Le volume de référence ou Le Normal mètre/cube est souvent caractérisé par l'abréviation m³(n) ou (Nm3).

Mètre Cube Normal ou m 3 (n) ou (Nm3) : Quantité de Gaz, exempt de vapeur d’eau, qui, à une température de zéro (0) degré Celsius et sous une pression absolue de 1,01325 bar, occupe un volume de un (1) mètre cube.

1,01325 bar : c'est l'équivalent de la pression atmosphérique normale au niveau de la mer.

Le bar et le millibar sont utilisés pour la mesure des pressions de distribution de gaz

• Basse pression : jusqu'à 50 mbar
• Moyenne pression A : de 50 mbar à 0,4 bar
• Moyenne pression B : de 0,4 bar à 4 bar

L'unité légale de mesure de la pression, dans le système international, est le PASCAL (N/m2) et le bar.

Vous trouverez dans le tableau ci-joint, ses multiples et sous-multiples

Note :

Avec :

• Pef = pression effective.
• P = pression absolue.
• Pat = Pression atmosphérique.

Débit d'Energie : Débit énergétique instantané de Gaz, exprimé en MWh/h ou en kWh/h et calculé selon le Pouvoir Calorifique Supérieur (PCS) du Gaz.

Le pouvoir calorifique d'un combustible est la quantité de chaleur exprimée en kWh ou MJ, qui serait dégagée par la combustion complète de un (1) Mètre Cube Normal de gaz sec dans l'air à une pression absolue constante et égale à 1,01325 bar, le gaz et l'air étant à une température initiale de zéro (0) degré Celsius, tous les produits de combustion étant ramenés à la température de zéro (0) degré Celsius (c'est à dire à 0°C et sous une pression de 1 013 mbar).

Le pouvoir calorifique du gaz naturel s'exprime en MJ ou kWh par mètre cube.

On distingue 2 pouvoirs calorifiques.

• PCS = Pouvoir Calorifique Supérieur. C'est la quantité de chaleur exprimée en kWh ou MJ, qui serait dégagée par la combustion complète de un (1) Mètre Cube Normal de gaz. L'eau formée pendant la combustion étant ramenée à l'état liquide et les autres produits étant à l'état gazeux.
• PCI = Pouvoir calorifique inférieur. Il se calcule en déduisant par convention, du PCS la chaleur de condensation (2511 kJ/kg) de l'eau formée au cours de la combustion et éventuellement de l'eau contenue dans le combustible.
• Chaleur latente de vaprisation. La combustion d'un produit génère, entre autres, de l'eau à l'état de vapeur. Pour la vaporisation de 1 kg d'eau, 2 511 kJ/kg sont nécessaires. Cette énergie se perd avec les gaz de combustion évacués par la cheminée à moins de condenser la vapeur d'eau et d'essayer de récupérer la chaleur s'y étant accumulée. Certaines techniques permettent de récupérer la quantité de chaleur contenue dans cette eau de combustion en la condensant (chaudières à condensation)

Mazout :
Par kg de mazout se forme environ 1,2 kg d'eau. L'énergie nécessaire pour transformer cette eau en vapeur s'élève à 2 511 x 1,2 = 3 022 kJ/kg. Le mazout possède un pouvoir calorifique inférieur d'environ 43000 kJ/kg. Environ 6% de l'énergie disponible est donc perdue.

Gaz naturel :
Le gaz naturel contient cependant plus d'hydrogène, par conséquent, la déperdition d'énergie est plus importante lors de la combustion en raison de la formation de vapeur d'eau évacuée par la cheminée.
Environ 10% de l'énergie disponible est perdue dans ce cas.

Rapports PCS/PCI
Le rapport " PCS / PCI " des combustibles des combustibles courants, sont :

• Gaz naturel : 1,111
• Butane, Propane : 1,087
• FOD : 1,075
• FOL : 1,055
• Charbon : 1,052

Chaudières à condensation
Le gaz naturel permet de récupérer par la condensation, la chaleur contenue dans les fumées sans qu'il y ait de problème de corrosion. Les rendements courants des chaudières à condensation peuvent atteindre 105 % sur le PCI.

Ainsi, en raisonnant en kWh PCI, on atteint des rendements supérieurs à 100 %. Le raisonnement en kWh PCS est donc plus adapté à l'énergie gaz naturel car les rendements sont toujours inférieurs à 100 %. Par exemple, un rendement de 110 % en PCI correspond à un rendement de 99 % en PCS.

Les plaques signalétiques des générateurs gaz présentent deux, voire trois puissances affichées.

On y trouve des puissances utiles nominales, des débits calorifiques nominaux et quelquefois des puissances utiles minimales.

La différence entre ces valeurs est directement liée au rendement du générateur.

Le débit calorifique nominal (débit de gaz) représente la puissance calorifique maximale du générateur.

La définition physique du rendement est le rapport entre la puissance fournie (utile) à l'eau de chauffage du générateur et la puissance absorbée par celui-ci. On tient compte des pertes inhérentes au fonctionnement de l'appareil mais également aux transformations énergétiques.

Ce rendement est également appelé rendement utile.

Ainsi, une chaudière ayant un débit calorifique de 89 kW et une puissance utile de 75 kW aura un rendement utile de 89 % environ PCI. Ce générateur pourra donc alimenter un réseau de chauffage d'une puissance maximale de 75 kW. Si l'on veut dans la pratique affiner les calculs, il est possible de calculer la puissance calorifique et la puissance utile des générateurs.

La puissance absorbée ou puissance calorifique est le produit du débit volumique du gaz par le PCI à pression constante du combustible exprimée en quantité de chaleur par unité de temps.

• Qv = débit volumique du gaz
• PCI = pouvoir calorifique inférieur du gaz.

Nota : dans l'arrêté du 02/08/1977 modifié, la puissance utile est également désignée comme puissance nominale.

Dans la pratique, si l'on veut obtenir un résultat valide, il est impératif que l'appareil soit en régime thermique établi, c'est-à-dire que tous ces éléments soient à température normale de fonctionnement.

L'arrêté relatif au rendement des chaudières à eau chaude, en date du 09/05/1994, impose des rendements minimaux en fonction du type de chaudière et de la température moyenne.

Dans cet arrêté, la puissance affichée est appelée puissance nominale utile c'est-à-dire la puissance calorifique maximale fixée et garantie par le constructeur, pouvant être délivrée en marche continue tout en respectant les rendements utiles annoncés par le constructeur

GAZ NATUREL

Pour le gaz naturel, on distingue :

• les gaz " type B " distribués dans le Nord de la France ;
• les gaz " type H " distribués sur le reste du territoire.

Pour la plupart des appareils domestiques, ces deux types de gaz sont interchangeables, certains appareils nécessiteront cependant un réglage.

GAZ "TYPE B (ou L)"
Ils ont un pouvoir calorifique supérieur compris entre 9,5 et 10,5 kWh/m³(n). C'est essentiellement le cas du gaz de Groningue (Pays-Bas). Ce gaz se distingue par sa teneur élevée en azote.

GAZ "TYPE H"
Ils ont un pouvoir calorifique supérieur compris entre 10,7 et 12,8 kWh/m³(n).

Dans les petites distributions publiques non raccordées au réseau de gaz naturel, Gaz de France distribue de l'air propané ou de l'air butané (en Corse)

Composition type de l'air propané à 7,5 kWh/m³(n) :

Certaines zones peuvent être alimentées en air propané à 15,6 kWh/m³(n), mélange qui facilite la conversion ultérieure au gaz naturel.

Il existe aussi des distributions de propane pur (PCS = 28 kWh/m³(n)

Installation avec gaz propane

La réglementation en vigueur a rendu obligatoire l'installation des récipients de propane à l'extérieur

• Pression de vapeur relative du gaz propane stocké : à +5°C = 5,2 bar - à +15°C = 7,2 bar
• Citerne gaz : 1ère détente à la citerne 1,5 bar
• Citerne gaz : 2ème détente aux appareils d'utilisation 37 ou 148 mbar
• Bouteille propane : petite installation en 37 mbar
• Poste double (2 bouteilles) = 1 ère détente 1,5 bar; 2 ème détente 37 mbar

Installation avec gaz butane

• Pression courante gaz (vaporisation du butane à 0°C)
• Pression de vapeur relative du butane stocké = (+5°C = 0,8 bar) - (+15°C = 1,2 bar)
• Bouteille butane : Petite installation en 28 mbar (détente directe 1300 g/h)
• Poste double (2 bouteilles) = 1 ère détente 0,5 bar; 2 ème détente 28 mbar

Le stockage du gaz butane est situé en principe à l'intérieur de l'habitation. Un stockage à l'extérieur entraîne en hiver même après détente la liquéfaction du gaz sur les réseaux de distributions.

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