Chaudière à gaz à condensation - comment ça fonctionne ?

Chaudière à gaz à condensation ou non-condensation ? Quelles sont les différences entre ces deux types de chaudières. Pourquoi parle-t-on généralement des chaudières à condensation ? Que signifie le mot condensation ? Quel est le principe de fonctionnement des chaudières à condensation ? Vous découvrirez ces sujets en lisant notre article.

Quel est le principe de fonctionnement d'une chaudière à condensation ? Comment fonctionne une chaudière à gaz à condensation ?

Que signifie qu'une chaudière ou un four est "à condensation" ? Existe-t-il des chaudières à gaz "non-condensation" ?

✅ Pour commencer... au XXe siècle, le chauffage au gaz, c'est-à-dire également les chaudières à gaz - n'étaient pas encore populaires, en partie à cause du manque d'infrastructures de distribution. Cependant, il existait déjà une technologie de chaudières à gaz qui était utilisée et améliorée.
☑️ Le principe de fonctionnement d'une chaudière à gaz est simple, l'énergie thermique était produite par la combustion du gaz, qui, comme tout combustible, possède une certaine calorificité. L'énergie thermique ainsi produite chauffait l'eau via un échangeur de chaleur, qui était ensuite dirigée vers nos émetteurs de chaleur - les radiateurs, et plus rarement les planchers chauffants, qui devenaient à peine populaires.

☑️ Pour clarifier - l'échangeur de chaleur est ici un composant de la chaudière à gaz - qui peut transférer la chaleur produite lors de la combustion du gaz à l'eau, permettant ainsi d'utiliser l'eau chaude pour le chauffage.

Les premières chaudières à gaz - n'étaient pas des chaudières à condensation

À l'époque, le chauffage au gaz était considéré comme beaucoup moins exigeant ou sans entretien, ainsi que plus propre et plus écologique par rapport aux chaudières à combustible traditionnel (charbon ou bois).
Cependant, ce n'étaient pas des chaudières à condensation, le phénomène de "condensation" n'y avait pas lieu. Il fallait encore attendre pour l'invention et l'utilisation de la chaudière à condensation.

✅ Ce n'est qu'à la fin du XXe et au début du XXIe siècle que la technologie des chaudières à gaz a été perfectionnée en ajoutant le phénomène de condensation - ce qui les a rendues beaucoup plus efficaces et moins coûteuses en utilisation (elles pouvaient consommer moins de combustible - gaz, tout en atteignant une plus grande efficacité).

En quoi consiste la condensation ?

Dans une chaudière à gaz traditionnelle, l'énergie thermique était produite par la combustion du gaz, puis les gaz de combustion étaient évacués dans l'atmosphère. Ils étaient eux-mêmes des vecteurs de chaleur car leur température était souvent supérieure à 100-110°C. Le développement de la technologie du gaz visait à récupérer au moins partiellement l'énergie thermique qui s'échappait ainsi dans l'atmosphère.

✅ Il est donc apparu la technologie de condensation, qui consiste à ce qu'un seul appareil de chauffage, une chaudière de petite taille et à prix abordable pour une grande partie de la population, en plus de la combustion du gaz (et ainsi la production d'énergie thermique), engage également le condensation des gaz de combustion, en utilisant de l'eau qui augmente également sa température grâce à ce processus. Ainsi, il y a un échange de chaleur entre l'eau et les gaz de combustion, ce qui fait que les gaz de combustion ne sont plus aussi chauds que dans les chaudières traditionnelles. Avec les chaudières à condensation, les gaz de combustion sortant du conduit ont donc seulement entre 35 et 50°C (ce qui les rend considérées comme plus écologiques, ce qui ravira certainement les partisans de l'idée selon laquelle les humains contribuent au réchauffement climatique). Grâce à la récupération de la température des gaz de combustion, la chaudière consomme moins de gaz pour atteindre les mêmes résultats - car cette chaleur est directement utilisée pour chauffer l'eau. Cela se ressent dans le portefeuille. Voilà ce qu'est la condensation.

• BLOG: Quelle chaudière à gaz pour une maison de 150m² ?

Comparaison entre chaudières à gaz à condensation et traditionnelles

✅ Les chaudières à gaz traditionnelles, dans les meilleures conditions théoriques, avaient une efficacité qui, à la fin du XXe siècle, était définie comme étant 100%. En pratique, cependant, leur efficacité s'approchait rarement de ces 100% et variait dans une plage de 80-90%. Avec le temps, au fur et à mesure de l'utilisation de l'appareil, l'efficacité diminuait encore, ce qui augmentait la consommation de combustible. Il fallait simplement plus de gaz pour produire la même quantité de chaleur, et les pertes étaient encore plus importantes en raison des gaz de combustion échappant dans l'atmosphère. Comparée à cela, comment se comportait la chaudière de nouvelle génération, c'est-à-dire à condensation ? Cette efficacité théorique de 100% était généralement dépassée, et souvent l'efficacité atteint même 110-111%.

☑️ En pratique, par rapport à une chaudière ancienne, la consommation de combustible par une chaudière à condensation est inférieure d'environ 15-20%. Étant donné que les anciennes chaudières à gaz sont aujourd'hui souvent des appareils usés - le remplacement par une nouvelle chaudière à condensation peut réduire la consommation de gaz - jusqu'à 1/3.

✅ Une information importante est la nécessité de réaliser des contrôles des chaudières à gaz. C'est une procédure légalement requise pour la sécurité - mais il est également utile de la faire pour maintenir l'efficacité des chaudières - et une moindre consommation de gaz. Les contrôles des chaudières à condensation sont recommandés une fois par an.

Comparaison des prix entre une chaudière à condensation et une chaudière à chambre de combustion ouverte

✅ Tout d'abord, la mise sur le marché des chaudières non-condensation n'est plus possible, seules les chaudières en stock sont disponibles dans les magasins (réglementations écologiques de l'UE).

Bien sûr, une technologie plus récente signifie toujours des coûts plus élevés, du moins au début - et malheureusement, une chaudière à condensation est environ 40-60% plus chère. Il devient de plus en plus difficile de trouver aujourd'hui des chaudières à gaz conventionnelles, non-condensation (c'est-à-dire des chaudières à chambre de combustion ouverte), mais c'est possible - leur prix commence à partir de 550-600 € brut.

☑️ Cependant, avec les prix actuels du gaz, il vaut la peine de se demander si cela représente réellement des économies, puisque l'utilisation d'une telle chaudière à chambre de combustion ouverte - sans condensation - consommera chaque année 15-20% de combustible en plus. Dans certains pays, en raison de l'utilisation non économique du gaz/comburant, l'installation de chaudières à gaz obsolètes a même été interdite - en Pologne, elles peuvent encore être proposées, mais cela concerne uniquement les modèles plus anciens. Il est désormais interdit de mettre de nouveaux modèles sur le marché, on peut donc dire que cette technologie, jugée peu économique, a été de facto bloquée par l'État (cet élan est venu de l'Union Européenne, qui a émis une directive spéciale à ce sujet).

Interdiction des chaudières à gaz dans l'Union Européenne à l'avenir ?

Récemment, les médias ont rapporté que dans le cadre du Green Deal, l'Union Européenne prévoit d'interdire l'installation de chaudières à gaz, y compris les chaudières à condensation technologiquement plus récentes - en général. Les commentaires sur les raisons de telles politiques varient, mais cela doit logiquement être lié à l'effondrement des projets de construction d'un super-hub gazier pour l'Europe par l'État ayant une influence relativement importante dans l'UE, à savoir l'échec de l'importation de gaz en provenance de l'Est après l'agression de la Russie contre l'Ukraine et l'effondrement des projets Nord Stream et Nord Stream 2.

✅ Cependant, dans cet article, nous nous intéressons davantage à savoir si le chauffage au gaz pourrait être interdit. De nombreux commentateurs affirment que cela n'est pas le cas - du moins dans la perspective temporelle indiquée. Il n'est pas possible d'abandonner l'infrastructure gazière dans laquelle les États ont investi des millions d'euros de leurs budgets et des budgets européens. Nous ne sommes pas des analystes politiques, mais de nombreux experts argumentent de manière convaincante que cela ne pourrait être qu'une chaudière du futur - tellement lointain qu'elle concernera plutôt nos enfants ou petits-enfants.
☑️ Les perspectives d'une interdiction totale du chauffage au gaz - sont actuellement probablement tout simplement irréalistes.

Chambre de combustion fermée dans une chaudière à gaz

✅ Les chaudières à condensation - c'est-à-dire avec la possibilité de condensation, contrairement aux modèles plus anciens, possèdent une chambre de combustion fermée. Cela signifie qu'elles ne peuvent pas puiser l'air (nécessaire au processus de combustion) dans la pièce où elles se trouvent - ce que beaucoup considèrent comme un avantage. Un avantage - car du point de vue de l'air dans la maison, une telle chaudière est neutre, n'affecte pas sa qualité ni sa composition. Cependant, cela nécessite l'apport d'air à la chambre depuis l'extérieur du bâtiment, ce qui se fait généralement par des conduits de ventilation. Cela signifie que l'endroit où vous prévoyez d'installer la chaudière doit prévoir cette possibilité. De plus, la chaudière doit évacuer les résidus de gaz brûlés par connexion à un conduit de cheminée. Les résidus de condensats du processus de condensation seront directement évacués dans les égouts. Il est important de penser à cela lors de la planification et du raccordement de la chaudière à condensation dans la chaufferie.

Une chaudière à gaz à condensation moderne nécessite-t-elle une ventilation dans la chaufferie ?

✅ Absolument, peu importe le type de chaudière à gaz. C'est une question de sécurité. Les chaudières avec une chambre de combustion fermée sont certes considérées comme plus sûres, mais pour être prudent, une ventilation doit être mise en place. En cas de fuite dans le système ou d'autre défaillance (il faut penser à long terme), cela protégera contre une concentration élevée de gaz dans la chaufferie (ce qui pourrait même provoquer une explosion).

Une chaudière à condensation - reste une chaudière à gaz, elle est technologiquement sûre, mais nécessite une attention particulière aux recommandations et normes de sécurité.

Que faire si j'ai une vieille chaudière à éco-pellets ou à charbon que je souhaite conserver, tout en ajoutant une chaudière à gaz ? En système ouvert ou fermé ?

✅ Décision très courante - nous voulons un chauffage sans entretien, mais nous avons peur que, lors de hivers rigoureux, cela coûte cher. Le gaz est un combustible sensible aux tensions politiques, comme l'ont montré les récentes fluctuations des prix - des années 2022-24.

Chaudière à condensation en combinaison avec une chaudière ancienne

Dans ce cas, il est généralement recommandé de diviser le système en 2 parties, créant ainsi un système ouvert et fermé. En résumé, un système ouvert est la partie de notre système de chauffage qui est en contact avec l'air à un certain point, car un réservoir de trop-plein ouvert est présent à son point le plus haut. C'est un réservoir qui est rempli d'eau de l'installation, mais pas complètement, et lorsque la pression augmente, le niveau de l'eau monte (mais il est conçu pour que l'eau ne déborde que si le système est surchauffé, en cas de montée dangereuse de pression dans l'installation, ce qui est compensé dans le réservoir ouvert). La partie restante du système - le système fermé - est littéralement fermé, sans élément ouvert. Au lieu d'un réservoir de trop-plein ouvert, il a un réservoir sous pression fermé, et pour protéger l'installation, un vérin de sécurité, qui protège contre les pressions élevées.

Chaudières traditionnelles - restent dans le système ouvert avec réservoir de trop-plein

✅ Dans un système ouvert, il convient de conserver la chaudière à éco-pellets ou à charbon, car ces sources de chaleur fonctionnent plus sûrement et mieux avec un réservoir de type ouvert. Il est également souvent recommandé que dans la partie ouverte de l'installation, il y ait une cheminée (si on connecte la cheminée avec un échangeur de chaleur à la chaudière à gaz). Pourquoi ouvert ? Parce que ces sources de chaleur sont moins contrôlables, moins modulables. Il est impossible de les déconnecter soudainement et de les refroidir rapidement comme par exemple une chaudière à gaz. Elles restent encore chaudes, et dans ce cas, le réservoir ouvert, en cas de surchauffe du système et de montée dangereuse de pression dans l'installation, évacue l'excès d'eau dans les égouts et équilibre la pression dans l'installation, évitant ainsi les dommages.

✅ Les chaudières à gaz, en revanche, sont recommandées pour fonctionner dans des systèmes fermés, tout comme les chaudières électriques.

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Comment connecter les deux systèmes ? Comment combiner un système ouvert avec un système fermé ?

Les systèmes de ce type se connectent par le biais d'un échangeur de chaleur à plaques. C'est un dispositif qui transfère la chaleur du système de la chaudière à gaz vers l'autre côté - sans mélanger les systèmes. De plus, il réduit le circuit de la chaudière à gaz, ce qui permet d'équilibrer les pressions du système. Cela a un effet positif sur le fonctionnement du système. La condition pour un échangeur de chaleur avec une chaudière à gaz est son bon choix - nous avons décrit comment choisir cet appareil ici.

Les chaudières à gaz doivent-elles toujours fonctionner dans un système fermé ?

✅ Non. C'est seulement une règle générale basée sur la pratique dans notre pays, mais elle a des bases très sensées, comme mentionné ci-dessus. ☑️ Le critère de base pour décider si une chaudière doit fonctionner dans un système fermé ou ouvert est la recommandation du fabricant. Si vous avez des plans spécifiques pour le placement de la chaudière dans l'installation, il est important de vérifier sa spécification avant l'achat. ☑️Il existe des chaudières à gaz destinées aux systèmes ouverts et des chaudières à éco-pellets destinées aux systèmes fermés. Cependant, cela est moins fréquent en pratique.

Un avantage supplémentaire du système fermé pour le gaz est le fait que le contact de l'eau dans l'installation avec l'air contribue au fil du temps à la corrosion. On considère qu'un système fermé avec un réservoir à membrane est plus sûr pour les chaudières à gaz délicates.

Fig. 2 - Échangeur de chaleur avec isolation thermique et kit de montage mural des échangeurs - destiné à connecter un système fermé et ouvert. Photo - propriété de Nordic Tec.

L'image montre le modèle à 50 plaques de la série Ba-32.

Ancienne installation - et chaudière à gaz à condensation

✅ C'est possible - bien que l'on dise souvent "gaz seulement dans le neuf", ce qui a un fond de vérité. Le gaz est un combustible relativement économique seulement dans les installations nouvelles ou rénovées. Il est préférable dans les maisons isolées des nouvelles constructions, car elles nécessitent moins d'énergie pour chauffer (et ont moins de pertes de chaleur). De plus, on dit souvent que les chaudières à gaz sont très économiques dans les installations de chauffage par le sol (également entièrement, sans radiateurs), car dans ce cas, le fluide est chauffé seulement à des températures autour de 30-35°C, et non à 50-60°C comme avec les radiateurs. Il y a une grande part de vérité là-dedans. Au fait.

Une ancienne installation, si nous ne pouvons pas la moderniser pour l'instant, est souvent une source de divers types de contaminants et de tartre de chaudière. Ce n'est pas bon pour la longévité de notre chaudière. Nous recommandons dans ce cas de séparer l'installation de la chaudière à gaz en lui attribuant un circuit plus court dans un système fermé, connecté à l'installation par un échangeur de chaleur à plaques. Cela protégera notre chaudière et équilibrera en même temps les pressions dans le fonctionnement de la chaudière (c'est-à-dire agira de manière similaire à un coupleur hydraulique).

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Bouteille de découplage - est-ce nécessaire si tout fonctionne sur un seul système ?

Pas toujours, souvent la bouteille de découplage n'est pas nécessaire. La plupart des chaudières sont équipées d'une pompe intégrée qui génère le circuit. Malgré la présence de pompes de circulation dans l'installation, dans les systèmes étendus, les pressions dans les différentes parties du système ne sont pas similaires et perturbent le fonctionnement de la chaudière à condensation. Le circuit d'eau, généré par la chaudière, ne résout pas le problème dans les installations trop étendues. Par conséquent, si ce problème se pose, il est nécessaire d'équilibrer le fonctionnement du système en créant un circuit court pour la chaudière. Théoriquement, cela peut être fait, comme décrit ci-dessus, à l'aide d'un échangeur de chaleur - mais alors il y aura deux systèmes séparés qui ne se mélangent pas.
Si aucune indication concrète n'exige le montage d'un échangeur de chaleur à plaques (par exemple, le souhait de séparer la chaudière de l'ancienne installation potentiellement pas très propre, ou de diviser le système en raison de la volonté de conserver dans l'installation le chauffage de l'ancienne chaudière à charbon ou à combustible solide) - on peut alors utiliser une bouteille de découplage, qui divisera le système tout en permettant le mélange de l'eau. Cela créera un circuit quasi-court pour la chaudière, où la pression de fonctionnement sera équilibrée - ce qui permettra à notre chaudière de fonctionner efficacement et de manière optimale.

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Nous recommandons les échangeurs de chaleur de la marque Nordic Tec, parmi lesquels vous trouverez une gamme de modèles adaptés pour connecter une chaudière à gaz à une installation. En cas de questions techniques concernant l'utilisation de l'échangeur de chaleur avec une chaudière à gaz, n'hésitez pas à nous contacter.

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Mise à jour : BO, 9-2024