Brûleur de chaudière à fioul

Sommaire

Pour fonctionner, une chaudière à fioul a besoin d’un dispositif d’alimentation automatique en combustible et air comburant.

C’est le rôle du brûleur de chaudière à fioul. Nous faisons le point ensemble.

Principe de fonctionnement du brûleur de chaudière à fioul

Les fonctions principales du brûleur de chaudière à fioul consistent à :

  • aspirer l’air comburant dans la chaufferie ;
  • pomper le carburant de sa cuve et le pulvériser ;
  • mélanger ces deux ingrédients ;
  • enflammer le mélange ;
  • orienter et stabiliser la flamme ;
  • répondre aux ordres du programmateur de température ambiante et/ou du thermostat de liquide caloporteur ;
  • piloter les éléments de sécurité de l’ensemble.

À noter : ces opérations doivent rester économiques en carburant et limiter, autant que possible, les émissions de gaz toxiques, à effet de serre ou de gaz nocifs pour la santé ou pour l’environnement.

Éléments indispensables au brûleur à fioul

Moteur électrique et ventilateur

Le ventilateur et la pompe à fioul haute pression sont entraînés par le même moteur. Sa forme et sa puissance sont spécifiques à une marque et un type de brûleur.

Les brûleurs de chaudières à fioul sont de type "pulsés", c’est-à-dire que l’air nécessaire à la combustion et l’évacuation des gaz brûlés est propulsé par un ventilateur centrifuge.

Le débit d’air conditionné par la puissance de chauffe est réglé par un volet, (le chapitre). Le réglage du chapitre est fixe pour les brûleurs mono-allure ou variable pour les brûleurs multi-allures ou à puissance modulée.

Bon à savoir : pour éviter les pertes de calories provoquées par le tirage de la cheminée (pertes de balayage), l’admission d’air doit être obturée par un volet lorsque le brûleur ne fonctionne pas.

Pompe haute pression et électrovanne d'alimentation

La pompe d’alimentation en fioul doit délivrer une pression importante, pour vaincre la résistance provoquée par le goulet d’étranglement du gicleur :

  • Cette pression est réglée, pour chaque brûleur, selon les préconisations du constructeur et maintenue constante par un régulateur à ressort taré.
  • Le fioul non utilisé est renvoyé vers la cuve de stockage. Cela explique la présence de 2 tubes raccordés au brûleur.

L’ouverture ou la fermeture d’une électrovanne autorise à la demande, l’alimentation en fioul nécessaire à la combustion. Cette électrovanne est intercalée entre la pompe haute pression et le gicleur.

Gicleur du brûleur d'une chaudière à fioul

Le fioul est poussé dans le gicleur sous 7 à 10 bars de pression. Atomisé en milliards de fines gouttelettes par ce procédé, sa surface d’échange avec l’air comburant atteint plusieurs centaines de m², favorisant ainsi les conditions de combustion.

Le type de gicleur est conditionné, à la fois, par la puissance thermique à délivrer et par la forme du foyer de la chaudière. Son choix répond à trois critères :

  • Le débit nominal, exprimé en gallons par heure.
  • L’angle de pulvérisation, généralement compris entre 30 et 100 degrés.
  • La répartition du carburant dans le cône d’éjection.

Bon à savoir : la forme de la flamme est largement influencée par l’angle et la pression de pulvérisation. Les angles serrés donnent des flammes allongées et fuselées, les angles évasés produisent des flammes courtes, d’un plus grand diamètre.

Tuyère de combustion et électrodes d’allumage

Deux électrodes sont situées à proximité du gicleur. Un courant à haute tension produit, entre elles, l'arc électrique destiné à enflammer le mélange carburant / comburant.

Le bout conique de la tuyère de combustion et la géométrie particulière du déflecteur provoquent une dépression assurant la stabilité de la flamme.

À noter : le réglage des distances séparant le déflecteur du gicleur, d’une part et le déflecteur de l’embout de tuyère (ou gueulard) d’autre part, est primordial pour le bon fonctionnement et le rendement du brûleur.

Dispositifs de sécurité relatifs au brûleur à fioul

Le rôle des dispositifs de sécurité consiste à exercer un contrôle permanent de la flamme. Tout incident de fonctionnement entraîne l’arrêt immédiat du brûleur pour éviter les risques d’explosion.

Ces contrôles sont effectués par des organes internes spécialisés :

  • boîtiers de commande des séquences de démarrage, de modulation de puissance ou d’arrêt ;
  • cellule photoélectrique assurant une tension tant que la flamme est visible ;
  • cellule photorésistante surtout sensible aux spectres entre le jaune et l’infrarouge.

Bon à savoir : de nombreux brûleurs sont équipés d'un réchauffeur de fioul. Il régule la température du carburant avant son passage dans le gicleur, permettant ainsi un fonctionnement plus régulier. Ce procédé optimise la pulvérisation du carburant et lisse sa viscosité, quelle que soit la température de stockage ou la qualité du fioul.

Brûleurs de chaudières à fioul innovants

Conçus pour un mode de fonctionnement plus propre, plus sécurisé, plus performant ou mieux adapté aux régulations progressives fines, ces nouveaux brûleurs comptent de nombreux avantages :

  • réduction drastique des suies (encrassement du brûleur, de la chaudière et de la fumisterie proches de 0) ;
  • production de NOx réduite jusqu’à 50 %, par abaissement de la température de flamme à moins de 1 300°C ;
  • combustion parfaite par évaporation complète du carburant ;
  • économie d’énergie ± 20 % ;
  • compatibilité avec tous les types de chaudières ;
  • retour sur investissement entre 2 et 4 ans, suivant consommation.

Ils comportent toutefois quelques défauts :

  • les réglages initiaux, plus fins, sont à effectuer par un professionnel :
  • l'entretien annuel est plus onéreux :
  • les brûleurs sont souvent plus bruyants ;
  • il y a 25 à 50 % de surcoût à l’achat, suivant les distributeurs.

Ces matériels se présentent sous diverses formes :

  • Les brûleurs à gazéification (ou à flamme bleue) assurent une combustion plus complète et plus propre par vaporisation complète du carburant.
  • Les brûleurs bas Nox, à recirculation, réduisent jusqu’à 50 % les rejets d’oxyde d’azote (Nox).
  • Les brûleurs pulsés à allures préprogrammées, progressives ou modulants réduisent le nombre d’arrêts du brûleur, diminuent la température et la nocivité des gaz évacués.

Prix d'un brûleur de chaudière à fioul

Les prix des brûleurs pour une chaudière à fioul varient en fonction de la marque, de la puissance et de la technicité du produit :

  • Brûleur à fioul conventionnel de marque reconnue, 20 à 40 KW : entre 350 et 1 050 € TTC, hors installation.
  • Brûleur à fioul à flamme bleue, de marque allemande, 18 à 50 KW : entre 650 et 1 500 € TTC hors installation.

Pour en savoir plus :

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