Chaudières de chauffage au fioul : structure, types, aperçu des modèles populaires

Des chaudières de chauffage au fioul performantes et économiques permettent d'atteindre une autonomie totale vis-à-vis du réseau centralisé de gaz. En envisageant l'installation d'un appareil, il est nécessaire de comprendre sa structure, son principe de fonctionnement et ses caractéristiques d'exploitation.

Le choix d'une chaudière doit reposer sur une évaluation comparative des caractéristiques et fonctionnalités des différents modèles. Un facteur important est la réputation du fabricant.

Dans cet article, nous parlerons des variétés de modèles de chaudières de chauffage au fioul, de leurs avantages et inconvénients, et nous examinerons également quelques appareils populaires de marques connues.

Avantages et inconvénients des chaudières au fioul

Les chaudières au fioul, malgré leur capacité à chauffer efficacement un bâtiment et leur perfection technique, ne sont pas aussi courantes que les générateurs de chaleur au gaz ou à combustible solide.

Les équipements fonctionnant au gazole ou à l'huile de vidange sont très populaires dans les pays d'Europe occidentale.

Parmi les avantages significatifs d'une chaudière de chauffage au fioul, on compte :

1. Haute efficacité de fonctionnement. Le rendement de la plupart des modèles atteint 95%. Le combustible est consommé pratiquement sans pertes.
2. Grande puissance. La performance des appareils permet de chauffer aussi bien des habitations compactes que de vastes ateliers de production.
3. Haut niveau d'automatisation. La chaudière fonctionne pendant une longue période sans intervention humaine.
4. Autonomie par rapport aux sources d'énergie. À l'exception de l'électricité. Si nécessaire, on peut utiliser un générateur.
5. Possibilité de passer au gaz combustible.

Il existe également des avantages supplémentaires pour ce type d'équipement. L'installation de la chaudière ne nécessite pas d'approbation ni d'obtention d'autorisation. De plus, l'absence de conduite de gaz facilite considérablement les travaux d'installation.

Difficultés d'installation et d'exploitation d'une chaudière à combustible liquide :

1. Coûts élevés d'achat du carburant. En cas d'utilisation intensive de l'équipement, la consommation annuelle de carburant peut atteindre plusieurs tonnes.
2. Un bâtiment séparé est construit pour le stockage du carburant. En variante, un entrepôt avec des réservoirs en plastique opaque ou en acier est installé dans le sol. Une condition importante : la protection contre les rayons du soleil.
3. L'appareil doit être placé dans une pièce séparée avec une bonne ventilation et une hotte puissante.
4. Si la chaufferie diesel est située à proximité immédiate de la maison, une isolation phonique supplémentaire sera nécessaire – le brûleur émet du bruit pendant son fonctionnement.

Lors de l'aménagement de stockages de carburant souterrains, il faut tenir compte des caractéristiques hydrogéologiques du site.

De nombreux modèles sont dotés d'un réglage climatique de la chaudière – la mise en place d'un régime de température confortable dans la maison en tenant compte de la température extérieure.

Structure et principe de fonctionnement de la chaudière

Les appareils à combustible liquide fonctionnent selon le même principe que les appareils à gaz. La principale différence réside dans l'utilisation d'un brûleur à ventilateur (injecteur). Le type d'appareil détermine en grande partie l'efficacité et la rentabilité de la chaudière.

Nos concitoyens considèrent l'installation d'un appareil à combustible liquide comme un mode de chauffage alternatif en l'absence de réseau de gaz centralisé.

Principaux composants de fonctionnement du générateur de chaleur

Éléments constitutifs de la chaudière à combustible liquide :

• le brûleur ;
• chambre de combustion ;
• échangeur de chaleur ;
• conduit de fumée ;
• le blc de commande ;
• corps.

L'installation de chauffage à combustible liquide est équipée d'une canalisation avec une pompe assurant l'alimentation en combustible et d'un réservoir de stockage du carburant.

Pour améliorer la productivité et l'efficacité de l'appareil, les fabricants perfectionnent les modèles en ajoutant différentes plaques d'échange thermique et tubes de fumée.

Brûleur de l'unité de chauffage

Module principal de l'installation, responsable de la préparation du mélange air-combustible et le transmettant en quantité nécessaire au fonctionnement du générateur de chaleur.

Le brûleur à combustible liquide est de type à ventilateur. L'alimentation et l'injection du carburant dans la chambre de combustion se font sous pression – une insufflation d'air forcée est effectuée.

Équipement standard du brûleur pour chaudière à combustible liquide :

1. Transformateur d'allumage. Il génère une étincelle qui enflamme le combustible.
2. Unité de commande. Elle détermine les phases de démarrage, assure le contrôle et l'arrêt du brûleur. La connexion d'une cellule photoélectrique, d'un transformateur d'allumage et d'un capteur d'arrêt d'urgence est prévue.
3. Électrovanne. Elle régule l'alimentation en carburant dans la chambre de combustion.
4. Régulateur d'air avec filtre. Ce dispositif normalise l'admission d'air, empêchant l'entrée de particules solides.
5. Préchauffeur. Il modifie l'état du combustible en réduisant sa viscosité. Plus le carburant est liquide à l'entrée de la buse, plus sa consommation est économique.
6. Tuyau de trop-plein de carburant. Il est raccordé au réservoir où le carburant est chauffé.
7. Tube de flamme. L'énergie thermique est transmise via la canalisation jusqu'au point de chauffage du fluide caloporteur, qui circule ensuite dans le système de chauffage.

Le brûleur peut être intégré d'origine à la chaudière sans possibilité d'augmenter la puissance de l'unité. Les modules suspendus permettent de modifier l'équipement.

Le réglage du brûleur suspendu est effectué par un technicien à domicile. L'avantage d'un module intégré en usine – une mise en service rapide de l'installation de chaudière.

Chambre de combustion de la chaudière

Il s'agit essentiellement d'un récipient résistant à la chaleur avec une entrée et une sortie. En général, il a une section circulaire ou rectangulaire.

Échangeur de chaleur de l'appareil

La transmission de l'énergie thermique au fluide caloporteur s'effectue à travers les parois de l'échangeur. Dans les modèles modernes, le revêtement de cet élément est conçu selon le principe d'un radiateur – ce qui permet d'utiliser au maximum l'énergie thermique obtenue lors de la combustion.

Sur la section avant de l'échangeur de chaleur sont fixés le brûleur et la porte. Le nombre de sections et la surface de couverture de l'échangeur de chaleur déterminent la puissance de la chaudière.

Conduit de fumée pour l'appareil au fioul

L'air est aspiré depuis l'extérieur ou depuis la chaufferie, dont vous pouvez apprendre à bien l'aménager dans ce document.

Lorsque l'air est fourni de l'extérieur, il est amené via un conduit coaxial ou par un canal séparé. Pour améliorer l'efficacité, les conduits de fumée sont équipés de plaques en acier – les gaz d'échappement créent des flux turbulents qui réduisent leur vitesse. Le tirage est ainsi maintenu.

Unité de commande de l'appareil

L'automatisme est conçu pour maintenir la température définie. Les fonctions auxiliaires réduisent le coût d'exploitation de la chaudière. D'un point de vue technique, les blocs les plus avancés sont ceux qui dépendent des conditions météorologiques, qui modifient la température de chauffage du fluide caloporteur en fonction des relevés des capteurs extérieurs.

Le principe de fonctionnement de l'appareil thermique repose sur la préparation d'un mélange de combustible et d'air, puis sa pulvérisation dans la chambre de combustion.

Corps de la chaudière de chauffage

Tous les éléments du système sont enfermés dans un corps isolant thermique solide. Cette « enveloppe » réduit les pertes de chaleur et améliore l'efficacité de la chaudière.

À l'extérieur, le corps est recouvert d'une couche de film isolant thermique qui reste froide lorsqu'elle est chauffée et protège l'opérateur des brûlures.

Comment se produit le chauffage de la pièce ?

L'ensemble du processus de génération de chaleur dans la chaudière au fioul et de transfert de l'énergie thermique aux radiateurs de chauffage peut être divisé en plusieurs étapes.

Étape 1. Le gasoil ou un autre combustible est versé dans le réservoir de stockage. La pompe à carburant envoie le liquide vers le brûleur – une pression est créée dans la canalisation. Simultanément, la pompe à carburant détermine à l'aide de capteurs la qualité du combustible et son taux de gélification.

Étape 2. Le gazole entre dans la chambre de préparation. Ici, le combustible est mélangé avec de l'air, chauffé et la mixture est fluidifiée.

Étape 3. Le mélange air-carburant est acheminé vers la buse. Sous l'action du ventilateur, le mélange est pulvérisé et le brouillard de carburant s'enflamme dans la chambre de combustion.

Étape 4. Les parois de la chambre chauffent. Cela provoque le chauffage de l'échangeur de chaleur et du fluide caloporteur. Ce dernier entre et circule dans le système de chauffage.

Étape 5. Lors de la combustion du combustible, des gaz se forment qui sont évacués par le conduit de fumée. En s'échappant vers l'extérieur, la fumée traverse une série de plaques d'échange thermique et cède également sa chaleur.

La combustion du combustible produit de la suie. Pour maintenir le rendement de la chaudière à un niveau adéquat, les parois de la chambre de combustion doivent être nettoyées périodiquement.

Variétés de modèles au fioul

Toutes les chaudières à combustible liquide peuvent être classées selon les critères suivants : le domaine d'application, la fonctionnalité, le type de régulation, le matériau de fabrication, le type de combustible utilisé et le mode d'installation.

Par domaine d'application

L'indicateur principal qui détermine l'appartenance d'une installation de chaudière à un type est la puissance. Les modèles domestiques sont produits avec une puissance de 6 à 230 kW. Cela suffit pour chauffer de petites maisons d'une superficie de 50 m² et de grands chalets de campagne de 2200 m².

L'indicateur de performance détermine la consommation de combustible dans une chaudière à combustible liquide – pour produire 10 kW de chaleur, il faut environ 1 kg de gazole par heure. Les appareils domestiques sont conçus pour une pression de service maximale admissible de 4 à 6 bars.

La puissance des chaudières industrielles à combustible liquide varie de 500 à 12 000 kW. Les modèles surpuissants chauffent des bâtiments d'une superficie de plus de 15 000 m². La gestion des unités de chauffage industrielles est entièrement automatisée.

Les équipements de chaudières industrielles sont divisés en chaudières à eau chaude et chaudières à vapeur. Les premières chauffent l'eau sous pression, tandis que les secondes génèrent de la vapeur surchauffée ou saturée.

Les générateurs de chaleur de haute puissance sont utilisés dans les chaufferies bloc-modulaires – des stations autonomes de production de vapeur et de chaleur. Les générateurs de vapeur sont demandés dans l'industrie alimentaire, l'ameublement, la transformation du bois, l'extraction pétrolière et la production d'aliments composés.

Par fonctionnalité

Les chaudières monotube sont destinées exclusivement au chauffage des pièces. Elles sont raccordées à des radiateurs, et le fluide caloporteur circule dans un système de chauffage fermé. Un tel appareil ne chauffe pas l'eau pour la consommation domestique – il faut y pourvoir séparément en installant un chauffe-eau.

Les modèles à double circuit sont plus fonctionnels. Les chaudières assurent le chauffage de la maison et l'alimentation en eau chaude à différents points de puisage (douche, lavabo, etc.). La conception de l'équipement comprend un échangeur de chaleur supplémentaire pour fournir l'eau chaude sanitaire.

Les chaudières à double circuit sont équipées d'un chauffe-eau instantané ou d'un ballon d'eau chaude. Lors de l'utilisation d'un chauffe-eau instantané, l'eau sera plus froide qu'avec un ballon de stockage intégré.

Par mode de régulation

Le mode de fonctionnement de la chaudière est déterminé par le type de brûleur installé.

Selon le type de régulation, tous les appareils sont divisés en plusieurs groupes :

• mono-étagés ;
• bi et tri-étagés ;
• modulants.

Les modules mono-étagés fonctionnent selon le principe de l'allumage et de l'extinction alternés. Après avoir chauffé le fluide caloporteur à une certaine température, la flamme s'éteint, et après refroidissement, le brûleur se rallume. Ces brûleurs sont peu efficaces – ils entraînent une surconsommation de combustible.

Les brûleurs mono-régime sont installés sur des chaudières d'une puissance maximale de 200 kW. Les grandes entreprises abandonnent progressivement leur utilisation.

Les brûleurs à deux et trois étages fonctionnent selon les modes suivants :

1. Les modules à deux étages fonctionnent à 30 et 100 % de puissance. Après avoir atteint la température maximale de l'eau, le brûleur passe en mode de performance réduite. Cela permet de réduire la consommation de combustible de 5 à 10 %.
2. Les modules à trois étages fonctionnent à 30-60-100 % de puissance. On obtient une économie et une haute efficacité thermique de l'appareil.

Les brûleurs modulants – le processus de combustion du combustible est régulé automatiquement. L'intensité de la flamme est influencée par : la température à l'intérieur et à l'extérieur du bâtiment, la qualité du combustible et le mode réglé. La plage de variation de puissance est de 10 à 100 % de la performance.

L'automatisme microprocesseur détermine la composition du mélange air-carburant, la vitesse optimale d'alimentation en combustible des injecteurs et la pression.

Les chaudières de cinquième génération sont équipées de brûleurs modulants. Par rapport aux dispositifs à deux et trois étages, ils sont plus économiques de 15 %.

Par type de matériau

Les fabricants équipent les appareils de chauffage d'échangeurs de chaleur en fonte ou en acier. Le matériau de fabrication influence l'efficacité et la longévité de la chaudière.

Les modèles en fonte se distinguent par une longue durée de vie – plus de 30 ans. Cependant, ils sont assez « capricieux » et peuvent se fissurer en cas de différence de température critique entre le retour et la sortie. La différence de température de l'eau à l'entrée et à la sortie ne doit pas dépasser 20 °C.

Si la chaudière est utilisée périodiquement, par exemple lors de visites à la maison de campagne, il est préférable de choisir un modèle avec un échangeur de chaleur en acier. L'acier réfractaire est moins durable, mais résiste bien aux variations de température.

Une chaudière avec un échangeur de chaleur en acier coûte moins cher qu'un modèle équivalent avec un module en fonte. Les modèles en acier sont présents dans la gamme de produits des sociétés Kiturami et Viessmann.

Par type de combustible

Comme matériau combustible dans les chaudières à combustible liquide, on utilise le plus souvent du diesel (gazole) ou de l'huile usagée. Extérieurement, les installations diesel ne se distinguent pas de leurs homologues fonctionnant à l'huile usagée. La principale différence réside dans la composante technique.

Pour le fonctionnement de la chaudière, on utilise du gazole propre et certifié. Lors de la combustion du carburant, la production de cendres est minimale. Cela permet d'utiliser dans la conception un foyer et des tubes de fumée de plus petit diamètre.

La combustion de l'huile usagée produit un dégagement abondant de cendres. Dans les chaudières à huile usagée, il n'y a pas de turbulateur à l'intérieur des tubes de fumée, et tous les dépôts s'accumulent dans une chambre de collecte des fumées spéciale. Nous vous recommandons également de lire notre autre article, où le pouvoir calorifique de différents types de combustible est examiné en détail.

Dans les appareils fonctionnant à l'huile usagée, on utilise des huiles de transmission et des huiles moteur provenant de véhicules. Il est judicieux d'installer ce type de chaudières dans les stations-service, les bases de matériel agricole et les entreprises automobiles.

Selon le mode d’installation

Selon le mode d'installation, on distingue les modèles muraux et au sol. Les chaudières murales sont compactes et faciles à installer, mais peu productives. Leur puissance suffit pour chauffer une pièce dont la superficie ne dépasse pas 300 m².

Les chaudières au sol à combustible liquide sont plus encombrantes et plus productives. Elles incluent tous les appareils industriels et les modèles domestiques de grande puissance.

Aperçu des modèles des principales entreprises

Les chaudières à combustible liquide des fabricants étrangers occupent une place de choix sur le marché des équipements de chauffage : ACV, EnergyLogyc, Buderos Logano, Saturn, Ferolli et Viessmann. Parmi les entreprises nationales, Lotus et TEP-holding ont fait leurs preuves.

Chaudières universelles ACV Delta Pro

La société belge ACV commercialise les modèles de la gamme Delta Pro S – des chaudières à double service avec ballon intégré. La puissance des appareils de chauffage est comprise entre 25 et 56 kW.

Les chaudières Delta Pro S sont fournies avec un brûleur au choix de l'acheteur – soit le modèle BMV1 pour le combustible liquide, soit le BG2000 pour le propane et le gaz naturel.

Caractéristiques techniques et opérationnelles :

• matériau de l'échangeur de chaleur – acier ;
• isolation en polyuréthane du corps ;
• fonctionnement au gazole ou au gaz ;
• panneau de commande avec thermomètre et thermostat de réglage.

La chaudière à combustible liquide s'adapte à la saison – un commutateur « hiver/été » est prévu.

Le rendement des chaudières Delta Pro S est de 92,8 %. Le temps de chauffage de l'eau pour le système d'eau chaude sanitaire dépend de la puissance de l'installation et varie de 16 à 32 minutes.

Appareils EnergyLogyc – automatisation intelligente

Les chaudières à huile usagée de la société américaine EnergyLogyc se distinguent des modèles similaires par leurs processus automatisés de réglage du brûleur et de combustion du combustible.

Comme combustible, on utilise de l'huile usagée, du gazole, de l'huile végétale ou du kérosène.

Dans cet appareil, la taille du foyer et la section des tubes de fumée ont été augmentées – cela permet d'utiliser efficacement les huiles usagées et réduit la fréquence des travaux de nettoyage de la chaudière.

Les appareils à combustible liquide EnergyLogyc sont disponibles en trois versions :

• EL-208V – puissance 58,3 kW, consommation de carburant – 5,3 l/h,
• EL-375V – puissance 109 kW, consommation de carburant – 10,2 l/h ;
• EL-500V – puissance thermique – 146 kW, consommation de combustible – 13,6 l/h.

La température maximale du fluide caloporteur dans ces modèles est de 110 °C, la pression de service est de 2 bar.

La chaudière EL-208V convient au chauffage de locaux de différents types : chalets, serres, garages, ateliers de production, entrepôts, maisons individuelles et bureaux.

Buderos Logano – qualité allemande

La société Buderos (Allemagne) fabrique des chaudières diesel, des injecteurs, des brûleurs et d'autres équipements nécessaires au fonctionnement du système de chauffage. La plage de puissance des appareils est de 25 à 1200 kW.

Le rendement des chaudières à combustible liquide Buderos est de 92 à 96 %. L'équipement fonctionne en mode entièrement automatique, le combustible est le gazole. L'échangeur de chaleur est en fonte grise ou en acier.

Les chaudières Buderos Logano sont produites en deux séries :

• Buderos Logano catégorie « G » – destinées à un usage privé, leur puissance est de 25 à 95 kW ;
• Buderos Logano catégorie « S » – équipement à usage industriel.

Ces appareils se distinguent par leur design aérodynamique, leur système de commande pratique et leur silencieux intégré.

Les chaudières domestiques Buderos Logano sont livrées avec des brûleurs intégrés et réglés pour le gazole. L'appareil peut être complété par un groupe de pompage, un système de sécurité et un vase d'expansion.

Chaudières de la société coréenne Kiturami

Les chaudières au sol à double circuit Kiturami de la série Turbo sont destinées à un usage domestique. La puissance des appareils est de 9 à 35 kW.

Caractéristiques distinctives du modèle :

• assure le chauffage et l'eau chaude sanitaire de locaux jusqu'à 300 m² ;
• l'échangeur de chaleur de la chaudière est en acier fortement allié ;
• l'échangeur de chaleur supplémentaire pour l'eau chaude sanitaire est composé à 99 % de cuivre, ce qui augmente l'efficacité du chauffage ;
• l'antigel et l'eau conviennent comme fluide caloporteur.

La particularité des modèles Turbo est la présence d'un brûleur turbo-cyclone. Il fonctionne sur le principe d'un moteur turbocompressé de voiture.

Dans une plaque métallique spéciale, une combustion secondaire se produit grâce à la température élevée. Cela permet une consommation de carburant économique et réduit les émissions de substances nocives dans l'atmosphère.

Le fonctionnement de Kiturami Turbo est possible dans les modes : « Douche », « Sommeil », « Présence », « Fonctionnement/Vérification » et « Minuterie ». Le panneau de contrôle est situé sur la face avant du boîtier.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La visualisation de vidéos vous aidera à comprendre la structure et le principe de fonctionnement des appareils de chauffage au fioul.

Comparaison entre une chaudière diesel et un appareil fonctionnant à l'huile usagée :

Les règles de choix d'un équipement de chauffage au fioul seront abordées dans la vidéo suivante :

Les chaudières au fioul se distinguent par un haut niveau d'automatisation. Le chauffage à base d'appareils diesel permet d'atteindre l'autonomie, et l'absence de cadres stricts en matière de documentation les rend attrayants. Cependant, un certain nombre d'inconvénients majeurs liés à l'entretien de l'installation de la chaufferie freine la demande pour les appareils diesel.

Si vous êtes préoccupé par le choix d'une chaudière au fioul, veuillez laisser vos questions dans le bloc ci-dessous. Vous pouvez également y écrire des conseils utiles sur le sujet de l'article ou partager votre expérience d'utilisation d'un tel équipement de chauffage.