
Le piston laisse le passage libre du fioul vers le gicleur et en fonction de la contre pression réglée sur le ressort, permet plus ou moins le retour du surplus de pression vers la canalisation de refoulement.
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Approfondissement du circuit combustible L’électrovanne :
L’électrovanne permet ou non le passage du combustible. Son action est commandée par le boîtier de contrôle et de sécurité.
La vanne est de type normalement fermée (NF), c’est à dire que lorsque la bobine n’est pas alimentée, le clapet ne permet pas le passage du fioul
Au repos, le clapet de fermeture, situé sur le noyau mobile, est guidé par le ressort vers son siège.
Il est maintenu fermé par la pression du fioul en amont.
En action, la bobine électrique est mise sous tension. Un champ magnétique se crée, attirant ainsi le noyau mobile vers le noyau magnétique et permettant le passage du combustible.
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Approfondissement du circuit combustible
Le réchauffeur :
Pour accroître la fluidité du fioul et assurer une meilleure pulvérisation, on peut trouver, sur
certains modèles de brûleurs, un réchauffeur placé sur le circuit du combustible, au plus près du
gicleur.
La régularité du débit et la qualité de la combustion sont améliorés.
L’encrassement et les interventions d’entretien sont réduits.
L’élément chauffant est une résistance électrique.
Le thermostat permet le démarrage du brûleur lorsque le fioul contenu dans le corps du
réchauffeur a atteint une température suffisante pour assurer une bonne pulvérisation.
Approfondissement du circuit combustible
Le gicleur :
Pour s’enflammer, le fioul doit être vaporisé en fines gouttelettes pour favoriser le mélange avec l’air comburant et assurer ainsi une combustion de bonne qualité.
Constitution du gicleur:
Le gicleur est constitué d’une chambre hémisphérique ou conique au centre de laquelle se trouve un orifice calibré et définissant le débit de fioul.
La partie centrale est placée dans le corps, la partie conique est creusée de canaux qui donnent un effet de rotation au fioul pulvérisé. Le corps et l’obus forment la chambre de rotation.
La vis de blocage maintien l’obus dans le corps du gicleur.
Le filtre protège les canaux et les orifices du gicleur de l’encrassement dû aux impuretés.
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Approfondissement du circuit combustible
Approfondissement du circuit combustible
Correspondances des spectres de pulvérisation entre marques de fabricants :
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Approfondissement du circuit combustible
Chaque fabricant de brûleurs possède sa méthode de détermination de gicleur ainsi que de sa puissance absorbée.
Exemple récupéré sur la notice technique du WL5 de la marque Weishaupt :
Approfondissement du circuit électrique La cellule photorésistante :
Sur un brûleur fioul, la détection de flamme se fait par l’intermédiaire d’une cellule photorésistante.
Cette cellule est une résistance électrique qui a la propriété de réagir à la lumière et de changer de valeur ohmique en fonction de l’intensité de celle-ci.
Le boîtier de contrôle est capable d’analyser la valeur de cette résistance pour détecter la présence de la flamme.
La cellule est positionnée dans la tête de
combustion et placée dans un orifice prévu à cet effet sur le carter du brûleur, la partie
transparente étant tournée vers la flamme.
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Approfondissement du circuit d’air Le déflecteur :
Le rôle du déflecteur est d’accrocher la flamme, pour cela, il crée une dépression devant la tête de combustion en perturbant le flux d’air comburant.
Le flux est divisé, l’air primaire est celui qui traverse le déflecteur par les encoches qui lui donnent son effet de rotation, il est mélangé au gaz.
Le secondaire est l’air qui passe entre le tube extérieur et le déflecteur: c’est celui qui crée la dépression.
Pour répartir leur débit et optimiser la combustion, on agit sur la position du déflecteur dans le tube.
Etude de cas
Compléter ce schéma de principe :
M
E-1 V-2
8
9
4
7
FOYER
3 2
REFOULEMENT 1 ASPIRATION
5
10 1. ______________________
2. ______________________
3. ______________________
4. ______________________
5. ______________________
6. ______________________
7. ______________________
8. ______________________
9. ______________________
10.______________________
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20 Donner la fonction de ces organes :
N° Fonctions
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