LES BRULEURS FIOUL DOMESTIQUE

1. LES BRULEURS FIOUL DOMESTIQUE J-M R. DS-BTP

2. Présentation générale des brûleurs fioul. Technologie des brûleurs fioul. Procédures d’intervention sur les brûleurs fioul.

3. Présentation générale des brûleurs fioul. Rôle d’un brûleur fioul. Les différents types de brûleurs fioul

4. Rôle d’un brûleur fioul. Un brûleur fioul 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.

5. Rôle d’un brûleur fioul. Pour créer la flamme, il faut réaliser le triangle du feu ( combustible, comburant, chaleur ). Il faudra donc : - amener le fioul, - amener l’air, - mélanger l’air et le fioul 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 fioul en bonne proportion.

6. Rôle d’un brûleur fioul. 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 fioul aux besoins, • le brûler le mieux possible en amenant juste l’air nécessaire, • utiliser au mieux la chaleur fournie par la flamme.

7. Rôle d’un brûleur fioul. 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.

8. Les différents types de brûleurs fioul. Il existe deux grands types de brûleurs fioul : • Les brûleurs à pulvérisation où le fioul est pulvérisé en très fines gouttelettes. - brûleur à coupelle rotative, - brûleur à pulvérisation d’huile, - brûleur à fluide auxiliaire. • Les brûleurs à caléfaction où le fioul liquide est transformé en gaz.

9. Technologie des brûleurs fioul. Le circuit combustible. Le circuit aéraulique. Le circuit de mélange, la tête de combustion. Les organes électriques. Les organes de sécurités et de commandes. Choix d’un brûleur.

10. Le circuit combustible. Le rôle du circuit combustible est d’amener le fioul du stockage au gicleur du brûleur.

11. Le circuit combustible. ensemble filtre vanne d’arrêt gicleur canalisation d’aspiration flexibles vanne police canalisation retour canne d’aspiration brûleur cuve crépine

12. Le circuit combustible. La crépine, clapet de pied. Son rôle est de filtrer grossièrement le fioul lors de l’aspiration de ce dernier et d ’en empêcher le retour à la cuve lors de l ’arrêt du brûleur. Il se situe à 10 cm du fond de la cuve afin de ne pas être dans les boues.

13. Le circuit combustible. La canne d’aspiration. Son rôle est d’aller chercher le fioul dans la cuve. Elle va de la crépine ou clapet du pied à la sortie de la cuve. Elle peut être en acier, en cuivre ou en caoutchouc.

14. Le circuit combustible. La vanne police. Elle permet de couper l’alimentation en combustible en cas d’incendie. Elle se situe sur la canalisation d’aspiration et systématiquement à l’extérieur de la chaufferie. Elle peut être commandée à distance.

15. Le circuit combustible. Elle peut être de deux types : - à ouverture (création d ’une prise d ’air qui désamorce l’aspiration). - à fermeture (obturation de la canalisation d’aspiration du fioul),

16. Le circuit combustible. La canalisation d ’aspiration. Elle a pour rôle d ’amener le fioul de la vanne police à l ’ensemble « vanne d ’arrêt-filtre ». Elle peut être en acier ou en cuivre.

17. Le circuit combustible. Ensemble « vanne d ’arrêt-filtre ». Cet ensemble a deux rôles : - filtrer le fioul en amont du brûleur et le décanter ( eau et sédiments). - fermer l’aspiration fioul pour la maintenance du brûleur.

18. Le circuit combustible. Ensemble vanne d ’arrêt-filtre. Il existe trois types d ’ensemble vanne d ’arrêt-filtre : Ensemble mono-tube. Ensemble bi-tube. Ensemble à recyclage.

19. Le circuit combustible. Les flexibles. Leur rôle est d ’amener le fioul de l’ensemble vanne d’arrêt-filtre à la pompe fioul du brûleur. Leur flexibilité permet le démontage du brûleur ou l’ouverture de la porte chaudière sans démonter le circuit fioul.

20. Le circuit combustible. La canalisation retour. Elle permet le le retour du fioul excédentaire à la cuve.

21. Le circuit combustible. q q q Q - q Le circuit mono-tube. Avantages : - le circuit ne comporte qu’un seul tuyau ( réduction du coût d ’installation ), - les filtres s’encrassent moins rapidement. Inconvénients : - difficulté d’amorçage du circuit, - lors d’une légère prise d’air, celui-ci ne peut sortir que par le gicleur. ATTENTION : OTER LA VIS DE BIPASSE DANS LA POMPE FIOUL !!

22. Le circuit combustible. Q Q q Q - q Q - q Q - q Le circuit bi-tube. Avantages : - amorçage rapide du circuit, - lors d’une légère prise d’air, celui-ci peut retourner à la cuve. Inconvénients : - le circuit comporte deux tuyaux ( augmentation du coût d ’installation ). LA VIS DE BIPASSE DOIT RESTER EN PLACE

23. Le circuit combustible. Q q q Q - q Q - q Le circuit mono-tube avec filtre recyclage. Avantages : - le circuit ne comporte qu’un seul tuyau ( réduction du coût d ’installation ), - les filtres s’encrassent moins rapidement. - lors d’une légère prise d’air, on peut purger par le filtre.. Inconvénients : - difficulté d’amorçage du circuit, LA VIS DE BIPASSE DOIT RESTER EN PLACE

24. Le circuit combustible. H Cuve en charge. La cuve est en charge si la crépine est a une altitude supérieure à l’axe de la pompe fioul du brûleur. Avec une cuve en charge le fioul pourrait être siphonné.

25. Le circuit combustible. H Cuve en aspiration. La cuve est en aspiration si le niveau de fioul est a une altitude inférieure à l’axe de la pompe fioul du brûleur. Avec une cuve en aspiration, le fioul ne peut pas être siphonné.

26. Le circuit combustible. Cas spécial. Cette cuve est en charge tant que l’altitude du niveau de fioul est supérieure à l’axe de la pompe. Cette cuve est en aspiration quand l’altitude du niveau de fioul est inférieure à l’axe de la pompe.

27. Hauteur d’aspiration 1 1 La hauteur d’aspiration à la pompe est égale à la pression atmosphérique du lieu diminuée : de la hauteur manométrique d’aspiration. des pertes de charges de la tuyauterie. La hauteur manométrique d’aspiration en mbar = H * 84.5 H correspond à la hauteur géométrique d’aspiration entre la pompe et la crépine. 84.5 correspond à la hauteur d’aspiration en mbar pour 1 mètre de hauteur de canalisation pour du fioul de 0.84 kg/L de masse volumique. Pour une hauteur d’aspiration de 2.2 mètres nous aurons une hauteur manométrique d’aspiration de : 84.5 * 2.2 = 185.9 mbar

28. Dimensionnement des canalisations La longueur développée de la canalisation = L + H Les perte de charges vont être fonction : de la longueur développée de la canalisation du diamètre de la tuyauterie. des accessoires se trouvant sur la canalisation. Nous utiliserons le principe de la longueur équivalente pour déterminer la valeur des pertes de charge des accessoires. Longueur équivalente en mètre des accessoires fioul 0.35 ml Crépine 0.30 ml Filtre 0.15 ml Coude Vanne à passage direct 0.10 ml Vanne d’équerre 1.8 ml

29. Dimensionnement des canalisations Exemple de détermination Installation de 2,2 m d’aspiration ayant une longueur développée de 7 m de tube d’aspiration sur laquelle se trouve une crépine, 4 coudes, un filtre et une vanne à passage direct. La cuve se trouve à l’intérieur du bâtiment. Hauteur manométrique d’aspiration : 84.5 * 2,2 = 185,9 mbar Longueur équivalente des accessoires: 0,35 + 0.30 + 0.1 + (4 * 0,15) = 1.35 m Longueur développé de la tuyauterie = 7 m Longueur corrigée d’aspiration : 7 + 1,35 = 8.35 mètres Le débit maximum de la pompe à fioul est de 30 L/h

30. Dimensionnement des canalisations 1 1 2 2 Les pertes de charges vont varier en fonction de la viscosité. Abaque pour une viscosité de 7.5 centistokes, qui correspond à un ensemble canalisations et cuve à l’intérieur du bâtiment. Abaque pour une viscosité de 12.5 centistokes, qui correspond à un ensemble canalisation et cuve à l’extérieur du bâtiment. Dans notre exemple pour un diamètre de 8 mm, les pertes de charges au mètre seraient de 5 mbar. Pertes de charge de la tuyauterie : 5 * 8.35 = 41.75 mbar En supposant que la pression atmosphérique moyenne est de 1000 mbar, on aura une pression absolue à l’aspiration : 1000 – ( 41.75 + 185.9 ) = 772.35 mbar

31. Dimensionnement des canalisations Débit de fioul Tube cuivre 7.5 kg/h à 20 kg/h 6 * 1 17 kg/h à 40 kg/h 8 * 1 30 kg/h à 75 kg/h 10 * 1 48 kg/h à 120 k/h 12 * 1 Dans ce cas l’installation en diamètre 8 mm est possible car la pression absolue à l’aspiration est supérieure à 500 mbar. Chaque fabricant de pompe donne des abaques permettant de déterminer le diamètre de la tubulure en fonction de la pompe, de la longueur de la tuyauterie et de la hauteur d’aspiration. Les valeurs indicatives de diamètres ci-dessous peuvent être utilisées dans les cas classiques de dimensionnement pour une altitude inférieure à 800 m. Dans la pratique même s’ils sont surdimensionnés, les diamètres les plus utilisés sont le 10*1 et le 12*1 car tous les raccords se trouvant dans les différent kits sont en ces diamètres.

32. Le circuit combustible. Sécurités dans la cas d’une cuve en charge. Pour éviter le siphonage du fioul de la cuve lors d’une rupture ou du démontage de la canalisation d’aspiration, il est nécessaire d’installer une soupape anti-siphon sur l’aspiration à la sortie de la cuve.

33. Le circuit combustible. Les systèmes d ’aspiration. Il existe un système d ’aspiration regroupant les fonctions de vanne police, de clapet anti-retour et éventuellement de clapet anti-siphon facilitant l’installation.

34. La pompe fioul. La pompe fioul a plusieurs rôles : • aspirer le fioul qui se trouve dans la cuve, • mettre en pression le fioul au niveau du gicleur pour une bonne pulvérisation. Mise en pression du fioul Aspiration du fioul

35. La pompe fioul. Les pompes utilisées sont à engrenages. Les deux types de pompes à engrenages : • pompe à croissant, - pompe à engrenage trochoïdes.

36. La pompe fioul. Obturation du passage du fioul Piston Ressort Vis de réglage de la pression du ressort Le régulateur de pression. Afin de maintenir une pression stable au gicleur et de renvoyer le fioul excédentaire à la cuve, la pompe est munie d’un régulateur de pression composé d’un piston maintenu fermé par un ressort réglable.

37. La pompe fioul. Fonctionnement du régulateur. Quand la pompe commence à être entraînée, la pression du fioul n’a pas atteint la consigne de réglage et le régulateur obture le passage du recyclage du fioul. Obturation du passage

38. La pompe fioul. Quand la pression de fioul atteint la valeur de réglage, le régulateur libère le passage du recyclage a fin de renvoyer l’excédent de fioul et de maintenir une pression constante. Recyclage du fioul

39. La pompe fioul. Les électrovannes fioul. Les électrovannes fioul peuvent être placées : Sur la ligne gicleur L’électrovanne est fermée hors tension L’électrovanne est ouverte sous tension

40. La pompe fioul. Les électrovannes fioul. Intégrée dans la pompe L’électrovanne est fermée sous tension L’électrovanne est ouverte hors tension

41. La pompe fioul. Cas d’une pompe à deux pressions. Dans certains brûleurs de moyenne puissance fonctionnant en deux allures, la variation de puissance est obtenue par deux pressions de pompe différentes. ATTENTION Remplacer la bobine par une de tension identique. électrovannes

42. La pompe fioul. Pompe sans électrovanne.

43. La pompe fioul.

44. La pompe fioul. Afin de pouvoir contrôler son fonctionnement et régler la pression de fioul, la pompe est équipée de prises manométriques. Mesure de pression Mesure d’aspiration manomètre de pression vacuométre

45. La pompe fioul. Pour garantir son bon fonctionnement et empêcher sa détérioration, la pompe est munie d’un filtre placé à l’aspiration du fioul. filtre fioul

46. La pompe fioul. Pompe en coupe

47. La pompe fioul.

48. La pompe fioul.

49. La pompe fioul. Quelques filtres pompe

50. La pompe fioul. Choix d’une pompe. Lors du remplacement d’une pompe, il faut prendre en compte plusieurs critères : Le sens de rotation se repère l’axe de la pompe face à soi. rotation droite rotation gauche