Rendement des chaudières et pouvoir calorifique du combustible

Vue d'ensemble

L'efficacité de la chaudière compare la chaleur utile délivrée à l'eau ou à la vapeur à l'énergie chimique libérée par la combustion du combustible. Trois mesures sont couramment utilisées :

• Efficacité de combustion — à quel point le brûleur consomme complètement le combustible, mesurée par le combustible non brûlé et l'excès d'air dans les gaz de fumée.
• Efficacité thermique — à quel point l'échangeur de chaleur transfère efficacement l'énergie de combustion au fluide de travail, excluant les pertes par rayonnement et convection.
• Efficacité combustible-fluide — le rapport global de l'énergie absorbée par le fluide à l'énergie fournie dans le combustible, tenant compte de toutes les pertes.

En pratique, "efficacité de la chaudière" se réfère généralement à l'efficacité thermique ou combustible-fluide selon le contexte.

Formules clés

Efficacité générale

$\eta = \frac{Q_{\text{out}}}{Q_{\text{in}}} \times 100\%$

Chaleur exportée par un fluide de transfert de chaleur liquide (eau)

$Q_{\text{out}} = \dot{m} \cdot c_p \cdot \Delta T$

Chaleur exportée par une chaudière à vapeur (évaporation à saturation)

$Q_{\text{out}} = \dot{m} \cdot h_e$

Valeur calorifique nette (approximative)

$\text{NCV} \approx 0.90 \times \text{GCV}$

Variables

Calculateur d'efficacité de chaudière

Utilisez des débits de chaleur positifs et homogènes pour l'entrée et la sortie. Le calculateur indique l'efficacité combustible-fluide ; il n'estime pas les pertes de combustion ou de cheminée.

Convertisseur d'unités

La valeur nominale du gaz naturel dans ce convertisseur est de 1 000 Btu/ft³, le milieu de la plage de la source. La valeur calorifique réelle dépend de la composition du gaz.

Contenu énergétique du combustible

Notes de la source

• Notes sur les unités de la source : 1 Btu = 1055.06 J, 1 gallon américain = 3.785e-3 m3 = 3.785 dm3 (litre), et 1 ft3 = 0.02832 m3.
• Air de combustion. Trop d'air refroidit le four et emporte la chaleur utile ; trop peu provoque une combustion incomplète, du carburant non brûlé et de la fumée.
• Valeur calorifique brute et nette. GCV inclut l'énergie associée à l'eau formée lors de la combustion. NCV exclut l'énergie de la vapeur d'eau rejetée dans la cheminée. La source donne NCV ≈ GCV − 10 % comme approximation générale, il est donc recommandé d'utiliser des données spécifiques au combustible lorsque disponibles.
• Gaz naturel. La source indique 950–1050 Btu/ft³, plutôt qu'une seule valeur calorifique fixe.

Références

• Engineering ToolBox — Efficacité des chaudières