Chaudières à biomasse de petite capacité


Fiche technique - ISSN 1198-7138  -  Imprimeur de la Reine pour l'Ontario
Agdex : 737/120
Date de publication : 04-2014
Commande no. 14-010
Dernière révision : 11/2015
Situation : n/a
Rédacteur : T. Sauvé, ing.

 

Table des matières

  1. Combustion de la Biomasse : Options Technologiques
  2. Chambres de Combustion Biphasée
  3. Sondes à Oxygène
  4. Gestion des Cendres
  5. Gestion du Mâchefer
  6. Stockage de l'eau Chaude
  7. Alimentation et Allumage Automatiques
  8. Résumé
  9. Références

Introduction

Les propriétaires de petites exploitations agricoles qui souhaitent réduire le coût élevé de fonctionnement de leurs systèmes de chauffage à eau chaude basés sur les combustibles fossiles peuvent tirer profit de la biomasse pour produire de l'énergie thermique. L'utilisation de la biomasse locale peut se traduire par des économies importantes et soutenir l'économie régionale. Grâce aux progrès réalisés récemment dans le domaine de la régulation de la combustion et à l'amélioration de l'efficacité des installations de chauffage, les petites chaudières à biomasse de moins de 300 kW (1 MBTU/h) affichent maintenant de faibles émissions, ce qui en fait une option intéressante.

La présente fiche technique examine six technologies et options d'automatisation qui peuvent être adaptées aux petites chaudières à biomasse à alimentation manuelle ou automatique d'une puissance inférieure à 300 kW (1 MBTU/h). En général, ces options améliorent la sécurité, la combustion et le rendement saisonnier des installations de chauffage à la biomasse.

Combustion de la Biomasse: Options Technologiques

Les chaudières à biomasse haut rendement sont plus avantageuses que les chaudières classiques en raison des économies importantes qu'elles permettent de réaliser. Le tableau 1 compare plusieurs technologies et démontre que certains équipements haute efficacité peuvent se révéler fort avantageux pour ce qui est des coûts et du rendement. L'automatisation est le principal progrès observé sur les chaudières à biomasse modernes. Les nouveaux dispositifs qui ajustent automatiquement le mélange air-combustible améliorent l'efficacité de la combustion. En outre, d'autres dispositifs permettent d'automatiser l'alimentation en biomasse (moment et volume) en fonction de la demande.

Tableau 1. Comparaison entre les technologies de combustion de la biomasse conventionnelles et haute efficacité
Technologie Efficacité conventionnelle Haute efficacité
Consommation de combustible plus élevée moins élevée
Rendement de la combustion plus faible (environ 50 %) plus élevé (plus de 80 %)
Émissions de polluants atmosphériques plus élevées moins élevées
Coûts des combustibles saisonniers plus élevés moins élevés
Coûts d'immobilisation moins élevés plus élevés
Durabilité moins élevée l plus élevée
Entretien et exploitation plus élevés moins élevés

Source : Biomass Heating: A Guide to Small Log and Wood Pellet Systems (2011). Disponible à www.biomassenergycentre.org.uk.

Grâce à ces technologies, l'entretien et le fonctionnement des petites chaudières à biomasse sont similaires à l'entretien et au fonctionnement des chaudières à combustibles fossiles (gaz naturel, propane, mazout, etc.). L'investissement plus élevé qu'exigent ces petites chaudières est récupéré grâce aux économies de combustible qu'elles permettent, à leur durabilité accrue, à leurs besoins d'entretien moins élevés et à leur fonctionnement plus simple (automatique). Ces avantages contribuent à réduire la période de récupération du capital investi, selon les options choisies et la qualité du combustible utilisé.

Pour une description des différentes catégories (taille) de combustibles compatibles avec les dispositifs d'alimentation automatique, voir la fiche technique du MAAARO, Densification de la biomasse pour la production d'énergie.

Un professionnel saura déterminer quelle est la dimension de chaudière requise en fonction de la charge thermique maximale afin d'optimiser le rendement saisonnier de la chaudière. Une chaudière à biomasse haute efficacité surdimensionnée consommera plus de combustible, s'usera prématurément et ne permettra pas de recouvrer le coût d'investissement plus élevé qu'elle exige sur l'ensemble de son cycle de vie.

Plusieurs technologies sont actuellement disponibles pour les petites chaudières à biomasse haute efficacité, y compris:

  • zones de combustion biphasée; o sonde à oxygène;
  • gestion des cendres; o gestion du mâchefer;
  • stockage d'eau chaude et autres méthodes pour limiter la combustion au ralenti;
  • alimentation et démarrage automatiques.

La présente fiche technique contient des renseignements sur chacune de ces options.

Chambres de Combustion Biphasée

Les exigences réglementaires plus strictes adoptées par les gouvernements nord-américains ont forcé les fabricants à concevoir des chaudières à biomasse de petite taille affichant un meilleur rendement de combustion. Pour ce faire, ils ont tiré profit de technologies de combustion et de régulation de pointe, qui étaient auparavant réservées aux systèmes de chauffage à la biomasse de plus grande capacité, et ont fractionné le processus de combustion en deux étapes distinctes. Ces chaudières à biomasse modernes utilisent une alimentation en air régulée distincte pour chaque phase de combustion, comme l'illustre la figure 1.

La première étape de la combustion survient là où l'air de combustion primaire est mélangé à la biomasse en combustion. La chaleur et les gaz libérés par la biomasse au cours de cette première phase de combustion passent ensuite à une deuxième zone de combustion où ils sont mélangés avec l'air secondaire. Lorsque la bonne quantité d'air secondaire est mélangée avec les gaz (ou la fumée) libérés par la biomasse, l'apport supplémentaire d'oxygène crée une flamme haute température qui brûle la fumée et les hydrocarbures non consommés. Les chaudières munies d'une deuxième zone de combustion fournissent plus de chaleur et libèrent moins d'émissions que les chaudières conventionelles à chambre de combustion unique. Selon la conception de la chaudière, les deux phases de combustion peuvent se dérouler à proximité l'une de l'autre dans une même chambre (chaudières automatiques avec air secondaire injecté par-dessus la zone de combustion primaire, illustré à la figure 5) ou dans des chambres distinctes, comme la chaudière à chargement manuel à combustion biphasée inversé qu'on voit illustré a la figure 1.

Sondes à Oxygène

La sonde à oxygène, aussi appelée sonde lambda, joue un rôle important dans un système à biomasse à combustion biphasée en permettant de réguler automatiquement l'entrée d'air. La sonde mesure la quantité d'oxygène présente dans les gaz de combustion et ajuste l'admission d'air en conséquence. Les commandes de la chaudière peuvent ainsi modifier le mélange air-combustible, comme le font les moteurs à allumage par compression des voitures. L'application de cette technologie réduit les émissions de monoxyde de carbone et d'hydrocarbures et permet de plus grandes économies de combustible.

Pour les grandes chaudières à biomasse de plus de 1 MW (3 MBTU/h), on recommande d'utiliser une sonde de type industriel, qui durera plus longtemps et sera plus fiable. Toutefois, pour les chaudières à biomasse de moindre capacité, on recommande d'utiliser une sonde à oxygène intégrée pour réguler automatiquement le mélange air-carburant. La sonde à oxygène intégrée permet le réglage automatique de l'admission d'air de combustion et s'adapte aux différentes propriétés des combustibles, telles que la taille, l'humidité et la teneur en carbone volatil de la biomasse, pour faire en sorte que la teneur en oxygène des gaz de combustion soit optimale. La figure 2 montre une sonde à oxygène pour gaz de combustion conçue pour une automobile qui est installée sur une chaudière à biomasse à combustion biphasée. Le cadran indique une teneur en oxygène à l'air libre de 20,9 %. À moins que les commandes de la chaudière ne le fassent automatiquement, l'opérateur peut régler manuellement la chaudière à biomasse pour obtenir une concentration d'oxygène optimale de 5 à 11 % dans les gaz de combustion, selon le combustible utilisé. Cette sonde est également munie d'une sortie pour ordinateur personnel qui permet d'enregistrer des données et de transmettre un signal analogique.

La conception des chaudières à biomasse varie d'un fabricant à l'autre. L'alimentation en air secondaire des chaudières à biomasse non dotées d'une alimentation en air et en combustible automatisée et utilisant des technologies de combustion biphasée peut être réglée à l'usine.

Si l'on veut maintenir une combustion optimale, il faut modifier les réglages de l'alimentation en air établis à l'usine en fonction du type, de la taille des particules ou de la teneur en humidité des particules de biomasse. Pour ce faire, on peut notamment munir la chaudière à biomasse d'une sonde à oxygène compatible avec le combustible utilisé (figure 3). La valeur indiquée sur le cadran permet à l'opérateur de réajuster manuellement l'alimentation en air secondaire.

On peut également voir un thermocouple de type K installé sur la cheminée d'une chaudière. Ce thermocouple permet d'effectuer d'autres ajustements de l'admission d'air et de régler le taux de combustion afin d'obtenir un rendement optimal. Lorsque la température des gaz dans la cheminée est supérieure à 175 °C (350 °F), une grande quantité d'énergie thermique est perdue par la cheminée au lieu d'être transférée à l'échangeur thermique de la chaudière. Le nettoyage des tubes de gaz de combustion peut augmenter le transfert de chaleur entre les gaz de combustion chauds et la chemise d'eau de la chaudière.

Toutefois, lorsque la température des gaz de combustion est inférieure à 135 °C (275 °F), il peut y avoir condensation de la fumée dans la cheminée et formation de créosote. Le Guide du chauffage au bois résidentiel, de la Société canadienne d'hypothèques et de logement, disponible à http://publications.gc.ca/site/fra/336757/publication.html, indique que la créosote est une substance très inflammable qui est la principale cause de feux de cheminée.

Une température moins élevée des gaz de combustion peut également augmenter la corrosion de la chemise d'eau de la chaudière et provoquer une défaillance prématurée de celle-ci, même si la chemise est faite de matériaux résistant à la corrosion.

Pour un fonctionnement optimal et un entretien réduit, il est recommandé d'investir dans une chaudière à biomasse équipée d'une sonde à oxygène et d'un thermocouple pour gaz de combustion déjà intégrés à la chaudière.

Sur cette photo, on peut voir les chambres de combustion primaire et secondaire d’une chaudière à biomasse à tirage inversé et à combustion biphasée. À gauche, on voit les portes fermées durant la combustion; à droite, les portes sont ouvertes.

Figure 1. Chambres de combustion primaire et secondaire (combustion biphasée) d'une chaudière à biomasse à tirage inversé. Source : M. Sauvé, Canton de Champlain, Ontario.


Sur cette photo, on voit une sonde à oxygène pour gaz de combustion conçue pour une automobile qui a été adaptée à une chaudière à biomasse à combustion biphasée. Le cadran indique le pourcentage d’oxygène présent dans les gaz de combustion. La pointe de la sonde est insérée dans la cheminée.

Figure 2. Sonde à oxygène pour gaz de combustion conçue pour une automobile qui est installée sur une chaudière à biomasse à combustion biphasée. Source : M. Sauvé, Canton de Champlain, Ontario.


Sur cette photo, on voit l'arrière d'une chaudière à tirage inversé à combustion biphasée. On voit où la sonde à oxygène et le thermocouple pour gaz de combustion sont insérés dans la cheminée.

Figure 3 Sonde à oxygène (lambda) et thermocouple pour gaz de combustion installés sur la cheminée d'une chaudière à biomasse à combustion biphasée. Source : M. Sauvé, Canton de Champlain, Ontario.


Sur cette photo, on voit le contenant à cendres ouvert d'une chaudière à biomasse automatique. Cette chaudière, installée au campus Ithaca de l'Université Cornel, est alimentée de panic raide et de miscanthus.

Figure 4. Contenant à cendres (ouvert) d'une chaudière à biomasse agricole automatique. Source : J.H. Cherney, Department of Crop and Soil Sciences, Université Cornell, Ithaca, NY.


Gestion des Cendres

La gestion des cendres produites par les chaudières à biomasse comprend le stockage, le nettoyage et l'élimination. Le nettoyage consiste à vider un contenant de stockage dans lequel s'est accumulée une petite quantité de cendres plutôt que d'ouvrir directement la porte de la chambre de combustion et de recueillir les cendres qui s'y trouvent. Les chaudières automatisées sont en général munies d'un contenant de stockage assez grand pour contenir les cendres produites pendant plus d'une journée (figure 4).

Peu importe la quantité de biomasse brûlée, la quantité de cendres produites demeure minime; les copeaux de bois sec produisent environ de 1 à 2 % de cendres, les résidus agricoles, de 3 à 10 %, et les granulés de bois de première qualité, moins de 1 %. L'utilisation d'équipement spécialisé pour nettoyer les échangeurs de chaleur est également recommandée lorsqu'on utilise une biomasse qui produit beaucoup de cendres ou dont l'humidité est élevée. Habituellement, un jet d'air comprimé suffira pour expulser la partie volatile des cendres hors de l'échangeur de chaleur et la faire tomber près des vis à cendre. Ce nettoyage est important si l'on veut maintenir un coefficient de transfert de chaleur élevé. Les échangeurs de chaleur encrassés transfèrent moins efficacement la chaleur à la chemise d'eau.

Sur cette photo, on voit la chambre de combustion de la chaudière installée au campus Ithaca de l'Université Cornell. Les flammes sont d'une couleur orange vif près des orifices d'arrivée de l'air secondaire, ce qui témoigne d'une température de combustion élevée.

Figure 5. Grille mobile dans une chaudière à biomasse alimentée avec des granulés de graminées. Cette chaudière comporte deux zones de combustion dans une même chambre; l'air primaire est injecté en dessous des grilles et l'air secondaire, au-dessus des granulés en combustion. Source : J.H. Cherney, Department of Crop and Soil Sciences, Université Cornell, Ithaca, NY.


Gestion du Mâchefer

L'utilisation de résidus agricoles ou d'une biomasse produisant beaucoup de cendres et d'une humidité élevée peut provoquer l'accumulation de sédiments qui obstrueront ou endommageront les grilles et les vis à cendre. Les grilles servent à répartir également la biomasse en combustion et à évacuer les cendres de la zone de combustion primaire (figure 5).

Exposées à des températures élevées, les cendres de résidus forestiers ou agricoles ayant une humidité élevée s'amalgameront pour former du mâchefer à l'extrémité des grilles. La gestion du mâchefer diffère selon le fabricant et la biomasse. Le plus souvent, on utilise des grilles refroidies pour éviter que les cendres surchauffent et adhèrent aux grilles.

Dans les chaudières à biomasse de plus grande capacité, les gaz de combustion recirculent dans la zone de combustion primaire. On réduit ainsi l'apport d'oxygène et diminue la température des grilles, empêchant de ce fait la formation de mâchefer. Les températures de lit de combustion plus élevées augmentent la formation de mâchefer, selon les propriétés des cendres de la biomasse. Les chaudières qui utilisent de la biomasse en granulés sont munies d'un pot de combustion spécial conçu pour permettre la collecte ou le raclage des cendres et éviter ainsi la formation de mâchefer.

Sur cette photo, on voit une chaudière et un réservoir d'eau chaude près d'une serre de culture florale. Le réservoir d'eau chaude est beaucoup plus grand que la chaudière. Environ 50 000 litres d'eau sont nécessaires au chauffage de la serre.

Figure 6. Serre d'un floriculteur chauffée avec un réservoir d'eau chaude bien dimensionné à Clarence-Rockland (Ontario). La chaudière à biomasse est dotée d'une chambre de combustion conventionnelle, mais ne fonctionne qu'à pleine capacité, jamais au ralenti. Source : D. Parisien, Clarence-Rockland, Ontario.


Stockage de l'eau Chaude

Les chaudières à biomasse à chargement manuel de conception nord-américaine présentent souvent des problèmes de fonctionnement à bas régime et d'efficacité du point de vue de la consommation de la biomasse, en raison de leur grande chambre de combustion conçue pour s'adapter aux fluctuations de température quotidiennes. En général, la chaleur est stockée dans la biomasse non brûlée qui se trouve dans la chambre de combustion ou dans une grande chemise d'eau entourant la chaudière. Les chaudières extérieures haute efficacité qui ne sont pas dotées d'une chemise d'eau isolée suffisamment grande peuvent afficher des rendements saisonniers aussi faibles que 25 %. Les systèmes de chauffage à la biomasse de conception européenne sont généralement munis d'une plus petite chaudière comparativement à la demande de chaleur de pointe. Les chaudières européennes emmagasinent la chaleur excédentaire dans des réservoirs d'eau chaude isolés qui sont dimensionnés pour répondre à la demande de chauffage de pointe. Comme ces chaudières sont fiables et sécuritaires, de nombreux gouvernements ont approuvé leur installation dans des habitations ou des bâtiments plutôt qu'à l'extérieur, où elles seraient exposées aux températures froides. On limite ainsi les pertes de chaleur au niveau des chaudières et des réservoirs.

Des recherches menées par la New York State Energy Research and Development Authority ont démontré que les chaudières à biomasse résidentielles munies d'une grande chambre de combustion, mais sans stockage d'eau suffisant, sont plutôt inefficaces au cours d'une saison. Cette inefficacité s'explique par la combustion incontrôlée de la biomasse pendant les périodes où il n'y a aucune demande de chaleur. Lorsque l'eau de la chaudière atteint une température de consigne maximale, l'alimentation en air est partiellement fermée, faisant ainsi passer la combustion en mode « ralenti » jusqu'au prochain cycle de chauffage. Pendant cette période, la grande quantité de bois toujours présente dans la chambre de combustion primaire entre en pyrolyse et produit des émanations nocives. La pyrolyse est un processus de combustion qui survient lorsqu'un feu vif est soudainement privé d'oxygène.

La pyrolyse provoquée par le ralentissement de la combustion produit de la fumée, de la condensation, de la créosote et de la corrosion dans les chaudières à biomasse chargées manuellement et dans les cheminées. Les recherches de la New York State Energy Research and Development Authority révèlent que les technologies et les concepts de chauffage à la biomasse européens permettent d'économiser une quantité appréciable de biomasse en faisant fonctionner la chaudière à plein régime et en stockant la chaleur excédentaire dans des réservoirs isolés. Opérant comme des piles électriques, ces réservoirs d'eau isolés sont dimensionnés de façon à pouvoir stocker suffisamment d'eau chaude pour répondre à la demande jusqu'au prochain cycle de combustion.

Les principes de chauffage à la biomasse européens font en sorte que la chaudière n'entre pas en mode de ralenti et évitent la production de fumée entre les cycles de combustion.

Pour en savoir davantage sur l'étude de la New York State Energy Research and Development Authority intitulée Environmental, Energy Market and Health Characterization of Wood-Fired Hydronic Heater Technologies, consulter l'adresse suivante : www.nyserda.ny.gov.

Les concepteurs de systèmes de chauffage et les entrepreneurs en chauffage peuvent dimensionner les réservoirs d'eau chaude pour que ceux-ci emmagassinent la chaleur excédentaire des chaudières à biomasse (figure 6). Ainsi, la chaudière à biomasse fonctionnera à pleine puissance et à une efficacité de combustion maximale. Le coût des réservoirs d'eau chaude est récupéré par les économies de main-d'œuvre et de biomasse et par la plus longue durée de vie de la chaudière et de la cheminée.

La quantité de biomasse introduite dans la chambre de combustion primaire fournit suffisamment de chaleur pour permettre le stockage d'eau chaude à usage domestique pendant les périodes de l'année où aucune énergie calorifique n'est requise (p. ex., les mois d'été). En été, les systèmes de stockage bien conçus peuvent stocker de l'eau chaude pendant quelques jours après un seul cycle de combustion d'une chaudière haut rendement. Un tel système n'est pas alimenté en biomasse chaque jour et ne produit ni fumée ni créosote entre les cycles de combustion. Cette méthode de chauffage ponctuel consiste à brûler entièrement une charge de biomasse dans la chaudière.

Un réservoir bien isolé gardera l'eau chaude pendant quelques jours. Pour les petites chaudières à biomasse à alimentation manuelle, la dimension du réservoir peut varier de 50 à 70 L/kW (de 4,0 à 5,5 gal. US/1 000 BTUh) de puissance thermique produite par la chaudière, selon les conditions météorologiques hivernales. Comme il faut environ 1 kilojoule (1 BTU) de chaleur pour élever la température de 454 g (1 lb) d'eau de 0,55 °C (1 °F), un réservoir d'eau chaude de 2 250 L (600 gal US) régi en fonction d'un écart de température de calcul de 22 °C (40 °F) peut stocker 60 kWh (200 000 BTU). Ce volume d'eau chaude peut répondre à la demande calorifique moyenne de janvier d'une maison de 205 m2 (2 200 pi2) bien isolée située près d'Ottawa, en Ontario, pendant 7 h. Deux chargements de la chaudière par jour suffiront à combler la demande de consommation de pointe quotidienne si le réservoir d'eau est d'un volume approprié.

La limitation du fonctionnement au ralenti permet de réduire les pertes de chaleur et les émissions de fumée et améliore l'efficacité saisonnière dans son ensemble. Une chaudière à biomasse à combustion conventionnelle fonctionnant de façon intermittente peut produire de la condensation dans la chambre de combustion, ce qui entraîne l'accumulation de créosote et d'acides organiques. La situation s'aggravera si la biomasse est trop humide et si la chaudière à biomasse est située à l'extérieur et est mal isolée. On peut alors craindre une défaillance prématurée de la chaudière en raison de la corrosion, sans compter une diminution de la qualité de la combustion et du rendement saisonnier. Demander à un entrepreneur en chauffage qualifié d'analyser la demande de chaleur, la dimension de la chaudière à biomasse et les besoins en stockage d'eau chaude. Il est recommandé d'utiliser d'autres composants, comme des vannes mélangeuses et des sondes de réinitialisation de température extérieures, pour adapter le système de chauffage.

Sur cette photo, on voit un extracteur rotatif de résidus ligneux dans un silo vertical.

Figure 7. Extracteur rotatif déplaçant des résidus de bois entreposés dans un silo vertical. Les pales tournent autour de l'axe central et agissent comme un ressort, poussant les résidus ligneux dans la vis d'alimentation de la chaudière. Source : A.P. Bioenergietechnik GmbH, Hirschau, Allemagne.


Alimentation et Allumage Automatiques

Les systèmes de chauffage à la biomasse automatiques simplifient le fonctionnement et la gestion du chauffage. En Europe, la technologie est aussi fiable et sécuritaire que les chaudières au mazout et au gaz pour les installations résidentielles et commerciales.

La vis sans fin automatique amène la biomasse dans la chambre de combustion, au besoin, ce qui évite à l'opérateur de remplir périodiquement la chaudière à la main. Les vis d'alimentation et les bacs à granulés sont plus populaires et plus abordables lorsque le système de chauffage à la biomasse est de petite taille. On trouve, pour les grandes installations alimentées avec de la biomasse déchiquetée, un plus grand nombre d'options de manutention qui permettent d'amener la biomasse à la chaudière à l'aide de vis sans fin ou de convoyeurs. Parmi ces options, mentionnons les systèmes de stockage et d'extraction verticaux ou horizontaux.

La figure 7 montre un système vertical à extracteur rotatif. Les extracteurs rotatifs sont utilisés lorsque l'opérateur préfère entreposer les copeaux dans un silo vertical au lieu d'un silo-couloir, dans lequel le combustible est refoulé à l'horizontale. Les silos horizontaux sont munis d'un extracteur de plancher motorisé qui entraîne les copeaux jusqu'à la vis sans fin ou au convoyeur d'alimentation de la chaudière à biomasse.

Sur cette photo, on voit une chaudière à biomasse automatique. Y sont également illustrés des dispositifs de sécurité comme une cloison antiréinflammation, un moniteur de basse pression et des diffuseurs de rideau d'eau. Cette chaudière peut démarrer et arrêter automatiquement, ce qui permet de répondre avec une plus grande précision à la demande en énergie thermique, de limiter les émissions nocives et d'augmenter le rendement saisonnier.

Figure 8. Chaudière à biomasse agricole à alimentation et à allumage automatiques. Source : A.P. Bioenergietechnik GmbH, Hirschau, Allemagne.


Certains fabricants de chaudières à biomasse de plus petite capacité ont mis au point des systèmes qui régissent la quantité de biomasse requise pour combler la demande de chaleur ainsi que d'autres processus d'arrêt de sécurité.

La figure 8 montre le dispositif d'allumage automatique d'un système de chauffage à la biomasse. Ce système est muni d'un pistolet à air chaud électrique qui redémarre la combustion et évite la relance de la chaudière à biomasse d'un mode de veille ou de « combustion au ralenti ».

On réduit ainsi les émissions de polluants atmosphériques et la consommation de biomasse. On utilise souvent des diffuseurs de rideau d'eau, des clapets/cloisons anti-retour de flamme et des moniteurs basse pression pour limiter les risques d'incendie dans la vis d'alimentation et le réservoir de biomasse. Plusieurs dispositifs de sécurité pour chaudières à biomasse modernes et autres appareils de chauffage à l'eau chaude sont expliqués en détail dans Modern Hydronic Heating for Residential and Light Commercial Buildings, à www.cengage.com/us.

Résumé

Les progrès récents réalisés dans le domaine des commandes de combustion de la biomasse et des systèmes de chauffage à eau chaude modernes font des systèmes de chauffage à la biomasse de petite capacité une option attrayante pour produire de la chaleur et de l'eau chaude domestique à la ferme, comparativement aux systèmes de chauffage basés sur les combustibles fossiles dont le fonctionnement est plus dispendieux. Les systèmes de chauffage à la biomasse classiques qui sont alimentés manuellement ont tendance à produire de la fumée et sont inefficaces en raison de leur incapacité à s'adapter à la variation de la demande de chaleur et à arrêter complètement la combustion dans la chambre de combustion.

La présente fiche technique a permis d'examiner six améliorations technologiques et pratiques optimales qui permettent d'améliorer la sécurité, la combustion et le rendement saisonnier des chaudières à biomasse modernes.

Il convient de retenir les services d'un entrepreneur spécialisé dans les systèmes de chauffage à la biomasse modernes pour :

  • évaluer les meilleures options (commandes automatiques, sondes à oxygène intégrées, etc.);
  • dimensionner correctement le réservoir d'eau chaude en fonction de la charge thermique;
  • choisir la forme de biomasse la plus économique et la plus pratique (p. ex., granulés, copeaux, bûches) pour combler les besoins de chauffage à la ferme.

Références

Burkhard, E., et Russell, N. (2012). Environmental, Energy Market and Health Characterization of Wood-Fired Hydronic Heater Technologies. New York State Energy Research and Development Authority, Albany. ISBN : 978-1-936842-03-2.

Siegenthaler, J. (2012). Modern Hydronic Heating for Residential and Light Commercial Buildings. 3rd edition. Cengage Learning. ISBN : 978-1-4283-3515-8.

Palmer, D., Tubby, I., Hogan, G. et Rolls, W. (2011). Biomass heating: a guide to small log and wood pellet systems. Biomass Energy Centre, Forest Research, Farnham, R.-U.

Société canadienne d'hypothèques et de logement (2008). Le guide du chauffage au bois résidentiel – 66068. Bibliothèque et Archives Canada. ISBN 978-0-660-97315-9.

La version anglaise de la présente fiche technique a été rédigée par Terrence Sauvé, ing., Optimisation et sécurité des exploitations agricoles, MAAARO, Alfred, et revue par Steve Clark, ing., Énergie et cultures, MAAARO, Kemptville; Andrew Lindstrom, assistant de recherche, MAAARO, Kemptville; Karry-Anne Campbell, Direction de la tenure et de l'économie forestières, MNRF, Wawa; et Louis-Martin Dion, ing., Jean Gobeil et associés, Montréal (Québec).