La chaufferie biomasse de Kauhava est équipée d’un condenseur de fumée à PAC

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Kauhava est une ville de 17000 habitants située à l’ouest de la Finlande. C’est une ville très étendue et qui possède quatre réseaux de chaleur, tous fonctionnant très majoritairement au bois. En 2015, la société communale de chauffage a inauguré une nouvelle chaufferie de 10 MW, sur son réseau principal. Ce réseau qui est long de 40 km, alimente 200 clients et plus de 5000 habitants. Depuis 30 ans, il était alimenté par une chaufferie bois avec appoint fioul lourd. La première chaudière à bois, de 4,5 MW, était déjà équipée d’un condenseur de fumée classique. Alors que la première chaufferie allait être mise en repos partiel, la municipalité a souhaité équiper la nouvelle chaufferie d’une condensation plus efficace et a choisi pour cela Caligo car la société propose une solution optimisée de condensation avec une pompe à chaleur sur le retour réseau.

L’ancienne chaufferie n’est cependant pas fermée et sert d’appoint et secours à la nouvelle. En effet, afin de rationaliser les investissements, la nouvelle chaufferie n’a été dimensionnée que pour couvrir les besoins du réseau que jusque – 20°C, alors qu’il n’est pas rare à Kauhava, que la température descende en deçà de – 30°C en hiver.

Des possibilités inédites de récupération de chaleur jusqu’à 80°C de retour réseau

Les condenseurs de fumée traditionnels sont dépendants du niveau de température de retour du réseau de chaleur. Si la température de retour est élevée, la température du condenseur ne reste pas suffisamment au-dessous de la température du point de rosée de fumée pour bien condenser.

Avec sa PAC, le Caligo CSX HP représente une nouvelle génération de laveur-condenseur de fumée. Sa capacité de récupération est basée sur la correction thermodynamique de la température de la zone de condensation par la PAC. Ainsi, la condensation reste bonne sur une vaste plage de température et la température de retour du réseau de chaleur à distance a moins d’importance.

La PAC régule également son action, de façon à consommer le moins possible d’électricité. Un logiciel analyse en permanence les données de température mais aussi d’excès d’air pour adapter le pilotage de l’ensemble.

Prenons l’exemple d’un cas défavorable en Europe du nord, avec du bois déchiqueté à 50% d’humidité et avec une température de retour de réseau de 60°C : la capacité de récupération de chaleur du CSX HP dépasse toujours les 20%. Dans des conditions similaires, la capacité de récupération d’un condenseur traditionnel serait d’environ 6%.

Concernant les cas très défavorables, comme on en trouve un peu partout en France et en Europe, Caligo a imaginé une variante thermodynamique de son système avec des PAC encore plus puissantes, consommant donc un peu plus d’électricité, mais pouvant garantir une bonne condensation jusque des retours à 80°C, quelque chose d’inimaginable avec n’importe quel condenseur classique !

Une pompe à chaleur de choc

Le Caligo CSX HP utilise des PAC dimensionnées et conçues spécifiquement pour les fonctions de la zone de condensation. Les parties principales de la PAC, comme l’évaporateur, le condenseur et l’unité de compression, sont dimensionnées séparément en fonction de chaque laveur-condenseur. La commande et le réglage de la PAC sont effectués par le système automatique de l’épurateur.

Les PAC utilisées sont à piston compresseur, utilisent l’ammoniaque comme fluide thermique, et avec 1500 cycles par minute, atteignent des COP de 7 à 11.
De plus, la chaleur de refroidissement du condensât obtenu par la PAC, la chaleur produite par le moteur électrique et la mécanique de la PAC n’est pas perdue et est recyclée dans le circuit de chauffage.

Filtration des émissions

Le CSX HP épure efficacement le dioxyde de soufre et les particules fines de plus de 2 μm. Il peut aussi être fourni avec une fonction d’épuration assistée et dans ce cas augmenter sa capacité de filtration par 3 à 6 fois.

Traitement du condensât et des boues

Le CSX HP est toujours fourni équipé d’une unité de traitement du condensât Caligo TX B. Il s’agit d’une tour de sédimentation alimentée juste par une petite pompe, le reste du processus se faisant gravitairement.

La boue formée dans le laveur-condenseur est quant à elle éliminée automatiquement vers différents dispositifs possibles.

Les résultats

Kauhavan Kaukolämpö Oy, la société de chauffage de la ville, dirigée par Ari-Matti Mattila a mené toute une série d’essais avec des combustibles dès l’installation du laveur-condenseur Caligo. Elle a essayé de nombreux types de bois, d’humidité variable, jusque 60%, mais aussi de fraîcheurs différentes. Et les résultats sont clairs et sans appel : à humidité égale, ce sont les biomasses les plus fraîches qui donnent les meilleures rendements globaux, combustion et condensation !

Autre enseignement de ces essais : les bois frais produisent beaucoup moins de poussières et ceci a été observé sur la propreté de la chaudière, ce qui a amélioré son échange, mais aussi sur les émissions. Les fumées entrent ainsi à 300 mg/Nm³ de particules dans le laveur-condenseur et en ressortent à moins de 40 !

Concernant l’eau de condensation, elle est produite en saison de chauffe à raison de 2 m³/h. Sa teneur en solides est inférieure à 10 mg par litre, son pH compris entre 6 et 10 et peut être rejetée dans le milieu naturel. Et pour preuve de son innocuité, Juha Järvenreuna s’est empressé de prélever un gobelet de cette eau tiède et de la boire devant nous ! Ari-Matti Mattila ajoute qu’avec le système de condensation de l’ancienne chaufferie, le traitement de l’eau lui coûtait 6 € par heure.

Pour en savoir plus sur cette technologie lire : Caligo révolutionne la condensation en chaufferie bois avec sa pompe à chaleur

Contacts :

• Caligo Oy : Juha Järvenreuna – +358 40 574 5719 – juha.jarvenreuna@caligoindustria.com – caligoindustria.com
• Caligo en France : Matti Tulkki – Fennofrance – +33 247 40 04 31 – +33 608 27 82 60 – Matti.tulkki@fennofrance.com – www.fennofrance.fr/caligo.htm

Frédéric Douard, en reportage à Kauhava