BRULEURS GAZ A AIR SOUFFLE

BRULEURS GAZ A AIR SOUFFLE
J-M R. D-BTP 2006

Présentation générale des brûleurs gaz
Technologie des brûleurs gaz Le choix du brûleur Procédure de mise en service d’un brûleur gaz Maintenance des équipements de chauffe

Présentation générale des brûleurs gaz
Rôle d’un brûleur gaz Les différents types de brûleurs gaz

Rôle d’un brûleur gaz Un brûleur gaz est un appareil qui permet : Quoi ? De créer, développer et entretenir une flamme. Où ? A la tête de combustion. Comment ? De façon économique, automatique, sécuritaire et non polluante.

COMBURANT AIR AMBIANT CARBURANT GAZ TEMPERATURE SYSTEME D’ALLUMAGE
Rôle d’un brûleur gaz TRIANGLE DU FEU COMBURANT AIR AMBIANT CARBURANT GAZ TEMPERATURE SYSTEME D’ALLUMAGE

Pour créer la flamme, il faut réaliser le triangle du feu
Rôle d’un brûleur gaz Pour créer la flamme, il faut réaliser le triangle du feu ( combustible, comburant, chaleur ). Il faudra donc : - amener le gaz, - amener l’air, - mélanger l’air et le gaz dans une bonne proportion, - porter le mélange à la température d’inflammation. Pour entretenir la flamme, il suffira : - de continuer d’amener l’air et le gaz en bonne proportion.

Pour maintenir la flamme, à la tête de combustion, il faudra
Rôle d’un brûleur gaz Pour maintenir la flamme, à la tête de combustion, il faudra - éviter que la flamme « décroche », - éviter que la flamme rentre dans le brûleur. Pour fonctionner de façon économique, il faudra : ajuster la quantité de gaz aux besoins, le brûler le mieux possible en amenant juste l’air nécessaire, utiliser au mieux la chaleur fournie par la flamme.

Pour fonctionner de façon automatique, il faudra :
Rôle d’un brûleur gaz Pour fonctionner de façon automatique, il faudra : - assurer automatiquement la demande de mise en marche et d’arrêt du brûleur, - effectuer automatiquement les cycles de démarrage et d’arrêt du brûleur. Pour fonctionner de façon sécuritaire , il faudra : assurer l’arrêt et le verrouillage automatique du brûleur en cas de dysfonctionnement. Pour fonctionner de façon non polluante, il faudra : - que les rejets à l’atmosphère soient inférieurs aux normes en vigueur.

Rôle d’un brûleur gaz Il existe deux grands types de brûleurs gaz à air soufflé : - les brûleurs gaz à air soufflé à une ou plusieurs allures, - les brûleurs gaz à air soufflé modulants.

Rôle d’un brûleur gaz Le brûleur gaz à air soufflé une allure. Le débit gaz est progressif de la mise en fonctionnement jusqu ’au débit souhaité et y reste. Le brûleur gaz à air soufflé plusieurs allures. Le débit gaz est progressif à la mise en fonctionnement puis réparti en plusieurs allures utilisées en fonction des besoins.

Les différents types de brûleurs gaz
Les brûleurs gaz modulants. C’est un brûleur qui va pouvoir adapter sa puissance en fonction des besoins. C’est à dire qu’il peut adopter n'importe quelle allure comprise entre la puissance minimum et la puissance maximum et y rester. Il faudra bien sur adapter le système de régulation de température de la chaudière à ce type de brûleur.

Technologie des brûleurs gaz
Le circuit combustible Le circuit aéraulique Le circuit électrique Le circuit de mélange

Le circuit combustible
Le rôle du circuit gaz est d’amener la gaz à la pression et au débit de fonctionnement jusqu’à la tête de combustion. L’alimentation en gaz est réaliser conformément à la réglementation en vigueur. (DTU 61.1, arrêté du 2 août 1977) jusqu ’à proximité du brûleur.

Alimentation gaz naturel Du stockage jusqu’à l’utilisateur, le gaz naturel subit une cascade de détente et on distingue deux grandes zones : celle du transport où la pression est comprise entre 67 et 40 bar. celle de la distribution où la pression est réduite par paliers à 16 bar au niveau du poste de livraison du transport à 300 mbar (moyenne pression A) ou 20 mbar (basse pression ) chez l’utilisateur.

Transport

Le stockage du gaz naturel.

entrée sortie Le circuit combustible
Gaz naturel: poste de détente client Détendeur Compteur Filtre avec purge Robinet d’entrée Robinet de sortie Raccord isolant Raccord isolant entrée sortie

Gaz naturel: poste de détente client

Propane Le circuit combustible Alimentation gaz de pétrole liquéfié
Vannes de sectionnement 1° détente 1,5 bar manomètre Joints isolants chaufferie Détente finale 37 ou 148 mbar Limiteur de pression 1,75 bar Alimentation gaz de pétrole liquéfié Propane

Butane Le circuit combustible Alimentation gaz de pétrole liquéfié
Vannes de sectionnement 1° détente 1,5 bar manomètre Joints isolants chaufferie Détente finale 28 ou 112 mbar Limiteur de pression 1,75 bar Alimentation gaz de pétrole liquéfié Butane

Alimentation gaz de pétrole liquéfié Pré détendeur 1,5 bar

P <70 kW : Norme NF D35.361 P >70 kW : Norme EN 676 Ces normes fixent sans ambiguïté les caractéristiques de construction et de fonctionnement des brûleurs à air soufflé susceptibles de fonctionner avec les gaz des trois familles.

P Le circuit combustible
Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur une allure. Electrovanne de sécurité Electrovanne progressive P Vanne de barrage Régulateur de pression Filtre mini gaz

Filtre à gaz Symbole

Filtre à gaz

Filtre à gaz Prises de pression amont et aval Élément filtrant Couvercle de visite Joint d’étanchéité

Régulateur de pression pneumatique Symbole

Régulateur de pression pneumatique capot Vis de réglage Mise à l’air libre Ressort de réglage Membrane de sécurité Plateau de membrane Chambre inférieure Membrane de travail Prise de pression Membrane d’équilibrage

Régulateur de pression pneumatique

Electrovanne magnétique Symbole

Electrovanne magnétique 0 V

Electrovanne magnétique 240 V

Réglage du débit gaz par limitation du déplacement du clapet
Le circuit combustible Electrovanne magnétique 0 V Réglage du débit gaz par limitation du déplacement du clapet

Réglage du débit gaz par limitation du déplacement du clapet
Le circuit combustible Electrovanne magnétique 230 V Réglage du débit gaz par limitation du déplacement du clapet

Electrovanne magnétique Symbole P

Electrovanne magnétique 230 V Contact de fin de course rapporté

Electrovanne magnétique 0 V Contact de fin de course rapporté

P Le circuit combustible Electrovanne magnétique Symbole
Ralentisseur hydraulique Symbole P

Electrovanne magnétique Ralentisseur hydraulique Position repos

Electrovanne magnétique Ralentisseur hydraulique Débit d’allumage

Electrovanne magnétique Ralentisseur hydraulique Ouverture progressive jusqu’au débit maximum

Electrovanne magnétique Ralentisseur hydraulique Fermeture

Electrovanne magnétique Ralentisseur hydraulique Retour à la position repos

Electrovanne magnétique Ralentisseur hydraulique Modification du débit d’allumage

Electrovanne magnétique Ralentisseur hydraulique Modification de la progressivité

Electrovanne magnétique Symbole P 1 2

Pressostats mini gaz Symbole P

Pressostats mini gaz Prise de pression Prise d’impulsion

Pressostats mini gaz Réglage du point de consigne

P Le circuit combustible Pressostats mini gaz
Pression < au point de consigne

P Le circuit combustible Pressostats mini gaz
Pression > au point de consigne

Quand il est constitué d’appareils indépendants, l’ensemble des éléments qui composent le circuit d’alimentation en gaz du brûleur est appelé «rampe gaz ». Lorsque tous les éléments sont rassemblés en un seul appareil on parlera de « bloc gaz ».

Bloc gaz Réglage débit d’allumage Régulateur de pression Ralentisseur hydraulique Prise de pression aval Filtre Pressostat mini gaz Les deux électrovannes sont incorporées dans le bloc gaz

Lorsqu’il s'agit d’un bloc gaz, on le représente sur le schéma comme s’il était constitué d’éléments séparés. Régulateur de pression Filtre Electrovanne progressive P Electrovanne de sécurité mini gaz

Bloc gaz Manostat mini gaz Théobald BC 90 Régulateur de débit Filtre à tamis Réglage débit d’allumage Electrovannes

Vanne gaz AGP SKP 70

Vanne DÜNGS MBDLE B01

Vanne DÜNGS ZRDLE / 5

Vanne DÜNGS MBZRDLE 505 / 410 BO1

Bloc gaz

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur une allure. Electrovanne de sécurité Electrovanne progressive P Vanne de barrage Régulateur de pression Filtre mini gaz

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur une allure avec pressostat maxi gaz monté en amont. Electrovanne progressive Régulateur de pression Filtre P Electrovanne de sécurité mini gaz Vanne de barrage Maxi gaz

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur une allure avec pressostat maxi gaz monté en aval. Electrovanne progressive Régulateur de pression Filtre P Electrovanne de sécurité mini gaz Vanne de barrage Maxi gaz

Réglage du pressostat mini gaz 15 25 10 30 mbar 2,5 35 50 45

Réglage du pressostat mini gaz 25 35 2,5 10 50 30 25 35 2,5 10 50 15 45 mbar

Réglage du pressostat mini gaz mbar 25 35 2,5 10 50 30 15 45 Q 1ère allure

Réglage du pressostat mini gaz mbar 25 35 2,5 10 50 30 15 45 Q Q 2éme allure 1ère allure

Réglage du pressostat mini gaz 25 35 2,5 10 50 30 15 45 mbar Q 2éme allure P = 18 mbar  0,8 = 15 mbar

Réglage du pressostat mini gaz mbar 25 35 2,5 10 50 30 15 45 Q 2éme allure 15 mbar

CO + Réglage du pressostat mini gaz + CO 25 35 2,5 10 50 30 15 45 mbar Q 2éme allure 15 mbar

Réglage du pressostat maxi gaz monté en amont 1 25 35 2,5 10 50 30 15 45 mbar

Réglage du pressostat maxi gaz monté en amont 1 25 35 2,5 10 50 mbar 25 35 2,5 10 50 30 15 45

Réglage du pressostat maxi gaz monté en amont 1 mbar 25 35 2,5 10 50 30 15 45 Q 1ère allure

Réglage du pressostat maxi gaz monté en amont 1 mbar 25 35 2,5 10 50 30 15 45 Q Q 2éme allure 1ère allure

Réglage du pressostat maxi gaz monté en amont 1 25 35 2,5 10 50 30 15 45 mbar P = 22,7 mbar  1,1 = 25 mbar

Contrôle du pressostat maxi gaz monté en amont ∞ Ω ∞ Ω 1 25 35 2,5 10 50 30 15 45 mbar clic 25 mbar

Réglage du pressostat maxi gaz monté en aval 1 15 25 2,5 5 35 20 10 30 mbar

Réglage du pressostat maxi gaz monté en aval 1 Q 1ère allure 15 25 2,5 5 35 20 10 30 mbar

Réglage du pressostat maxi gaz monté en aval 1 Q 2éme allure 15 25 2,5 5 35 20 10 30 mbar P=12,5 mbar  1,2 = 15 mbar

Q P Le circuit combustible
Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur deux allures avec deux électrovannes. Electrovanne de sécurité Electrovanne progressive Vanne de barrage Régulateur de pression Filtre mini gaz P Q Q Electrovanne 2ème allure

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur deux allures avec clapet gaz asservi au volet d’air. Electrovanne progressive Régulateur de pression Filtre P Electrovanne de sécurité mini gaz Vanne de barrage Clapet gaz Registre et volet d’air Servomoteur volet d’air M

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur deux allures avec clapet gaz asservi au volet d’air. Electrovanne de sécurité Electrovanne progressive P Vanne de barrage Régulateur de pression Filtre mini gaz Clapet gaz Servomoteur volet d’air Registre et volet d’air M M

Les différents éléments composant une rampe gaz d’un brûleur deux allures avec système Air Gaz Proportionnel. Système AGP Régulateur de pression Filtre Electrovanne de sécurité mini gaz Vanne de barrage P foyer P air P gaz

p P Le circuit combustible
Contrôle d’étanchéité des vannes par mise en surpression de la chambre intermédiaire. Régulateur de pression Filtre Electrovanne progressive P Electrovanne de sécurité mini gaz Vanne de barrage 300 mb Contrôleur de pression 300 mb mb 360 pompe p pressostat

Contrôle d’étanchéité de la vanne de sécurité par mise à l’air libre de la chambre intermédiaire lors de l’arrêt du brûleur. Régulateur de pression Filtre Electrovanne progressive P Electrovanne de sécurité mini gaz Vanne de barrage Vanne ouverte hors tension avec contact de contrôle de fermeture Évent extérieur Récipient de glycérine transparent Visualisation de la fuite

Contrôle de l’étanchéité de la rampe gaz de la vanne de barrage à la vanne progressive lors de la mise en service d’un brûleur gaz. Electrovanne de sécurité Electrovanne progressive P Vanne de barrage Régulateur de pression Filtre mini gaz pe pa 360 mb NB Pour les brûleurs alimentés à une pression de gaz inférieur à 50 mb, le contrôle sera effectué au gaz, à la pression de distribution. Ensemble manomètre et poire munie de clapets anti-retour

Bloc gaz

Le circuit aéraulique Rôle Le rôle du circuit aéraulique est d’acheminer l’air nécessaire à la combustion et d’en régler le débit.

Le circuit aéraulique turbine volute ouie air

L’ouie est l’endroit du brûleur où l’air est aspiré.
Le circuit aéraulique L’ouie L’ouie est l’endroit du brûleur où l’air est aspiré. ouie

Le circuit aéraulique Le ventilateur Le seul rôle du ventilateur est d’alimenter le brûleur en air de combustion. Le ventilateur centrifuge est composé de : - la volute, - la turbine.

Le circuit aéraulique La volute définit le sens de rotation de la turbine et donc du moteur.

Quel sens de rotation devra avoir la turbine ?
Le circuit aéraulique Quel sens de rotation devra avoir la turbine ? 2 3 4 1

Le circuit aéraulique En fonction du sens des pales et du sens de rotation, il existe deux sortes de turbine. Pales à action Pales à réaction

Le circuit aéraulique Quels sont les sens de rotation et les types de turbine représentés ci-dessous ? 2 1 Pales à réaction Pales à action 4 3 Pales à action Pales à réaction

Q Q Le circuit aéraulique
L’inversion du sens de rotation de la turbine modifie le débit d’air, mais pas le sens du flux. Q Q Le sens de rotation sera obligatoirement vérifié lors de la mise en service d’un brûleur équipé d’un moteur triphasé.

Le circuit aéraulique Le registre d’air équipé d’un disque, d’un diaphragme ou d’un ou plusieurs volets est situé sur l’aspiration ou sur le refoulement du ventilateur et permet de régler le débit d’air de combustion en créant une perte de charge sur le circuit aéraulique. Le registre pourra être fixe où motorisé. La motorisation sera effectuée par un servomoteur. Certain registre sont équipés d’un clapet anti-balayage.

Le circuit aéraulique Registre sur l’aspiration Registre sur le refoulement

P Le circuit aéraulique Pressostat air
Le rôle du pressostat d’air est de surveiller le débit d’air de combustion Symbole P

Le circuit aéraulique Pressostat air Borne « NO » Borne « NC »
Réglage du point de consigne Borne « commun » Tétines de prise d’impulsion

Pression < au point de consigne
Le circuit aéraulique Pressostat air P Pression < au point de consigne

Pression > au point de consigne
Le circuit aéraulique Pressostat air P Pression > au point de consigne

Modification du point de consigne
Le circuit aéraulique Pressostat air P Modification du point de consigne

Le circuit aéraulique Le pressostat air peut être de même technologie que le pressostat mini gaz dans ce cas la couleur de la molette de réglage du point de consigne est bleue au lieu de jaune. Pressostat gaz Pressostat air

Prise d’impulsion pression statique
Le circuit aéraulique Pressostat air Prise d’impulsion pression statique + _ P atm

Prise d’impulsion pression totale
Le circuit aéraulique Pressostat air Prise d’impulsion pression totale + _ P atm

Prise d’impulsion pression dynamique
Le circuit aéraulique Pressostat air Prise d’impulsion pression dynamique + _

_ + Le circuit aéraulique Pressostat air
Prise d’impulsion pression dynamique + _ Contrôle de la vitesse de l’air

Prise d’impulsion pression différentielle
Le circuit aéraulique Pressostat air Prise d’impulsion pression différentielle + _

Prise d’impulsion pression différentielle + _ Contrôle de la HM du ventilateur

Prise d’impulsion pression différentielle
Le circuit aéraulique Pressostat air Prise d’impulsion pression différentielle + _

Prise d’impulsion pression différentielle + _ Contrôle de la perte de charge de la tête de combustion

Le circuit aéraulique Sur certains brûleurs, la rotation du ventilateur est surveillée par un contact centrifuge monté en bout d’arbre moteur.

Le circuit électrique info ordre M Sonde ionisation Ou cellule UV
P air P G TH Ou cellule UV Servomoteur Pressostat d’air Pressostat mini gaz Thermostat chaudière info Coffret de sécurité ordre Moteur Transformateur H.T. Électrovanne M EV C Compteur horaire Voyant défaut

Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21
Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TR PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Position d’attente : aquastat de régulation ouvert et pressostat mini gaz fermé

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TH PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Position demande : aquastat de régulation fermé et pressostat mini gaz fermé Début du temps d’attente tw : le moteur ne démarre pas immédiatement.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TH PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Démarrage du moteur brûleur : début de la préventilation. Le pressostat d’air doit se fermer avant fin du temps t10 ( temps maximum de ventilation non contrôlée ) sinon il y a verrouillage en sécurité.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TH PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Après le temps t10 début du temps de préventilation si le pressostat d’air est fermé.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TH PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Début t3 : préallumage par alimentation du transformateur .

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TH PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Fin t3 : alimentation de l’électrovanne gaz 1° allure. Le brûleur doit s’allumer et la sonde d’ionisation détecter la flamme avant la fin du temps de sécurité t2 (temps de sécurité à l’allumage) sinon il y a verrouillage en sécurité. Début du temps t4: intervalle entre 1° et 2° allure.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TH PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Le transformateur haute tension est stoppé avant la fin du temps de sécurité à l’allumage t2.

Le brûleur est allumé la sonde d’ionisation a détecté la flamme.
Le circuit électrique TH PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Le brûleur est allumé la sonde d’ionisation a détecté la flamme. Le régime est établi. Si la sonde d’ionisation ne détecte plus la flamme, il y a verrouillage en sécurité à l’issue du temps de sécurité à l’extinction.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TH PG tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Autorisation d’ouverture de l’électrovanne 2° allure. Le brûleur est en fonction tant que l’aquastat de régulation et le pressostat mini gaz restent fermés.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 T1 PG T2 tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Position d’attente: aquastat de limitation ouvert et pressostat mini gaz fermé

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Position demande : aquastats de limitation et de régulation fermé et pressostat mini gaz fermé Début du temps d’attente tw : le moteur ne démarre pas immédiatement.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Démarrage du moteur brûleur : début de la préventilation. Le pressostat d’air doit se fermer avant fin du temps t10 ( temps maximum de ventilation non contrôlée ) sinon il y a verrouillage en sécurité.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Après le temps t10 début du temps de préventilation si le pressostat d’air est fermé.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Début t3 : préallumage par alimentation du transformateur .

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Fin t3 : alimentation de l’électrovanne gaz 1° allure.Le brûleur doit s’allumer et la sonde d’ionisation détecter la flamme avant la fin du temps de sécurité t2 (temps de sécurité à l’allumage) sinon il y a verrouillage en sécurité. Début du temps t4: intervalle entre 1° et 2° allure.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Le transformateur haute tension est stoppé avant la fin du temps de sécurité à l’allumage t2.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Le brûleur est allumé la sonde d’ionisation a détecté la flamme.Le régime est établi. Si la sonde d’ionisation ne détecte plus la flamme, il y a verrouillage en sécurité à l’issue du temps de sécurité à l’extinction.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Autorisation d’ouverture de l’électrovanne 2° allure. Le brûleur est en fonction en deuxième allure tant que l’aquastat de régulation et le pressostat mini gaz restent fermés.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Passage en première allure par ouverture de l’aquastat de régulation.

Le circuit électrique Exemple:coffret Landis et gyr LGB 21 TL PG TR tw t1 M t10 P air t3 t2 EV t4 EV Arrêt du brûleur par l’aquastat de limitation.

Le circuit électrique Le transformateur haute tension. Il élève la tension de 230V à V environ afin de pouvoir créer un arc électrique à l’extrémité des électrodes d’allumage ou entre une électrode et le déflecteur. Il est intermittent (transformateur sous tension uniquement lors de l’allumage ) Son contrôle peut s’effectuer à l’aide d’un éclateur.

~ Le circuit électrique
Schéma de principe du transformateur haute tension Primaire Secondaire Electrodes 7500 V 240 V ~ 15000 V Alimentation Transformateur

Schéma de principe du transformateur haute tension Primaire Secondaire Electrodes ~ 240 V 10000 V 10000 V Alimentation Transformateur

Schéma de principe du transformateur haute tension Primaire Secondaire Electrode ~ 240 V 10000 V 10000 V Alimentation Transformateur

Le moteur asynchrone monophasé
Le circuit électrique Le moteur asynchrone monophasé Ph N Enroulement de travail Enroulement de démarrage Condensateur

Le moteur asynchrone monophasé
Le circuit électrique Le moteur asynchrone monophasé Ph N Enroulement de travail Enroulement de démarrage Condensateur T

Le moteur asynchrone triphasé
Le circuit électrique Le moteur asynchrone triphasé Le couplage et le sens de rotation sont à déterminer au branchement du moteur

Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air L’actionneur est un moteur électrique réversible.

arrêt Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air
N O F arrêt L’actionneur est un moteur électrique réversible. Principe : Si les bornes O ou F sont hors tension, le moteur ne tourne pas et le volet d’air ne bouge pas.

ouverture Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air
N O F ouverture L’actionneur est un moteur électrique réversible. Principe : Si l’alimentation se fait sur la borne ouverture, le moteur tourne et le volet d’air s’ouvre.

fermeture Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air
N O F fermeture L’actionneur est un moteur électrique réversible. Principe : Si l’alimentation se fait sur la borne fermeture, le moteur tourne et le volet d’air se ferme.

Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air Les différentes positions du servomoteur sont réglées par le technicien par l’intermédiaire de cames

Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air M

Volet d’air position fermée
Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air M Volet d’air position fermée

Volet d’air position 1° allure
Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air M Volet d’air position 1° allure

Autorisation ouverture électrovanne 2° allure
Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air M Autorisation ouverture électrovanne 2° allure

Volet d’air position 2° allure
Le circuit électrique Le servomoteur de volet d’air M Volet d’air position 2° allure

Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme Sur les brûleurs mixtes ou flamme bleue, la luminosité étant plus faible on utilise. La cellule UV ou tube de décharge.

_ + + Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme
Cellule UV ou tube de décharge _ + + μA

Cellule UV ou tube de décharge U.V. _ + + μA

Cellule UV ou tube de décharge _ + + μA

Cellule UV ou tube de décharge Lumière _ + + μA

Cellule UV ou tube de décharge Electrodes d’allumage _ + + μA

Cellule UV ou tube de décharge Electrodes d’allumage U.V. _ + + μA

Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme Sonde d’ionisation Le principe de la sonde d’ionisation est basé sur deux caractéristiques physiques de la flamme: L’effet conducteur L’effet redresseur Il est nécessaire d’observer les deux phénomènes simultanément pour que le système reconnaisse qu’il y a présence de flamme.

DESORDRE ORDRE ORDRE Le circuit électrique
Organes de détection de présence de flamme Sonde d’ionisation L’effet conducteur + _ DESORDRE ORDRE ORDRE Mélange air-gaz zone stable:pas de réaction chimique donc pas d’électrons libres Produits de combustion: il n’y a plus de réaction chimique et donc plus d’électrons libres Flamme: réaction chimique intense beaucoup d’électrons libres et d’énergie

Ph~ Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme
Sonde d’ionisation L’effet conducteur + _ Le courant électrique est un déplacement d’électrons et il y a beaucoup d’électrons libres dans la zone de combustion: Il va donc y avoir une circulation d’électrons entre l’électrode et la carcasse du brûleur et le micro-ampèremètre va dévier. μA DC O μA DC O Ph~

Sonde d’ionisation L’effet conducteur + + _ + _ _ Le nombre d’électrons libres diminue quand on s’éloigne du déflecteur car la réaction chimique se fait moins intense. Si la sonde est trop loin du déflecteur, le courant diminue, et peut ne plus être suffisant pour assurer une bonne détection de la flamme. + + _ _ + _ _ _ _ + + _ + _ + + + + _ _ _ + + _ + _ O Ph~ μA DC

Sonde d’ionisation L’effet conducteur + + _ _ Le nombre d’électrons libres est lié à la température de la flamme: un trop grand excès d’air influe sur l’intensité du courant observé dur le micro-ampèremètre. + _ _ + _ _ _ + _ + _ + + + + _ _ + + _ + _ O Ph~ μA DC

Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme Sonde d’ionisation

Organes de détection de présence de flamme
Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme Sonde d’ionisation L’effet conducteur Zones de réaction maximum dans lesquelles doit se situer la sonde de ionisation. Il est indispensable de respecter les préconisations du constructeur prévues dans la notice qui concernent la position et la forme du fil de l’électrode.

S Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme
Sonde d’ionisation L’effet redresseur : Le courant électrique passe plus facilement d’une grande surface vers une petite surface S La surface de la tête de combustion représente une surface très importante par rapport à la surface du fil de l’électrode S

S _ + Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme
Sonde d’ionisation L’effet redresseur : Lors de la première alternance : Le courant est positif sur l’électrode et négatif sur la carcasse S _ Petite surface vers grande surface, il n’y a pas beaucoup de passage d’électrons S +

S + _ Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme
Sonde d’ionisation L’effet redresseur : Lors de la deuxième alternance : Le courant est négatif sur l’électrode et positif sur la carcasse S + _ Grande surface vers petite surface, il y a beaucoup de passage d’électrons S

S Le circuit électrique Organes de détection de présence de flamme
Sonde d’ionisation L’effet redresseur : Tant qu’il y a flamme et que l’électrode est reliée à la phase, le phénomène continue S S

Le circuit électrique Le tube d’air La ligne d’injection de gaz Le déflecteur ou accroche flamme L’électrode d’allumage et le câble haute tension L’électrode d’ionisation et le câble de raccordement

Le circuit de mélange Tube d’air divergent

Injection de gaz en arrière du déflecteur.
Le circuit de mélange Injection de gaz en arrière du déflecteur.

Injection de gaz en avant du déflecteur.
Le circuit de mélange Injection de gaz en avant du déflecteur.

Injection de gaz en avant et en arrière du déflecteur.
Le circuit de mélange Injection de gaz en avant et en arrière du déflecteur.

p Le circuit de mélange L’air arrive par le tube d’air.
Une partie de l’air qui traverse le déflecteur est mise en rotation par les fentes du déflecteur. Le reste, appelé air secondaire, passe entre le tube et le déflecteur. La pression dynamique de l’air crée une différence de pressions entre les deux faces du déflecteur. p

Le circuit de mélange Les étincelles d’allumage sont générées entre l’électrode et le déflecteur. Le gaz est injecté par le tube dès l’ouverture de l’électrovanne, et se mélange intimement à l’air de combustion. p

Le circuit de mélange Dès l’apparition de la flamme, la différence de pressions stabilise le front de flamme au contact du déflecteur. L’arc électrique doit être arrêté avant la fin du temps de sécurité à l’allumage. p

Le choix du brûleur Pour que l’ensemble de chauffe fonctionne de façon optimum, la préconisation du brûleur doit prendre en compte différents paramètres : la puissance de la chaudière, la contre pression du foyer de la chaudière, le type de la chaudière. Les constructeurs de brûleur préconisent ces derniers en fonction des deux premiers critères et le choix de la tête en fonction du troisième critère.

Ex : P chaudière = 72 kW, pression foyer = 4 daPa
Le choix du brûleur Ex : P chaudière = 72 kW, pression foyer = 4 daPa Rendement brûleur estimé à 90 % 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 _ Pression foyer en daPa kW Puissance brûleur Brûleur 1 Brûleur 2 Brûleur 3 Seul le brûleur 3 est adapté à la chaudière. Point de fonctionnement Zone de fonctionnement du brûleur

Zone de fonctionnement du brûleur
Le choix du brûleur Ex 2 : P chaudière = 110 kW, pression foyer = 5 daPa Rendement brûleur estimé à 90 % 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 _ Pression foyer en daPa kW Puissance chaudière Zone de fonctionnement du brûleur Le point de croisement est en dehors de la zone de fonctionnement. Le brûleur n’est pas adapté à la chaudière. Point de croisement

Le choix du brûleur La tête de combustion est choisie en fonction du type de foyer et de la porte foyère. Les têtes longues ou demi longues seront utilisées sur des foyers borgnes ou sur des chaudières équipées de portes foyères épaisses. Tête longue Tête courte

Procédure de mise en service d’un brûleur gaz
Installation d’un brûleur gaz Raccordement gaz d’un brûleur Raccordement électrique d’un brûleur gaz Réglage d’un brûleur gaz Correction de comptage Calcule du débit gaz

Installation d’un brûleur gaz
Suivant la taille et le poids du brûleur, il y aura lieu de prévoir deux intervenants et/ou un moyen de levage. Le contrôle de la compatibilité du brûleur à l’installation (puissance, alimentation électrique, type et pression de gaz) devra être effectué avant le déballage de celui-ci. Dans tous les cas, l’intervenant devra impérativement être équipé des moyens de protections individuelles (vêtement de travail, gants, chaussures de sécurité). Après avoir contrôlé la présence de tous les accessoires de montage (joint, visserie), la mise en place du brûleur s’effectuera conformément à la notice d’installation du constructeur. Dans le cas où la chaudière est équipée d’une plaque foyère adaptée au brûleur, seule une caisse à outils traditionnelle est nécessaire, avec éventuellement un niveau et un coffret de clés à cliquet. Si la plaque foyère n’est pas adaptée au brûleur, il faut prévoir tout l’outillage de traçage , de perçage et de taraudage.

1- Vérifier la compatibilité chaudière - brûleur. 2- Déballer le brûleur et ses accessoires pour vérifier leur présence et leur état. 3- Préparer l’outillage. 4- Démonter, tracer, pointer et tarauder la plaque foyère suivant le gabarit fourni.* 5- Mettre en place la plaque et son joint avec les gougeons. 6- Présenter et fixer le brûleur. 7- Vérifier la position à l’aide d’un niveau et serrer l’ensemble en diagonale. 8- Nettoyer l’espace de travail. 9- Évacuer les emballages et les déchets. * La phase 4 n’est nécessaire que dans le cas d’une plaque foyère non percée.

Le raccordement gaz commence à la vanne de barrage située à proximité du brûleur. L’assemblage des raccords et filetages devra être effectué au moyen de produits spécifiques gaz (chanvre interdit). L’application de ces produits devra être réalisée avec soin et sans excès pour ne pas colmater le filtre gaz ou entraver la fermeture des clapets. Les raccordements seront impérativement effectués au minimum dans le même diamètre que la rampe afin de limiter les pertes de charge. Dans le cas d’une rampe gaz, respecter impérativement l’ordre et le sens de pose des différents organes.

1- Déballer et vérifier les différents composants de la rampe gaz. 2-. Déposer toutes les protections des orifices. 3- Assembler tous les éléments de la rampe gaz au moyen des produits spécifiques gaz (joints gaz, téflon, pâte d ’étanchéité). 4- Monter la rampe ou le bloc gaz sur le brûleur. 5- Effectuer la liaison entre la rampe ou le bloc gaz et la vanne de barrage au moyen d’une conduite fixe ou d’un flexible homologué gaz. 6- Vérifier la rigidité et la fixation de la rampe gaz, mettre un support si nécessaire. 7- Contrôler l’étanchéité de la rampe gaz (cette opération sera renouvelée lors de la mise en service). 8- Nettoyer l’espace de travail. 9- Évacuer les emballages et les déchets.

Raccordement électrique d’un brûleur gaz
L’intervenant devra être habilité B2V et devra posséder tout l ’outillage spécifique d’ exécution et de mesures électriques. Le raccordement électrique comprend la liaison armoire électrique - brûleur ainsi que le raccordement du tableau de chaudière au bornier brûleur. L’installation devra être réalisée selon les normes électriques en vigueur, avec du matériel homologué et en respectant les préconisations du constructeur. L’utilisation d’un escabeau peut être nécessaire pour la réalisation des liaisons électriques. La mise en œuvre des chemins de câbles devra être réalisée de façon à ne pas endommager l’isolant des câbles. Les liaisons électriques ne doivent pas empêcher l’ouverture de la porte foyère. Les câbles ne devront pas traîner sur le sol.

1- S’assurer de la compatibilité de la tension d’alimentation du brûleur avec celle du réseau en attente dans l’armoire. 2- Déterminer le tracé des liaisons électriques. 3- Fixer les supports du chemin de câbles et/ou les colliers des tubes. 4- Percer l’armoire et mettre en place les presse-étoupe. 5- Tirer, fixer les câbles de puissance, de commande, de régulation et de signalisation en respectant les préconisations (boucles, repérages...). 6- Réaliser les raccordements aux différents borniers ou fiches en respectant les schémas électriques. 7- Raccorder les organes du bloc ou de la rampe gaz (souvent précablés avec détrompeur). 8- Vérifier le serrage de toutes les connexions électriques. 9- Nettoyer l’espace de travail. 10- Évacuer les emballages et les déchets.

Avant toute intervention le technicien doit impérativement s’assurer : - de la conformité des ventilations basse et haute de la chaufferie, - de la partie hydraulique de l’équipement de chauffe ( générateur, vannes d’isolement, pompes, contrôleur de débit…), - de la présence des coupures réglementaires du combustible et de l’alimentation électrique, - du bon raccordement phase/neutre. Il devra se référer à la notice technique du constructeur. En cas d’une alimentation électrique triphasée, il est impératif de vérifier le sens de rotation du moteur. la mise en service du brûleur est réalisée par un seul intervenant, avec une extrême rigueur et sans interruption.

Réglage d’un brûleur gaz (exemple)
1- Lire attentivement la notice technique du brûleur. 2- Contrôler les circuits gaz, eau, fumées et l’alimentation électrique ainsi que la présence de ventilations avec remise en ordre si nécessaire. 3- Contrôler l’étanchéité de la rampe gaz (mise sous pression à l’air). Pose d’un manomètre. 4- Contrôler les raccordements électriques chaudière-brûleur-rampe gaz. Vérifier le sens de rotation du brûleur (en cas d’alimentation triphasée) en actionnant brièvement le contacteur. 5- Prérégler la tête de combustion en fonction des données constructeur (accroche flamme, électrodes, sonde de ionisation…). 6- Prérégler le volet d’air, ainsi que le débit gaz : électrovanne principale légèrement ouverte (en fonction des éléments constituant la rampe). 7- Contrôler le cycle de démarrage à blanc. (prébalayage, manostat d’air, allumage des électrodes, ouverture de l’électrovanne petite allure, déclenchement mini-gaz). 8- Positionner les appareillages de contrôle sur le brûleur et la vanne gaz (microampèremètre sur l’ionisation, manomètres sur l’amont et l’aval de la vanne gaz). 9- Préparer et contrôler les appareils d’analyse de fumées.

Réglage d’un brûleur gaz (exemple)
10- Calculer les débits gaz à lire au compteur pour les différentes allures. 11- Purger l’alimentation gaz. 12- Mettre en marche le brûleur. 13- Régler les débits gaz souhaités (ouverture progressive des vannes gaz). 14- Contrôler le courant d’ionisation et dégrossir le réglage du volet d’air. 15- Optimiser la combustion, contrôler le % de CO2 et d’O2 pour les différentes allures. 16- Contrôler l’hygiène de la combustion (diagramme de Biard et valeur du CO). 17- Mesurer la température des fumées. 18- Déterminer les rendements de combustion des différentes allures. 19- Reprendre, si besoin est les débits et les réglages de combustion. 20- Régler les équipements de sécurité, de contrôle et de régulation. 21- Contrôler le fonctionnement des régulations et des sécurités. 22- Rédiger les fiches d’intervention.

Correction de comptage
Le pouvoir calorifique des combustibles gazeux est donné pour des conditions dites « normales » de température (273,15 K) que nous appellerons T0 et de pression absolue (1013 mbar) que nous appellerons P0. Dans la pratique, le gaz combustible sera à une température absolue T1 différente de T0 et à une pression absolue P1 différente de P0. Il y aura donc toujours besoin d’effectuer une « correction de comptage » pour transformer les volumes « lus » au compteur V1 en volumes « normaux » V0 et réciproquement. Pour effectuer la « correction de comptage », qui permettra de transformer V0 exprimé en m3(n) en V1 exprimé en m3 ou réciproquement, il faudra connaître : P1 = P atmosphérique réelle + p relative du gaz au compteur T1 = température absolue du gaz au compteur P0 = 1013 mbar T0 = 273,15 K

La loi des gaz parfaits nous donne la relation : T1 P1 . V1 = T0 P0 . V0 Qui nous permet de calculer : V0 T1 P1 . V1 = . T0 . P0 ou V1 T0 P0 . V0 = . T1 . P1

Si l’on connaît le volume lu au compteur V1 et que l’on cherche le volume normal V0 correspondant on utilisera la formule : V0 V1 . ( P atmosphérique + p gaz ) . 273 = ( temp du gaz ) Si l’on connaît le volume normal V0 et que l’on cherche le volume lu au compteur V1 correspondant on utilisera la formule : V1 V0 . = ( temp du gaz ) ( P atmosphérique + p gaz ) . 273

Exemple : Quel est le volume de gaz devant passer au compteur en une heure pour fournir 440 kW de puissance à une installation ? PCI = 11 kWh/m3(n), temp gaz = 15 °C, p gaz = 300 mbar , Patm= 1000 mbar ( temp du gaz ) V1 V0 . = ( P atmosphérique + p gaz ) . 273 D0 = 440 kW / 11 kWh/m3(n) = 40 m3(n)/h V0 = D0 . t = 40 m3(n)/h . 1 h = 40 m3(n) ( 15 °C ) mbar V1 40 m3(n) . = ( 1000 mbar mbar ) K 32,88 m3 =

Exemple : 1 m3(n) de gaz ne fera plus que 0,92 m3 sous 148 mbar de pression effective. Exemple : 1 m3 de gaz sous 300 mbar de pression effective correspond à 1,229 m3(n). * Ces valeurs sont données pour une pression atmosphérique normale de 1013 hPa.

Calcul du débit gaz Quelque soit le type du brûleur, le calcul du débit gaz se fait à la puissance nominale de la chaudière. Donnée de départ : la puissance utile de la chaudière Exemple : 800 kW Estimation d’un rendement de la chaudière Exemple : 0,9 Température du gaz Exemple : 15°C Pression atmosphérique Exemple : 1013 hPa PCI du gaz Exemple : 10,9 kWh/ m³ (n)

Calcul du débit gaz La puissance calorifique à fournir à la chaudière sera : Pb = Pch / η 800 kW / 0,9 = 888 kW Le débit de gaz à 0°C et 1013mb est de : Pb/ PCI gaz 888 kW /10,9 kWh/m³(n) = 81,46 m³(n) V1 81,46 . = ( ) ( ) . 273 Correction de comptage : Le débit à lire au compteur est de = 66,30 m³/ h

Maintenance des équipements de chauffe
Contrôle de l’ensemble générateur – brûleur gaz Entretien d’un brûleur gaz

Contrôle de l’ensemble générateur – brûleur gaz
Pour réaliser cette opération, le technicien doit impérativement être habilité (BR - B2V) et devra en outre posséder l ’outillage spécifique (caisse à outils, multimètre, coffret de contrôle de combustion…). Les prescriptions techniques des constructeurs doivent être consultées et respectées. Tous les essais doivent se faire en réel, aucun élément électrique ne doit être court-circuité.

Contrôle de l’ensemble générateur – brûleur gaz
1- Prendre connaissance des schémas hydraulique et électrique de l’installation. 2- Contrôler l’ouverture des vannes d’isolement (eau et gaz). 3- Contrôler la pression d’eau dans l’installation. 4- Mettre en service la (les) pompe (s). 5- Vérifier les asservissements (pompe recyclage, contrôleur de débit, contact fin de course vanne papillon, pressostat manque d’eau). 6- Contrôler l’alimentation électrique du brûleur. 7- Vérifier la chaîne de commande thermostatique locale (aquastats) et l’asservissement éventuel à distance (régulateur, GTC …). 8- Tester le fonctionnement du contact de porte foyère. 9- Effectuer un cycle complet de démarrage et de fonctionnement du brûleur. 10- Effectuer un contrôle de combustion, capot monté et porte chaufferie fermée. 11- Contrôler le fonctionnement de l’aquastat de sécurité (touche du ramoneur). 12- Remplir la fiche d ’intervention ou le cahier de chaufferie.

Entretien d’un brûleur gaz
L’entretien consiste à pallier l’usure (électrodes, sonde de ionisation…), le déréglage (électrodes, combustion), l’encrassement (déflecteur, filtre, turbine…) et le desserrage des éléments (connexions, fixations) qui conduiront obligatoirement à un dysfonctionnement se traduisant par une perte de rendement, une panne ou un fonctionnement dangereux ou polluant. La réalisation de cette opération nécessite une caisse à outils traditionnelle et certains outils spécifiques ainsi que des produits de nettoyage et des chiffons.

Entretien d’un brûleur gaz
1- Arrêter le brûleur, fermer l’arrivée du combustible et couper l’alimentation électrique. 2- Démonter le filtre gaz, le nettoyer et le remonter avec précaution. 3- Démonter l’ensemble moteur / turbine, nettoyer la turbine d’air et la volute et remonter. 4- Démonter la tête de combustion. 5- Nettoyer l’accroche flamme, les électrodes et les câbles d’allumage et la sonde de ionisation. 6- Vérifier le positionnement du déflecteur et des électrodes en fonction des préconisations du constructeur (notice technique). 7- Remonter la tête de combustion. 8- Vérifier le serrage des connexions électriques. 9- Vérifier les fixations des différents éléments. 10- Rouvrir la vanne de gaz. 11- Vérifier l’étanchéité de la rampe gaz. 12- Remettre en service l’installation. 13- Effectuer un contrôle de combustion, reprendre les réglages si nécessaire.

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