G : AIDE AU DIMENSIONNEMENT DE CONDUITS DE FUMEE

G: Aide au Dimensionnement de Conduits de Fume

DTU 12/75 (P 51-701) valable uniquement en tirage naturel et pour (Pinst > 75 th/h

2 objectifs:

Dimensionnement des caractristiques dimensionnelles des Chemines (Hauteur, diamtre)

Respect des rgles relatives la pollution et lenvironnement (teneur en SO2 )

1. Donnes Gnrales :

Le document Rgle de Calculs [DTU du 12 / 75] donne :

1) Un processus complet des rgles de dimensionnement des conduits (Couple hauteur/diamtre (chap. II) avec respect des rgles relatives la pollution (chap. III))

2) Certaines relations, indications ou tableaux permettant de saffranchir de calculs souvent longs et parfois rendus impossibles par manque de renseignements de base (excs dair, teneur en souffre des gaz, vitesse minimal des fumes en sortie ).

3) La puissance par gnrateur prise en compte est dfinie sur PCI.

( Dmarche sommaire de Dtermination du couple Hauteur/Diamtre :

Sur les bases des donnes suivantes, connues ou pouvant tre dtermines, le document prcit permet de dterminer, en premier lieu, par emploi de diagrammes, les valeurs que peuvent prendre respectivement la HAUTEUR et le DIAMETRE dune chemine, pour quelle produise sa base une dpression dfinie.

Dbit des fumes vacuer par heure

Temprature de ces fumes lentre de la chemine

Dpression assurer en pied de conduit,

Nature et type de la chemine

Temprature extrieure.

2. Aide la Dtermination :

Les remarques qui suivent peuvent tre utilises pour la dtermination de la hauteur des conduits mais aussi pour le calcul des diamtres de conduits horizontaux ou verticaux dvacuation des fumes.

1) Temprature extrieure:Elle est prise gale :

. 18 C pour les chaudires ne fonctionnant quen HIVER

. 30 C pour les chaudires fonctionnant toute lanne (assurant notamment la production

dECS)

2) Dbit de fume la sortie des chaudires:

Sa dtermination peut se faire selon trois mthodes:

a) Par relations classiques (voir cours de combustion)

b) Suivants donnes du constructeur de chaudires

c) Daprs une relation directe (fournie par le DTU):

Remarques:

Si lexcs dair nest pas connu, on peut retenir les valeurs des dbits de fume suivants:

. Gnrateur fonctionnant au charbon:

qm fumes = 2,2 ( P

. Gnrateur fonctionnant au fioul:

qm fumes = 1,9 ( P

. Gnrateur fonctionnant au gaz:

qm fumes = 1,7 ( P Valeurs dexcs dair moyen fournies par le DTU :

. Charbon:e = 70 %

. Fioul:

e = 45 %

. Gaz:

e = 30 %

Nota:Le dbit total des fumes vacues est gal au dbit de fume de lensemble des gnrateurs

augment de dbits parasites dfinir selon DTU.

3) Temprature lentre de la chemine:

Cette temprature est dfinie par le constructeur ou dfaut suivant le tableau ci-dessous:

Rendement de combustionCombustibleExcs dair en %

5 %15 %30 %45 %60 %

96 %Gaz9588

Fioul10395

94 %Gaz14213211810798

Fioul156142127115105

92 %Gaz190176157143131

Fioul208190170153140

90 %Gaz238220198179164

Fioul260238212191175

88 %Gaz286264236215197

Fioul310286254229209

86 %Gaz332308275250230

Fioul362332297268244

4) Variation de temprature sur le parcours des fumes :

Si les conduits dvacuation sont de dimensions relativement importantes, il y a lieu de tenir compte de la perte de temprature quils engendrent. Le calcul peut se faire suivant 2 mthodes:

a) Suivant les relations classiques

Avec K en [W/m.K] et S: Surface dchange en [m]

Avec k en [W/m.K] et L: Longueur du conduit [m]

b) Suivant les Chutes de temprature approximatives suivantes: (donnes dans DTU) 3 C/ml pour les carneaux tle

1,5 C/ml pour les carneaux maonns

0,8 C/ml pour les carneaux calorifugs

5) Perte de Charge des conduits :

Le calcul des pertes de charge est ralis laide des relations classiques (voir cours de Dynamique des fluides rels). Nanmoins, pour un calcul rapide et pour une vitesse dvacuation des fumes de 4 m/s, on peut retenir les valeurs de pertes de charge suivantes (suivant DTU):

0,5 Pa/ml de carneau de tle

1 Pa/ml de carneau maonn

4 Pa pour chaque confluence

5 Pa pour un coude brusque

1 Pa pour un coude grand rayon

Quelques valeurs de k ou (:

6) Vitesse minimale de sortie des fumes :

La vitesse minimale de sortie des fumes du conduit, doit tre, pour la puissance nominale de la plus petite chaudire dbitant seule dans le conduit, suprieure ou gale la vitesse minimale dmission dfinie ci-dessous:

Type de marche des gnrateursPuissance au brleur [th/h]/PCITeneur en soufre x du combustible

[g/th]/PCI

< 0,100,10 < x < 11 < x < 22 < x

Tout ou RienP < 8000225

P > 8000236

Continu336

ModuleP < 80004699

P > 800046912

Nota:

- Marche Tout ou Rien:

Le gnrateur fonctionne son allure nominale ou ne fonctionne pas

- Marche continue:

La puissance au brleur nest jamais infrieure 66 % de Pnom.

- Marche module:

La puissance au brleur peut tre infrieure 66% de la puissance

nominale.

7) Tirage Thermique / Effet Rsistant :

Le tirage naturel doit assurer une dpression la sortie de la chaudire. Dans le cas ou cette dpression serait trop importante, il sera ncessaire dimplanter un coupe tirage.

71) Tirage Thermique:

Il reprsente la pression motrice rsultant de la diffrence de masse volumique entre lair extrieur et les fumes.

72) Effet Rsistant:

Il reprsente les pertes de charge du conduit dvacuation des fumes.

En gnral:Conduit lisse:

( = 0,02

Conduit ondul:( = 0,05

Conduit maonn:( = 0,07

73) Remarque:

Dans le cas dun foyer pressuris, lair est introduit dans la chaudire par un ventilateur qui doit compenser la dpression en chaufferie (2,5 Pa en absence de vent) ainsi que la perte de charge ct fumes dans le gnrateur.

(P2: Voir Document constructeur chaudire

REFERENTIEL DE LA REGLEMENTATION APPLICABLE AU 24/2/2001

1. Textes lgislatifs et rglementaires

Arrt du 23 juin 1978 relatif aux installations fixes destines au chauffage et l'alimentation en eau chaude sanitaire des btiments d'habitation, de bureaux ou recevant du public

Arrt du 12 aot 1991 modifi portant application de la directive n 90-396 CEE relative aux appareils gaz

Arrt du 9 mai 1994 relatif au rendement des chaudires eau chaude alimentes en combustible liquide ou gazeux et leur marquage.

Arrt du 7 fvrier 2000 abrogeant les arrts du 5 fvrier 1975 relatif aux rendements minimaux des gnrateurs thermiques combustion et du 20 juin 1975 relatif l'quipement et l'exploitation des installations thermiques en vue de rduire la pollution atmosphrique et d'conomiser l'nergie

2. Documents techniques unifis - Rgles d'excution

NF P 51-201 (DTU 24.1) (mars 1976,mai 1993,octobre 1999, octobre 2000) : Travaux de fumisterie

DTU 61.1 : Installations de gaz - Cahier des charges

DTU 61.1 : Installations de gaz - Cahier des clauses spciales

DTU 61.1 : Installations de gaz - Instruction relative aux amnagements gnraux

DTU 65.4 : Chaufferies au gaz et aux hydrocarbures liqufis - Prescriptions techniques

DTU 65.4 : Chaufferies au gaz et aux hydrocarbures liqufis - Spcifications ATG B. 67.1 : Conception, construction et installation des blocs de dtente alimentant une chaufferie

NF P 52-203 (DTU 65.11) : Dispositifs de scurit des installations de chauffage central concernant le btiment - Cahier des charges

3. Rgles de calcul

DTU P 51-701 (dcembre 1975) : Rgles et processus de calcul des chemines fonctionnant en tirage naturel et annexes

4. Recommandations

Recueil de recommandations pour les installations de chauffage central eau chaude - Conception, ralisation, mise en service, entretien (mars 1999) (Cahiers du CSTB 3114)

5. Normes

NF D 30-001(septembre 1984) : Chaudires de chauffage central eau chaude - Rendement conventionnel d'exploitation - Mesure des caractristiques des chaudires

NF D 30-002 (novembre 1989) : Chauffage - Gaz - Combustibles liquides, combustibles solides - Chaudires de chauffage central eau chaude - Rendement conventionnel d'exploitation - Dtermination des paramtres de performance

D 30-004 (novembre 1991) : Chaudires de chauffage central eau chaude de puissance utile comprise entre 70 kW et 3500 kW - Dtermination des paramtres ncessaires l'application de la rglementation thermique

NF EN 1775 (P 45-200) (aot 1998) : Alimentation en gaz - Tuyauterie de gaz pour les btiments - Pression maximale de service infrieure ou gale 5 bar - Recommandations fonctionnelles

NF EN 1443 (P51-001) (octobre 1999) : Conduits de fume - Exigences gnrales

NF P 52-001(mai 1975): Soupapes de sret pour installations de chauffage - Spcifications techniques gnrales

Avec:qm fumes:[kg/h]

e:% excs dair

P:Puissance au brleur[th/h]/PCI

En fonction du rendement, du combustible et de lexcs dair, on obtient lcart de temprature entre les fumes sortie chaudire et la temprature extrieur.

Exemple:

Si (c = 94 % pour du gaz avec 15 % dexcs dair, on obtient, pour une chaufferie fonctionnant toute lanne:

(fumes = (132 30)

(fumes = 102 C lentre de la chemine.

(o

(L

(i

L

(

(PEC

(P1 = 2,5 Pa

(P2

Effet rsistant total:

(P = (PER + (P2 + (P1

Bilan:

(PTT > (P

_1032445264.unknown

_1032449903.unknown

_1032450048.unknown

_1032445520.unknown

_1032442004.unknown