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Cours de base fioul
Folio 1.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Fonction du brûleur dans un système de production de chaleur
Rôle du brûleur :produire de la chaleur par combustiondu combustible et de l'air
Brûleur Foyer Chaudière àeau chaude
Fioul
Air
Folio 1.2
Cours de base fioul
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Qualités demandées à un système de chauffe
100%
6%
Rendement élevé
1% 93%
Respect de l'environement
H20NO
COC Hx y
CO2
SO2
N2
C
O2
NO2
0
1
2
5
6
7
Rußzahl-Vergleichsskala 177TÜV–12–RgG–018Nachdruck auch auszugsweise Verboten
Cours de base gaz
Folio 1.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Influence des débits de fioul et d'air
Combustion Fumées
RendementEcologie sécurité
Débit fioul(Puissance chaud.) ➀
Le réglage du fioul et de l'air conditionnele rendement, la protection del'environement et préserve la sécurité.
Air
➁
Cours de base fioul
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Gicleur fioul
Folio 1.4
Steinen60°H
0.50
60°
Cône plein
Cône creux
Alimentation fioul
Mélange du fioul et de l'air
OxygèneO2
Gazrare
AzoteN2
Hydro-carbure
CxHy
SoufreS
Fioul
Cours de base fioul
Folio 2.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Cours de base fioul
Folio 2.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Combustion parfaite
a) Carbone + Oxygène = Dioxyde de carbone + Chaleurb) Hydrogène + Oxygène = Vapeur d'eau + Chaleurc) Soufre + Oxygène = Dioxyde de souffre + Chaleur
a) C + O2 = CO2 + Chaleur
b) 2 H2 + O2 = 2 H2O + Chaleur
C CO
O
O
OOO
O
O
H
H
H
H
H
H
H
H
+
+
c) S + O2 = SO2 + Chaleur
S SO
O O
O+
Cours de base fioul
Folio 2.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Combustion en défaut d'air
Carbone + Oxygène = Monoxyde de carbone
2C + O2 = 2CO
+ =C CO
O
C
C
O
O
Carbone + Oxygène = Carbone Dioxyde de carbone
2C + O2 = C CO2
+ =C CO
OC C
O
O
(Suie !)
Combustion
Inconvénients lors d'un manque d'airDanger d'explosion !Monoxyde de carbone toxique !Faible dégagement de chaleur !
Cours de base fioul
Folio 2.4
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Influence d'une couche de suie sur le rendement d'une chaudière
0
40
80
120
160
200
0
2
4
6
8
10
12
14
0 1,0 2,0 3,0 4,0
Augm
enta
tion
de la
tem
péra
ture
des
fum
ées
[°C
]
Chu
te d
e re
ndem
ent [
%]
Epaisseur de la suie [mm]
Folio 2.5
Cours de base fioul
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Combustion avec excès d'air
Air
Température d l'air Pression de l'air
Pressionfoyer
Tirage cheminéeEncrassement turbine
Air
Afin d'éviter le manque d'air par influence extérieure,la combustion est réalisée avec un excès d'air.
Excès d'air = surplus d'air Pertes de chaleur
Fioul
Excès d'air+15…20%
Fioul
Folio 2.6
Cours de base fioul
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Excès d'airCombustion avec 15 % d'excès d'air Combustion avec 50 % d'excès d'air
Oxygène résiduel : 3%Teneur en dioxyde de carbone : 13,1%Perte de chaleur : faible
Fioul Air+15 %
+
Fumées
CO2O2
Oxygène résiduel : 7,4%Teneur en dioxyde de carbone : 10%Perte de chaleur : élevée
Fioul Air+ 50 %
+
Fumées
O2 CO2
Folio 2.7
Cours de base fioul
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Corrélation entre teneur en suie et O2
1. Conditions optimalespour la combustion
2. Bonne corélationbrûleur / chaudière
3. Mauvaises conditionspour la combustion
Mes
ure
:
Mes
ure
:
Mes
ure
:
Rég
lage
Rég
lage
Rem
ède
O2
Suie
0 2 4 6 [%] O2
Suie
0 2 4 6 [%] O2
Suie
0 2 4 6 [%]
Contrôle de
l'installation
O20%
Suie = 0 O2
1,1%Suie < 1
O22%
Suie > 1
3
1
2
3
1
2
3
1
2
O23%
Suie << 1O2
3,8% Suie < 1
Cours de base gaz
Folio 2.8
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Rendement de combustion
Rendement :92,3%
7,7%Rendement :90%
10%
1. Réglagede l'airpar le technicien
2. Modificationdu réglage(moinsd'excès d'air)
3. Nouvelle modificationde réglage(encore moinsd'excès d'air)
Messure : Mesure : Mesure :
Rendement :93,6%
6,4%
Teneur en dioxyde de carbone / Oxygène résiduel faible
Rendement élevé
Fourniture d'énergie élevée
CO27,8%
O210,3% CO2
10.4%O28%
CO213% O2
3,2%
Folio 2.9
Cours de base gaz
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Température de fumées et rendement
90,2% 9,8%89,4% 10,6%93,6% 6,4%94,5% 5,5%
Excès d'air
Températuredes fuméestA - tL
Rendement
CO213%
O23,2%
O23,2%
O21,8%
CO213%
CO214%
250
200
150
100
tA - tL = 120 K
250
200
150
100
tA - tL = 140 K
250
200
150
100
tA - tL = 230 K
250
200
150
100
tA - tL = 230 K
CO213%
O23,2%
Folio 2.10
Cours de base gaz
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Réglage de l'air et indice de suieConditions de combustion : Conditions de réglage de l'air par le technicienRendement élevé = Teneur en CO2 élevé Moins d'excès d'air = Rendement élevé
resp. teneur en O2 faible Plus d'excès d'air = Ecologie (pas de suie)Respect de l'environ. = Indice de suie faible
94,2% 5,8%94% 6%93,6% 6,4%90% 10%
Rendement
Remarques Mauvaisrendement
Réglages améliorés,rendement suppérieur,
pas de suie
Excès d'air tropfaible
Trop de suie
Indice de suie0 1 2
CO27,8%
O210,3%
O23,2%
O21,8%
O20,5%
CO213%
CO214%
CO215%
0 1 2 0 1 2 2 3 4
Cours de base fioul
Folio 3.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Puissancenominaleen Kilowatt
Valeurs limites selon 1.BImSchV
Puissancenominale en kW
Sup. 4 – 25Sup. 25 – 50Sup. 50
Construitesjusqu'au
31.12.1982151413
Construitesjusqu'au
30.09.1988141312
Construites à partirdu 01.10.1988
03.10.19901)
121110
à partir du01.01.1998
1110
9
Valeurs limites de pertes par les fumées en %pour installation fioul gaz
NOUVEAU
Période
> 4 – 25> 25 – 50> 50 –100> 100
Jusqu'à 10%1.11.20041.11.20041.11.20041.11.2004
11%1.11.20041.11.20041.11.20021.11.2002
12%1.11.20041.11.20021.11.20011.11.1999
13%1.11.20021.11.20011.11.20011.11.1999
sup. 13%1.11.20011.11.20011.11.20011.11.1999
Selon les pertes par les fumées
Date à partir de laquelle les valeurs limites doiventêtre respectées pour les installations existantes.
NOx (calculés en NO 2) CO1.BImSchV (à partir 01.01.1998) mg/kWh mg/m3 ppm mg/kWh mg/m3 ppm(Attestation du fabricant) 3% O2 3% O2 3% O2 3% O2
Installation FOD jusqu'à 120 kW 120 116 56 – – –> 120 kW jusqu'à 10 MW Selon l'évolution de la technique
Indice de suie : < 1 Imbrulés : aucuns1)dans les nouveaux Etats fédéraux
Cours de base fioul
Folio 3.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Valeurs limites d'émissions pour la République Fédérale d'Allemagne
En fonction de la technique – Résultats Weishaupt
1.BImSchV NOx (Convertis en NO2) CO Smoke
Période 08/2001 mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3
3% O2 3% O2 3% O2 3% O2
F.O.D. Q F > 0,12…10 MW En fonction de la technique – – – 1Gaz nat. Q F > 0,12…10 MW En fonction de la technique Réglementation KÜO´s et ZIV
DIN EN 267 NOx (Convertis en NO2) CO Smoke
Période 11/1999 mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3
3% O2 3% O2 3% O2 3% O2
F.O.D NOX-Classe 1 250 118 244 110 86 107jusqu'à 100 kg/h NOX-Classe 2 185 88 180 110 86 107
NOX-Classe 3 120 57 117 80 62 78
DIN EN 676 NOx (Convertis en NO2) CO Smoke
Projet 2002 mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3
3% O2 3% O2 3% O2 3% O2
2. Famille de gaz NOX-Classe 1 170 83 170 – – –(Gaz Nat) NO X-Classe 2 120 58 120 – – –
NO X-Classe 3 80 39 80 – – –
3. Famille de gaz NOX-Classe 1 230 112 229 – – –(GPL) NO X-Classe 2 180 87 179 – – –
NO X-Classe 3 140 68 140 – – –
Cours de base fioul
Folio 3.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
1.BImSchV - Installations à déclaration obligatoire
Version 08/2001 NOx (convertis en NO2) CO Smoke
QF 10…20 MW mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3
Puissance par foyer 3% O2 3% O2 3% O2 3% O2
F.O.D. TB: < 110°C 184 87 180 82 64 80 1TB: 110…210°C 205 97 200 82 64 80 1TB: > 210°C 256 122 250 82 64 80 1
Gaz naturel TB: < 110°C 100 49 100 80 64 80 –TB: 110…210°C 110 53 110 80 64 80 –TB: > 210°C 150 73 150 80 64 80 –
G.P.L. TB: –––– 200 97 200 80 64 80 –
• Les valeurs limites d'émissions se rapportent à une teneur en azote de 140mg/kg dans le f.o.d.
• Pour les brûleurs mixtes fonctionnant au fioul dom. à une puissance maxi de 300h/ala valeur NOx correspond à 250 mg/m3.
• Pour le fioul dommestique, mesurer et enregistrer les valeur en continue (Smoke 1)
• Aucune valeur limite pour les pertes par fumées
Valable pour toutes les installations non homologué
Non valable pour les installations
• qui ne possèdent aucun systèmepour les pertes de fumées(ex. : Source de chauffage infrarouge)
• qui sèches grâce à un contact direct du matériel avec les fumées chaudes
• qui ne sont pas exploitées plus de 3 mois au même endroit
T B = Valeur de réglage du thermostat limiteur
Cours de base gaz
Folio 3.4
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
1. BImSchV – Mesure
• Trois mesures individuelles si possibleà faible, moyenne et pleine charge.Le résultat de chaque mesure est à indiquer en une demi-heure .
• Les valeurs limites d'émissions doivent êtrerespectées lorsqu'aucun résultat dépasse lamesure des valeurs limites d'émissions.
• Les valeurs de CO et NOx doivent être contrôléesentre 3 et 6 mois après la mise en service.Ensuite, elle doivent être contrôlées tous les 3 ans.
• Mesures transitoires : Les installations dont la fondation a été construite avant la date d'entrée en vigueur de cet article doivent au plus tard le 30.10.2004, respecter les exigences dimentionnelles.
• Personnes compétentes : ramoneur.Transmission des mesure à L'organisme de contrôle homologué.Ex. : Inspection de l'Industrie, du travail, TÜV, ...
Cours de base gaz
Folio 3.5
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
4. BImSchV (TA-Air) – Installations soumises à une autorisation
Version 10/2002 NO x (convertis en NO2 ) CO Smoke
∑ (QF) 20…50 MW mg/kWh ppm mg/m3 mg/kWh ppm mg/m3
Puissance totale de l'installation 3% O2 3% O2 3% O2 3% O2
F.O.D. TB: < 110°C 184 87 180 82 64 80 1TB: 110…210°C 205 97 200 82 64 80 1TB: > 210°C 256 122 250 82 64 80 1
Gaz naturel TB: < 110°C 100 49 100 50 40 50* –TB: 110…210°C 110 53 110 50 40 50 –TB: > 210°C 150 73 150 50 40 50 –
G.P.L. TB: –––– 200 97 200 80 40 80 –*) Gaz de distribution publique, gaz naturel 80 mg/m3
• Les valeurs limites d'émissions se rapportent àune teneur en azote de 140 mg/kg dans le f.o.d.
• Les valeurs de mesures doivent être calculées sur les conditions de référence de 10g/kg d'air humide et de 20°C de température d'air comburant.(Le calcul de correction est uniquement valablepour le fioul domestique et le gaz naturel)
• Pour le f.o.d. le smoke* et le CO doivent être déterminés continuellement(*Foyer unique ≥ 10 MW à ∑ ≥ 20 MW).
• Aucune valeur limites pour les pertes par fumées
Valable pour les installationspour production de :
• Courant• Vapeur• Eau chaude• Process• Fumées échauffées
Cours de base fioul
Folio 3.6
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
4. BImSchV – Mesure
• La demi-heure doit êtreutilisée comme unité de mesure à faible, demi et pleine charge.
• Les valeurs limites d'émissions doivent être respectées lorsque le résultat de chaque mesure individuelle y compris la mesure de sécurité nedépasse pas les exigences.
• La méthode de mesure dépend de la techniquelimite décelable de la méthode de mesure< 1/10 de la limite d'émissionpour Gaz : 10 mg/m3 n, Fioul : 12 mg/m3
n
• Les anciennes installations doivent respecterles exigences de limitation pour la poussière etl'oxyde de soufre suite au changement de fioul(excepté le fioul domestique) au plus tard 8 ansaprès l'entrée en vigueur du décret.
• Aucune valeur limite pour les pertes par fumées
• Personne compétente : Organisme de contrôle homologuéEx. : Inspection de l'Industrie, du travail, TÜV, ...
Cours de base fioul
Folio 3.7
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Erap. = 52 ppm • 1821– 4,7
Conversion d'unités - 1ère partie
Conversion d'unités rapportées en volume en unités rapportées en énergie thermique
1ère démarche : Valable pour tous les combustibles.Conversion des valeurs d'émissions mesurées E mes . [ppm] resp. [mg/m3n]
pour des valeurs O2mes. resp . CO2mes. connuesen émissions rapportées à une teneur de 3% d'O2 E rap.
Erap. = Emes. • 21– 3
21– O2mes.
Erap. = Emes. • CO2max • 21– 321• CO2mes.
O2 mesuré est connu
Erap. = 57,4 ppm [3% O2]
Exemple
CO2 mesuré est connu
[ppm]resp.mg/m3
n
[K]
CO2 [%] CO [ppm]
TFumées λ
TAir [°C] η [%]
O2 [%] NOX [ppm]
CO2 max [%v]Fioul dom 15,31Fioul lourd 16,02Gaz nat Es 11,94
CO2 max [%v]Gaz nat Ei 11,67Propane 13,69Butane 13,99
Cours de base fioul
Folio 3.8
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Conversion d'unités - 2ème partie
NOx CORapporté à 3% Sans rapport O2 Rapporté à 3% Sans rapport O2
Unité s ppm* mg/m3n mg/kWh** ppm* mg/m3
n mg/kWh**
Fioul dom 1 ppm = 1 2,056 2,109 1 1,250 1,283
mg/m3n = 0,486 1 1,026 0,800 1 1,026
1 mg/kWh = 0,474 0,975 1 0,780 0,975 1
Fioul lourd 1 ppm = 1 2,056 2,142 1 1,250 1,303
mg/m3n = 0,486 1 1,042 0,800 1 1,042
1 mg/kWh = 0,467 0,960 1 0,786 0,960 1
Gaz nat Es 1 ppm = 1 2,056 2,058 1 1,250 1,251
mg/m3n = 0,486 1 1,001 0,800 1 1,001
1 mg/kWh = 0,486 0,999 1 0,799 0,999 1
Gaz nat Ei 1 ppm = 1 2,056 2,093 1 1,250 1,273
mg/m3n = 0,486 1 1,018 0,800 1 1,018
1 mg/kWh = 0,478 0,982 1 0,786 0,982 1
Propane 1 ppm = 1 2,056 2,062 1 1,250 1,254
mg/m3n = 0,486 1 1,003 0,800 1 1,003
1 mg/kWh = 0,485 0,997 1 0,798 0,997 1
Butane 1 ppm = 1 2,056 2,068 1 1,250 1,258
mg/m3n = 0,486 1 1,006 0,800 1 1,006
1 mg/kWh = 0,483 0,994 1 0,795 0,994 1
Facteur de conversion selon combustible pour NOx et CO
2ème démarche : Erap • Facteur de correction
* ppm correspond à ppm rapporté** indépendant de la valeur O2 des fumées,
étant donné que les valeurs des émissionssont rapportées à la quantité d'énergie.
Exemple :Fioul dom : E rap. 57,4 ppm • 2,109 = 121 mg/kWhGaz nat Es : Erap. 85 mg/m3
n • 0,486 = 41 ppm
Cours de base fioul
Folio 4.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Calcul du débit fioul
Exemple : Puissance chaudière Q = 30 kWRendement η = 90 %
10 15 20 30 40 50 60 70 80
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8
Puissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
Débit fioulen kg/h ou l/h
➀
➁
➂
Installations fioul
kg/h l/h70 80 90 100% Fioul léger
30
2,8
ExercicesCalculer le débit fioul
1. Puissance chaudière QN = 17 kWRendement η = 90 %
2. Puissance foyer QF = 45 kW
3. Puissance chaudière QN = 50.000kcal/hRendement η = 94 %
Cours de base fioul
Folio 4.2.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 1
Puissance chaudière QN = 17kWRendement η = 90 %
kg/h l/h70 80 90 100% Fioul léger EL
10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10
150
15 20
200Installations fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
Débit fioulen kg/h ou l/h
➀
➁
➂
17
1,6
Cours de base fioul
Folio 4.2.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 2
Puissance foyer QF = 45 kW
kg/h l/h70 80 90 100% Fioul léger EL
10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10
150
15 20
200Installations fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
Débit fioulen kg/h ou l/h
➀
➁
➂
45
3,8
Cours de base fioul
Folio 4.2.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 3
Puissance chaudière QN = 50.000kcal/hRendement η = 94 %
10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10
150
15 20
200Installations fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
Débit fioulen kg/h ou l/h
➀
➁
➂
kg/h l/h70 80 90 100% Fioul léger EL
40 50 60 70 80 90 100 150 200
Conversion des unités de puissanceMcal/h kW MJ/h
58
50 58
5,2
Cours de base fioul
Folio 4.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Choix du gicleur et de la pression pompe
Exemple : débit fioul = 2,4 kg/h
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauf. du fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
kg/h l/h Fioul léger
0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75
5710152030 Fioul léger
0.5
2,411
(13)
0,60
(0,55)
ExercicesChoix du gicleur et de la pression pompe
1. Débit fioul = 5,4 kg/h(fioul non réchauffé)
2. Débit fioul = 3,3 kg/h(fioul non réchauffé)
3. Débit fioul = 2,2 kg/h(fioul réchauffé)
Cours de base fioul
Folio 4.4.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 1
1 1,5 2 3 10 15 204 5 6 7 8 95710152030
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage de fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
kg/h l/h Fioul léger
0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.00.5
Fioul léger
5,413
1,25
Débit fioul = 5,4 kg/h(fioul non réchauffé)
Cours de base fioul
Folio 4.4.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 2
Débit fioul = 3,3 kg/h(fioul non réchauffé)
1 1,5 2 3 10 15 204 5 6 7 8 9Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage de fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
kg/h l/h Fioul léger
5710152030 Fioul léger
0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.00.5
3,313,5
0,75
Cours de base fioul
Folio 4.4.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 3
3 Débit fioul = 2,2 kg/h(fioul réchauffé)
1 1,5 2 3 10 15 204 5 6 7 8 9Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
Pression pompe p en bar(avec réchauffage fioul)➅
kg/h l/h Fioul léger
5710152030 Fioul léger
8101520
0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.00.5
Fioul léger (préchauffé)
2,20,60
12
Cours de base fioul
Folio 4.5
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Principe du gicleur
Cône de
Chambre de turbulence
Fente tangentielleFiltre
Coeur du gicleur pulvérisation
Vis de fond avec ouverture latérale
Cours de base fioul
Folio 4.6
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Contour hexagonal avec caractéristiques du gicleur Angle de pulvérisation
4.50 60°SS
Taille du gicleur [US-gph]
Fabricant
Angle de pulvérisation
Carractéristique de pulvéris.
60°SS4.50
45°
60°
Caractéristique du gicleur
Caractéristiques de pulvérisation
Cône plein Cône creuxFabricant
FluidicsSteinen
FluidicsSteinen
SF jusqu'à 1,00 gph S jusqu'à 4,00 gph
S à partir 1,10 gphSS à partir 4,50 gph
HF jusqu'à 1,00 gphH jusqu'à 2,25 gph
H à partir 1,10 gphPH à partir 2,50 gph
Cours de base fioul
Folio 4.7
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
10
150
15 20
20050 60 70 80 90 100
5 6 7 8 9
300 400 500 600 700 800900 1
40 50 60 70 80 9030 1
70 80 90 100%kg/h l/h Fioul léger
η
.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5
5710152030 Fioul léger
30282421.519.517.515.313.81211
Choix du gicleur et de la pression pompe
Exemple :Puissance flamme QF = 300 kW
Installations fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
Débit fioulen kg/h ou l/h
➀
➁
➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)④
débit gicleur en US-gph⑤
300 kW
6,0 US-gph
25 kg/h
12,5 bar
Exécution 2 allures - Répartition sur gicleur
Exercices :Choix du gicleur et de la pression pompe1. Débit fioul = 30 kg/h2. Débit fioul = 42 kg/h3. Débit fioul = 50 kg/h
Répartition des gicleurs par ex. :
Allure 1 : 60% ➞ 3,5 US-gphAllure 2 : 40% ➞ 2,5 US-gph
Cours de base fioul
Folio 4.8.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 1
Débit fioul = 30 kg/h
10 15 205 6 7 8 9 40 50 60 70 80 9030 100
kg/h l/h Fioul léger
75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 30282421.519.517.515.313.81211
5710152030 Fioul léger
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
3011
7,5 ➞ Gicleur 1 : 5,0 gphGicleur 2 : 2,5 gph
Cours de base fioul
Folio 4.8.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 2
Débit fioul = 42 kg/h
10 15 206 7 8 9 40 50 60 70 80 9030 100
kg/h l/h Fioul léger
75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 30282421.519.517.515.313.81211
5710152030 Fioul léger
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage de fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
4212
10 ➞ Gicleur 1 : 6,0 gphGicleur 2 : 4,0 gph
Cours de base fioul
Folio 4.8.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 3
Débit gicleur = 50 kg/h
10 15 206 7 8 9 40 50 60 70 80 9030 100
kg/h l/h Fioul léger
2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 30282421.519.517.515.313.81211
5710152030 Fioul léger
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
5012
12 ➞ Gicleur 1 : 8,0 gph Gicleur 2 : 4,0 gph
η
150 20030 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500
70 80 90 100%
0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 1917.515.313.81211
3 10 15 204 5 6 7 8 9 40 50305710152030
kg/h l/h Fioul léger
Fioul léger
Installations fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
➀
➁
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
QF = 170 kW
14,3 kg/h22 bar
2,5 gph
Exemple :Puissance foyer QF = 170 kW
Cours de base fioul
Folio 4.9.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Choix du gicleur et de la pression pompe
Exécution 2 allures - Répartition sur pression
Cours de base fioul
Folio 4.9.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Détermination du petit débit
η
150 20030 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500
70 80 90100%
0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 117.515.313.81211
3 10 15 204 5 6 7 8 9 40 50305710152030
kg/h l/h Heizöl EL
Heizöl EL
Installation fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
➀
➁
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃
Débit fioul en US-gph➄
QF = 112 kW
9,5 kg/h
10 bar
2,5 US-gph
Exemple :Puissance foyer QF = 100 kW
Cours de base fioul
Folio 4.10.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice
η
150 20030 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500
70 80 90100%kg/h l/h Heizöl EL
0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 117.515.313.81211
3 10 15 204 5 6 7 8 9 40 50305710152030 Heizöl EL
Installations fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
➀
➁
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
QF = 100 kW
8,4 kg/h22 bar
1,5 gph
Exécution 2 allures - Répartition sur pression
Puissance foyer QF = 100 kW
Cours de base fioul
Folio 4.10.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Détermination du petit débit
η
150 20030 40 50 60 70 80 90 100 300 400 500
70 80 90100%kg/h l/h Heizöl EL
0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 8.3 9 9.5 10 10.5 117.515.313.81211
3 10 15 204 5 6 7 8 9 40 50305710152030 Heizöl EL
Installations fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
➀
➁
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃
Taille du gicleur en US-gph➄
QF = 67 kW
5,7 kg/h
10 bar
1,5 US-gph
Folio 4.11
Cours de base fioul
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Vérification du débit fioulLitres Kilogrammes
kg/h l/h
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1
Heizöl
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
kg/h l/h
2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20
Fioul léger
15 20 301,5 2 3 4 5 7 101 Débit fioul en kg/h ou l/h
40 501Débit fioul en kg/h ou litres➇
1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30
Consom. horaire de fioulTemps de mesure t en min➆
10
101
68,4
Exercices :Chercher le débit fioulet le temps de mesure
1. Débit fioul = 16,0 kg/h2. Débit fioul = 3,1 kg/h3. Débit fioul = 4,2 kg/h
Cours de base fioul
Folio 4.12.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction des exercices
Débit fioul = 16,0 kg/h
kg/h l/h
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1Débit fioulen kg/h ou l/h➂
kg/h l/h
2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20
Fioul léger
15 20 301,5 2 3 4 5 7 101 Débit fioul en kg/h ou l/h
40 50 70 1001Débit fioul en kg ou litres➇
1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30
Consom. horaire de fioulTemps de mesure t en min➆
19
191,6
5
16
Cours de base fioul
Folio 4.12.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 2
Débit fioul = 3,1 kg/h
kg/h l/h
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20
Fioul léger
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
15 20 301,5 2 3 4 5 7 101 Öldu
40 501Débit fioul en kg ou litres➇
1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30
Consom. horaire de fioulTemps de mesure t en min➆
15 20 303 4 5 7 10 Débit fioul en kg/h ou l/h
15040 50 70 1002 3 4 5 7 10 15 20 30
3,7
3,70,4
6,5
3,1
Cours de base fioul
Folio 4.12.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 3
Débit fioul = 4,2 kg/h
kg/h l/h
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20
Fioul léger
Débit fioulen kg/h ou l/h➂
15 20 301,5 2 3 4 5 7 101
40 501Débit fioul en kg ou litres➇
1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30
Consom. horaire de fioulTemps de mesure t en min➆
15 20 303 4 5 7 10 Débit fioul en kg/h ou l/h
15040 50 70 1003 4 5 7 10 15 20 30
5
50,5
6
4,2
Folio 4.13
Cours de base fioul
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Rendement de combustion
2 x d
CO2 CO
TAbgas λ
TLuft η
O2 NOX
15
14
75 80 85 90 91 92 93
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5
5678910111213141516
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
500 450 400 350 300 250 200 180 160
Rendement de combustionRendement η en %
Rendement de combustiondes installations fioul
Température fumées moinsRendement ∆t en K
Fioul léger EL – CO2
Fioul lourd S – CO2
fioul général – O2
Teneur desfumées en %
Exercice 1 :Température air = 20 °CTemp. fumées = 210 °CTeneur en CO2 = 12,8 %
Exercice 2 :Température air = 20 °CTemp. fumées = 200 °CTeneur en CO2 = 12,4 %
Exercice 3 :Température air = 20 °CTemp. fumées = 200 °CTeneur en O2 = 2,8 %
Calcul du rendement (pour combustible fioul domestique)
16013,4
92,9
Teneur en CO2 = 13,4 %Temp. fumées = 180°C
Température de l'air = 20 °CTempérature nette TF-TA = 160 K
Cours de base fioul
Folio 4.14.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 1
Température air = 20 °CTemp. fumées = 210 °CTeneur en CO2 = 12,4 %
15
14
75 80 85 90 91 94 992 93
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
45678910111213141516
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
500 450 400 350 300 250 200 180 160 140 120
Rendement de combustionη en %
Rendement de combustiondes installations fioul
Température fumées moinstemp. d'air comb. ∆t en K
Fioul léger EL – CO2
fioul lourd S – CO2
Fioul général – O2
teneur desfumées en %
19012,4
91
Cours de base fioul
Folio 4.14.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 2
Température air = 20 °CTemp. fumées = 200 °CTeneur en CO2 = 12,4 %
15
14
75 80 85 90 91 94 992 93
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
45678910111213141516
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
500 450 400 350 300 250 200 180 160 140 120
Rendement de combustionη en %
Rendement de combustiondes installations fioul
Température fumées moinstemp. d'air comb. ∆t en K
Fioul léger EL – CO2
Fioul lourd S – CO2
Fioul, général – O2
teneur desfumées en %
18012,8
91,7
Cours de base fioul
Folio 4.14.3
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Correction de l'exercice 3
Température air = 20 °CTemp. fumées = 200 °CTeneur en O2 = 2,8 %
15
14
75 80 85 90 91 94 992 93
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
45678910111213141516
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
500 450 400 350 300 250 200 180 160 140 120
Rendement de combustionη en %
Rendement de combustiondes installations fioul
Température fumées moinstemp. d'air comb. ∆t en K
Fioul léger EL – CO2
Fioul lourd S – CO2
Fioul, général – O2
teneur desfumées en %
1802,8
92
Cours de base fioul
Folio 4.15.1
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Règle à calculs - Récapitulatif
kg/h l/h70 80 90 100% Fioul léger EL
10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100
1 1,5 2 3 4 5 6 7 8 9 10
150
15 20
200Installations fioulPuissance chaudière Q en kW
Rendement η en %
Débit fioulen kg/h ou l/h
➀
➁
➂
On recherche : le débit fioul QN = 34 kW η = 90%
34
3,2 3,8
1 1,5 2 3 10 15 204 5 6 7 8 9Débit fioulen kg/h ou l/h➂
Pression pompe p en bar(sans réchauffage du fioul)➃
Débit gicleur en US-gph➄
kg/h l/h Fioul léger
5710152030 Fioul léger
0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.750.65 0.85 1.0 1.1 1.25 1.35 1.5 1.65 1.75 2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8 80.5
On cherche : le gicleur et la pression pompe
3,212,5
0,75
Cours de base fioul
Folio 4.15.2
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi
Règle à calculs - Récapitulatif
On cherche : le débit et le temps de mesure
15 20 301,5 2 3 4 5 7 101
40 50 70 1001Débit fioul en kg ou litres➇
Consom. horaire de fioulTemps de mesure t en min➆
1,5 2 3 4 5 7 10 15 20 30
Débit fioul en kg
3,80,38
6
15
14
75 80 85 90 91 94 992 93
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
45678910111213141516
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
500 450 400 350 300 250 200 180 160 140 120
Rendement de combustionη en %
Rendement de combustiondes installations fioul
Température fumées moinstemp. d'air comb. ∆t en K
Fioul léger EL – CO2
Fioul lourd S – CO2
Fioul, général – O2
teneur desfumées en %
20013
90,9
On recherche : le rendement CO2 = 13% ∆t = 200K
Cours de base fioul
Folio 5.1
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Systèmes d'alimentation
Mono/Bi-tube - Aérien Mono-tube - Souterrain
Mono/Bi-tube - Aérien Mono-tube Aérien
En c
harg
eEn
asp
iratio
n
Cours de base fioul
Folio 5.2.1
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Eléments - Mono / Bi-tube en aspiration
Filtre avecRobinet d'arrêt
Crépine d'aspiration
Cours de base fioul
Folio 5.2.2
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Eléments - Mono / Bi-tube en charge
Vanne police
Vanne magnétique
Clapet anti-retour
Conduitecommuniquante
Folio 5.3
Alimentation fioul
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Eléments
Filtre avec robinet d'arrêt
Purgeur
Conduite flexible
Floteur
Mono-tube avec purgeur Aspiration en zone propre Pompe de charge pourhauteur d'aspiration élevée
Pompe de charge
Soupape de décharge
Crépine d'aspiration
Cours de base fioul
Folio 5.4
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Purge
Via le gicleur Via le retour de la pompe
Purg
e pa
r la
vite
sse
d'éc
oule
men
tPu
rge
par l
a pe
nte
de la
con
duite
0,2…0,4 m/sau fioul dom.
Cours de base fioul
Folio 5.5
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Filtre fioul
Flexible retour
Elément filtrant
Pot-filtre
Flexible d'aspiration
Clapetanti-retour
Bride de fixation
Vanne d'arrêt
Cours de base fioul
Folio 5.6
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Purgeur fioul
Alimentation fioul
Départ brûleur
Flotteur
Clapetanti-retour
Retour brûleur
Purge
Soupape de purge
Coquille flotteur
Aiguille de soupapeMembrane
Joint
Passerelle
Folio 5.7
Cours de base fioul
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Hauteur d'aspirationthéorique pratique
Vacuum
Pressionatmosphérique1013 hPa
10,1
3 m
CE
Equilibre de pression
Vanne ouverteVanne fermée
Pres.air Pres.
air H < 3,5 m
Dépression admissible au vaccumde la pompe fioul liée à la hauteurd'aspiration : max. 0,4 bar.
?
20 m
Cours de base fioul
Folio 5.8
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Effet siphon
Surélévation de la conduite
2 m
Pres.air
0
5
10 15
20
25
0
-1
Pression nulle
Surpression
Basse pression
Début de formation de gaz
Suré
léva
tion
max
i. : 4
,6 m
3ème opération : choix du diamètre de conduite d'aspiration➞ toujours choisir le diamètre supérieur !
Pour l'exemple : diamètre interne 8 mm ➞ CU 10 mm
Cours de base fioul
Folio 5.9
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Calcul du diamètre de la conduite d'aspiration - Bi-tube
Exemplle : Longueur de la conduite : 20 m Débit au gicleur : 5 l/hDébit fioul de la pompe : 46 l/h Hauteur d'aspiration : 1,5 m
1ère opération :estimation du diamètre minimum sur la based'une vitesse d'écoulement de 0,2 …0,4 m/s
104 6 84 5 6 7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Débit fioul en l/h(seulement fioul léger EL)➉Diamètre mini en mm11
46
6
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
104 6 85 6 7 8 9 104
4 5 6 7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150
100 70 50 30 20 15 1090 80 60 40Diam. de conduite d'aspirationLongueur de conduite en mDébit fioul en l/h(seulement fioul léger EL)
Hauteur d'aspiration entre pompeet crépine en m
➈
➉Diamètre mini. en mmDiamètre int. du tube en mm
11
12
13
2ème opération :estimation du diamètre interne du tube sur la base d'un vacuum de 0,4 bar maxi.
20m / 46l/h
8 1,5
Cours de base fioul
Folio 5.10
Janvier 2003Copyright © by Max Weishaupt GmbH, D- 88475 Schwendi3ème opération :
choix du diamètre de conduite d'aspiration➞ toujours choisir le diamètre supérieur !
Pour l'exemple : diamètre interne 6 mm ➞ CU 8 mm
Calcul du diamètre de la conduite d'aspiration - Mono-tube
Exemple : Lomgueur de la conduite : 20 m Débit au gicleur : 5 l/hDébit fioul de la pompe : 46 l/h Hauteur d'aspiration : 1,5 m
1ère opération :estimation du diamètre minimum sur la based'une vitesse d'écoulement de 0,2 …0,4 m/s
2ème opération :estimation du diamètre interne du tubesur la base d'un vaccum de 0,4 bar maxi.
104 6 84 5 6 7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Débit fioul en l/h(seulement fiuol léger EL)➉Diamètre mini en mm11
5
4
100 70 590 80 60Diam. de cond. d'aspirationLongueur de conduite en mDébit fiuol en l/h(seulement fioul léger EL)
Hauteur d'aspiration entre pompeet crépine en m
➈
➉Diamètre min. en mmDiamètre int. du tube en mm
11
12
13 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
45 6 74
4 5 6 7 8 9 10 15 20 3
50 30 20 15 1040
20m / 5l/h
61,5
Cours de base fioul
Folio 5.11
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Remarques importantes pour l'alimentation fioul
- Choisir le bon diamètre de la conduite !
- Utiliser le minimum de raccords filetés !
- Les raccords doivent être étanches !
- Eviter les rayons de courbures trop faibles !
- Attention à la longueur de la conduite d'aspiration !
- Hauteur entre la pompe et la crépine d'aspirationd'une pompe en cave, maxi 3,5 m !
- Eviter les surélévations de conduites !
- Eviter les conduites à l'extérieur !
- Les pertes de charge des filtres (> 0,1 bar) doivent être prises en compte !