Puissance perdue avant la mise à l'arrêt d'un poêle de masse

Calcul d'ordre de grandeur afin de déterminer l'énergie perdue si le poêle n'est pas mis à l'arrêt.

Ce clapet est situé au début du conduit d'évacuation des fumées.

Un poêle de masse bien utilisé suppose la réalisation d'une flambée vive et intense avec une charge de bois adaptée.

La puissance de combustion est conséquente : un petit foyer de 10 kg correspond à une puissance de plus de 30 kW.

Tant que le poêle n'est pas mis à l'arrêt (fermeture de l'arrivée d'air et fermeture du clapet du conduit d'évacuation), de l'air continue de circuler. L'air entre l'arrivée d'air, circule et se réchauffe en passant par à travers le foyer et les carneaux avant de ressortir par le conduit d'évacuation.

Pendant tout ce trajet, l'énergie absorbée par ce courant d'air est conséquente.

Mieux vaut-il mettre le poêle de masse à l'arrêt au bon moment...

Dans le cadre d'essais réalisés au laboratoire de l'AFPMA, les chiffres utilisés pour le calcul sont les suivants :

• foyer conçu pour une charge de bois de $10 kg$, dimensionné selon la norme NF EN 15544
• vitesse de l'air estimé en fin de flambée dans le conduit d'arrivée d'air: $v_\mathrm{air} = 1\ m.s^\mathrm{-1}$
• diamètre intérieur du conduit d'arrivée d'air : $D = 115\ mm^2$
• température de l'air extérieur : $T_e = 0\ °C$
• température de l'air en sortie : $T_s = 100\ °C$
• capacité thermique massique de l'air : $Cp = 1004\ J.K^\mathrm{-1}.kg^\mathrm{-1}$
• masse volumique de l'air (supposé sec et pris à l'extérieur à 0°C) : $ρ_\mathrm{air} = 1,3\ kg.m^\mathrm{-3}$

On en déduit :

• la section du conduit d'arrivée d'air $S = 104\ cm^2$
• le débit volumique d'air entrant dans le poêle est : $Q_\mathrm{air} = v_\mathrm{air}.S = 0,01\ m^3.s^\mathrm{-1}$
• le débit massique d'air entrant dans le poêle est : $q_\mathrm{air} = ρ_\mathrm{air} * Q_\mathrm{air} = 0,013\ kg.s^\mathrm{-1}$

Pendant un temps $t = 1\ s$, nous avons donc $13\ g$ d'air qui s'échauffe de $0\ °C$ à $100\ °C$.

Cela nécessite une énergie égale à $E = q_\mathrm{air} t Cp (T_s - T_e) = 1305\ J$

Si cette énergie a servi à réchauffer l'air, c'est cela en moins pour réchauffer l'habitat.

Autrement dit, tant que le poêle n'est pas mis à l'arrêt, une puissance de chauffe estimée à $\boxed{P = 1305\ W}$ est gaspillée.

Prenez un beau radiateur électrique, branchez le dehors à pleine puissance et vous aurez le même résultat...

Il faut donc mettre à l'arrêt le poêle au bon moment, une idée pour un autre article.

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