Amélioration d'une chaudière surdimesionnée, partie 2

Rédigé par Kevin Sartor - -

Dans un précédent article, j'ai discuté de l'amélioration du fonctionnement d'une chaudière domestique surdimensionnée par:

- une modification de la régulation interne pour limiter la puissance (il suffisait de lire le mode d'emploi pour les installateurs et non celui dédié à l'utilisateur) afin de réduire les cycles de démarrage et d'arrêt;

- le remplacement du circulateur par un autre moins énergivore au vu du débit nécessaire (cela a nécessité un peu d'huile de coude mais le résultat en vaut la peine) pour réduire la consommation électrique des auxiliaires de la chaudière.

Dans cet article (réédité en 2020), je propose de traiter le cas de la suppression de la bouteille casse pression liée à la chaudière en question pour améliorer le fonctionnement et à priori le rendement de la chaudière.

Au vu de l'article précédent, une solution pour améliorer le système est d'enlever la bouteille casse pression. En effet, nous avons vu que celle-ci dégrade les performances de l'installation car une partie de l'eau du départ qui est chaude est mélangée avec l'eau "froide" du retour du circuit de chauffage. Outre le fait que l'on gâche de l'eau à haute température, la température de retour augmente limitant donc la condensation des gaz d'échappement de la chaudière. Le lecteur intéressé peut se référer à ce lien pour en apprendre davantage.

Toutefois, le fait d'enlever la bouteille casse pression implique que deux circulateurs fonctionnent en série. Je ne suis pas un spécialiste en hydraulique, mais je me suis dit que ce n'était pas la meilleure solution car a priori vu qu'elles sont différentes, elles n'ont donc pas le même débit de refoulement. Dès lors j'ai tout bonnement déconnecté électriquement le circulateur principal de la chaudière. Cela a donc mené à une économie d'électricité (le mieux aurait été de remplacer le circulateur par un tuyau pour réduire les pertes de charge mais c'était plus complexe à réaliser.

Cependant, je me suis assez vite frotté à un problème supplémentaire: la différence de température entre le départ et le retour du chauffage restait assez limitée de l'ordre de 10 °C ce qui empêchait fréquemment la chaudière de condenser et donc d'augmenter le rendement. Ayant la chance d'avoir un circulateur électronique dont la vitesse est variable j'ai diminué celle-ci pour augmenter la différence de température jusqu'à 25 °C.

MAIS... car évidemment il y a un mais. Il se fait que bien que cette plus faible vitesse était utilisable lorsque la chaudière avait démarré, mais que la vitesse était trop faible pour démarrer la chaudière lors de son premier cycle (par exemple le matin lors de la relance matinale). En effet, puisque la vitesse du fluide est assez faible, une sécurité de la chaudière détecte que la température à proximité du brûleur de la chaudière monte trop rapidement. Il est bon de souligner que ce comportement arrivait parfois sans explication lorsque la chaudière était aussi en température.

Mais à tout "Mais" il doit y avoir une solution. Sur le coup, je dois avouer que j'ai de la chance: en effet, le circulateur est pilotable c'est à dire qu'il est possible de lui envoyer un signal (une tension comprise entre 0 et 10 volts) pour que sa vitesse varie (et donc la vitesse du fluide également).

Un montage à base d'Arduino* a été réalisé afin d'imposer une vitesse de circulateur élevée lors du démarrage du brûleur** pendant une période de 120 secondes et puis de réduire la vitesse du circulateur au minimum afin d'obtenir une différence de température entre le départ et le retour trop faible et l'augmenter au maximum (environ 25 °C).

Pour réaliser cela, j'ai connecté électriquement l'Arduino en parallèle sur la commande du circulateur. Dès lors, lorsque la chaudière démarre, celle-ci démarre le circulateur du chauffage et donc l'Arduino. Une fois l'Arduino démarré (quelques millisecondes), l'Arduino démarre le circulateur à une vitesse suffisante pour que la chaudière ne se mette pas en sécurité et puis après deux minutes, il réduit la vitesse du circulateur en lui envoyant un signal adéquat pour maximiser la différence de température.

Il m'est cependant difficile d'estimer le gain réel de ces manipulations car je n'ai pas assez instrumenté la chaudière pour faire une bonne comparaison avant et après les modifications. Toutefois, le sens logique me dit que la suppression d'un mélange d'eau inopportun, d'un circulateur qui consomme de l'électricité ainsi que l'augmentation du phénomène de condensation de la chaudière doit m'apporter quelques économies d'énergie...

Informations complémentaires

*Un Arduino est capable de simuler un signal en tension compris entre 0 et 5 V continu. La résolution est d'environ 0.02 V (255 niveaux possibles). Celà permet donc dans mon cas de piloter le signal du circulateur (0-10V) sur la moitié de la gamme ce qui a été suffisant pour le démarrage de la chaudière considérée.

** En pratique, j'utilise une photodiode pour voir le changement de luminosité d'une LED indiquant que le brûleur est en fonctionnement ou non.

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