Chaudière cogénération : comprendre le moteur Stirling

Sommaire

Le principe de la cogénération consiste à produire en même temps et dans la même installation, à partir de la même énergie combustible, de la chaleur et de l'électricité.

La chaudière à micro-cogénération intègre une micro-cogénération dans une chaudière performante. Elle permet d'économiser 45% d'électricité et 25% de gaz, par rapport à une chaudière à gaz classique. Financièrement, cela correspond à une économie annuelle d'environ 500 euros pour une maison individuelle ancienne de 160 m².

Aujourd'hui, on voit apparaître en Europe de plus en plus de chaudières à micro-cogénération à moteur Stirling, en particulier au Royaume-Uni, en Allemagne et aux Pays-Bas.

Dans la chaudière à micro-cogénération : le moteur Stirling

Le moteur Stirling, qui génère l’électricité, est combiné à un système à condensation :

  • Il permet d’obtenir un très bon rendement : pour 100 kWh de gaz consommés par la chaudière, 16 kWh seront valorisés sous forme d’électricité et 80 kWh sous forme de chaleur, avec seulement 4 kWh de pertes.
  • Quand les besoins en chauffage sont très importants : le gaz est injecté dans un deuxième circuit avec un brûleur d’appoint pour ne produire que de la chaleur.
  • Ainsi, comme une chaudière à condensation classique, la chaudière à micro-cogénération répond à la totalité des besoins de chauffage et d’eau chaude du logement.

Cette chaudière conserve alors tous les avantages de la chaudière individuelle (performance, fiabilité, faible entretien) avec l’atout d’une production d’électricité à domicile.

Avantages du moteur Stirling

Le moteur Stirling présente des atouts indéniables. Il est à la fois :

  • silencieux : ni bruit, ni vibrations, ni chocs, ni claquement de soupapes ;
  • pratique : peu de maintenance et une longue durée de vie
    • il ne comporte ni soupapes, ni bougies, ni injecteurs ;
    • les cylindres sont lubrifiés à sec ;
    • les parties mobiles ne sont pas en contact avec les gaz de combustion et ne sont donc pas contaminées par les résidus ;
    • il y a très peu de composants auxiliaires ;
  • écologique : la combustion extérieure et continue, à basse pression, peut être parfaitement contrôlée pour émettre peu de polluants (3 à 4 ppm de Nox).

Comment marche le moteur Stirling?

Le cycle thermodynamique du moteur Stirling comprend quatre phases pendant lesquelles le gaz utilisé subit les transformations suivantes :

  • Le brûleur (la source chaude) cède de l'énergie thermique : la pression et la température du gaz augmentent durant cette première phase.
  • Le volume s'accroît alors que la pression diminue : l'énergie motrice est alors produite.
  • L'eau projetée (la source froide) récupère de l'énergie thermique : la température et la pression diminuent pendant cette phase.
  • La pression du gaz augmente au fur et à mesure que son volume diminue : de l'énergie mécanique au gaz doit être fournie pendant cette période.

Pour remédier aux difficultés posées par la mise en œuvre de ce moteur (allumer le brûleur, l'éteindre, asperger puis arrêter le refroidissement, chocs thermiques successifs, etc.), on introduit un artifice : le déplaceur. Ce déplaceur ne modifie ni la pression ni le volume du gaz, mais l'oblige à se situer soit vers la source chaude située en partie supérieure, soit vers la source froide située en partie inférieure.

Pour faire le tour de la question, consultez nos contenus complémentaires :

  • Envie d'en savoir plus sur la chaudière cogénération ? Rendez-vous sur notre page dédiée.
  • Ce type de chaudière est idéal pour diminuer le montant de sa facture énergétique. Pour limiter encore plus vos dépenses, consultez notre site spécialisé : Économies d'énergie.
  • Les jours froids arrivent ? Découvrez tous nos conseils pour que votre logement soir prêt à lutter contre le froid sur notre fiche pratique : Préparer sa maison pour l'hiver.

Ces pros peuvent vous aider