Equivalence énergétique PCS Combustibles énergies de chauffage

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Sommaire


Comparer le pouvoir calorifique et les équivalences des combustibles de chauffage et des énergies : électricité, fioul domestique, gaz naturel, gaz propane, bois déchiqueté, bûche, granulés de bois, pellet, plaquettes, briquettes.


Comment s'expriment les valeurs énergétiques ?

Généralement, la valeur est exprimée en kWh qui représente la quantité de chaleur fournie pendant 1 heure par un appareil d'une puissance d'un kilowatt.Le pouvoir calorifique du gaz naturel par exemple s'exprime en MJ ou kWh par mètre cube.

N. B. Le pouvoir calorifique des bûches et plaquettes de bois dépend énormément de la densité et de l'humidité du combustible (qui varie de 20 à 30 %, mais peut atteindre des valeurs supérieures à 50 %).

Tableau unités comptage énergies

Tableau des unités de comptage pour les différentes énergies.

Tableau équivalences

PCS : Pouvoir Calorifique Supérieur

Le PCS est le Pouvoir CalorifiqueSupérieur du combustible. Il indique la quantité de chaleur qu’il va libérer lors de la combustion par unité de volume ou de masse.

Pouvoir calorifique PCS
Unité de comptage
PCS
1 kWh électrique
1
1 litre de fioul domestique
10.667
1 litre de pétrole lampant
10.3
1 kWh gaz naturel
1
1 kg de gaz propane
13.8
1tonnegaz propane
13835
1 m3 de gaz propane
25.9
1 kg de gaz butane
13.79
1 tonne gaz butane
13790
1 m3 de gaz butane
33.5
1 kg de charbon *
9.245
1 stère bûches bois
1865
1 T granulés bois
5106
1 T briquettes bois
5106
1 T plaquettes bois
2442
1 tonne de vapeur *
697

* moyenne

PCI : Pouvoir Calorifique Inférieur

Le PCI est le Pouvoir Calorifique Inférieur du combustible. Il indique la quantité de chaleur qu’il va libérer lors de la combustion par unité de volume ou de masse.

Pouvoir calorifique Conversion*
kWh Unité de comptage
PCI
Conversion PCS en PCI
1 kWh électrique
1
par 1.00
1 litre fioul domestique
9.97
par 1.07
1 kWh gaz naturel
0.9
par 1.11
1 kg de gaz propane
12.78
par 1.09
1tonnegaz propane
12780
par 1.09
1 m3 gaz propane
23.7
par 1.09
1 kg de gaz butane
12.66
par 1.09
1 tonne gaz butane
12660
par 1.09
1 m3 de gaz butane
30.45
par 1.04
1 kg de charbon **
8.889
par 1.09
1 stère bûches bois
1680
par 1.11
1 T granulés de bois
4600
par 1.11
1 T briquettes bois
4600
par 1.11
1 T plaquettes bois
2200
par 1.11
1 tonne de vapeur **
697
par 1.09
* diviser par valeur indiquée dans le tableau
** moyenne

Chaleur sensible, latente, totale

Qu'appelle-t-on chaleur sensible, chaleur latente et chaleur totale ?

  • La chaleur est une forme de l'énergie.
  • Un corps physique selon son niveau de température contient plus ou moins de chaleur appelée chaleur sensible.
  • Un corps physique selon son état physique solide, liquide ou gazeux contient plus ou moins d’énergie appelée chaleur latente.
  • L’ensemble de la chaleur sensible plus la chaleur latente s'appelle la chaleur totale.

Valeur Tonne Equivalent Pétrole

Quelle est la valeur d'une TEP (tonne équivalent au pétrole) ?

Une tonne d'équivalent pétrolecorrespond à :

  • 1300 kg de charbon type anthracite
  • 1161 litres de fioul
  • 910 kg de propane
  • 1213.5 m3 de gaz naturel.(valeur moyenne suivant la provenance).
  • 11,6 MWh électricité.

Le rendement d'une chaudière

Quelle est l'utilité pratique de connaître le rendement d'une chaudière ?

  • Lorsque l'on veut connaitre le rendement d'une chaudière, c’est-à-dire le rapport entre l’énergie fournie sous forme de chaleur et l’énergie consommée, il suffit de relever le chiffre fourni par le constructeur qui est exprimé généralement en % PCI.
  • Cette valeur permet de comparer aisément les performances de toutes les chaudières, qu'elles soient à basse température ou à condensation.
  • Le rendement maximum (théorique) d’une chaudière à condensation de gaz naturel est de 111 % sur PCI (équivalent à 100 % sur PCS).

Le pouvoir calorifique

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

PCS et PCI : définitions

Que signifie Pouvoir Calorique Inférieur et supérieur PCI et PCS ?

  • PCS / PCI sont les acronymes dePouvoirCalorifiqueSupérieur et dePouvoirCalorifiqueInférieur
  • Le PCI est le Pouvoir Calorifique Inférieur du combustible. Il indique la quantité de chaleur qu’il va libérer lors de la combustion par unité de volume ou de masse.

N. B. Le pouvoir calorifique des bûches et des plaquettes de bois dépend énormément de la densité et de l'humidité du combustible (qui varie de 20 à 30 %, mais peut atteindre des valeurs supérieures à 50 %).

Différence PCS et PCI

Quelle est la différence entre pouvoir calorifique inférieur et pouvoir calorifique supérieur ?

  • Le pouvoir calorifique est dit « inférieur » (abrégé : PCI) lorsque cette eau de combustion est supposée restée à l’état de vapeur dans les produits de combustion.
  • Le pouvoir calorifique est dit « supérieur » (abrégé : PCS) lorsque l’eau produite lors de la combustion est supposée ramenée à l’état liquide dans les produits de combustion.

Définition du PCS (Pouvoir Calorifique Supérieur)

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.

  • Le pouvoir calorifique supérieur (PCS) donne le dégagement maximal théorique de la chaleur lors de la combustion, y compris la chaleur de condensation de la vapeur d'eau produite lors de la combustion.
  • L'eau formée pendant la combustion étant ramenée à l'état liquide et les autres produits étant à l'état gazeux.
  • Le pouvoir calorifique supérieur est la quantité d'énergie dégagée par la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau étant supposée condensée et la chaleur récupérée.

Définition du PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur)

  • PCI = Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) est la quantité de chaleur dégagée par la combustion complète d'une unité de combustible, la vapeur d'eau étant supposée non condenser et la chaleur non récupérer.
  • Le pouvoir calorifique inférieur (PCI) exclut la chaleur dégagée la chaleur de condensation de l'eau supposée restée à l'état de vapeur à l'issue de la combustion.
  • Le pouvoir calorifique inférieur 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.

À quoi sert le pouvoir calorifique ?

  • Le pouvoir calorifique d'un combustible permet de comparer entre elles différentes énergies comme le bois, le gaz naturel, le gaz propane, le fioul, les granulés de bois, etc.) afin de connaitre et de savoir quelle énergie produit le plus de chaleur lors de sa combustion.
  • Le pouvoir calorifique s’exprime en quantité de chaleur par quantité de combustible : pour le bois énergie en kWh/kg, le gaz naturel en kWh/m3, le gaz propane en kWh/kg, le charbon en kWh/tonne et le fioul domestique en kWh/litre.

Qu'appelle-t-on la combustion ?

  • La combustion est la réaction d'un combustible (chaîne carbonée composée de carbone et d'hydrogène) et d'un comburant (oxygène).
  • Lorsque les réactifs se sont mélangés dans les bonnes proportions (conditions stœchiométriques), les produits issus de cette réaction sont du dioxyde de carbone (CO2) et de l'eau (H2O) ainsi qu'un dégagement de chaleur.

Définition d'unkilowattheure

Qu’est-ce qu’un kilowattheure (kWh) exprimé en PCI ou en PCS ?

  • Le pouvoir calorifique est la caractéristique essentielle d’un combustible, il correspond à la quantité de chaleur dégagée par la combustion d’une unité de quantité de ce combustible. (Kilo, litre, m3, etc.).
  • Le pouvoir calorifique d'un combustible est le paramètre caractéristique de chaque énergie.
  • Cette grandeur – exprimée en kJ/l (PCI volumique) ou en kJ/kg (PCI massique) – caractérise la quantité d’énergie fournie par le carburant considéré.

Equivalences énergies

  • 1600 litres de fioul domestique équivalent à 1000 kg de gaz propane.
  • 1 litre de fioul équivaut à 10.7 kWh

1 tonne de pellets correspond environ à :

• 500 l de fioul
• 520 m3 de gaz naturel
• 750 l de gaz liquide
• 600 kg de charbon de coke
• 1 400 kWh de courant pour les pompes à chaleur géothermiques (coefficient de performance 3,4)
• 2 700 kWh de courant pour les pompes à chaleur air-air (coefficient de performance 1,8).

Calcul PCS/PCI du gaz naturel

Exemple de calcul de PCS/PCI avec du gaz naturel

Prenons un premier exemple avec le méthane (gaz naturel), le pouvoir calorifique exprimé en kilowattheure par mètres cubes (kWh/m3) correspond à la quantité d’énergie (en kWh) contenue dans un mètre cube (m3) de gaz naturel. Ce pouvoir calorifique dépend de la composition effective du gaz qui a été livré (provenance, période, etc.), il est exprimé dans des conditions « normales » de température et de pression (0 °C et 1013 mbar). Ainsi, le prix du gaz naturel est facturé en kilowattheure (kWh) PCS.

  • Afin de pouvoir être comparé à d’autres énergies, il est nécessaire de le convertir en PCI.
  • Le rapport entre PCS et PCI varie selon les combustibles ainsi que de leur composition.
  • Pour le gaz naturel, le rapport PCS/PCI est égal à 1,11. Le rapport PCS/PCI est de 1,09 pour du gaz propane, 1,07 pour du fioul domestique, 1,05 pour du charbon.
  • En conclusion, plus ce rapport PCS/PCI est important, plus la chaleur récupérable par condensation sera élevée.

Evolution des énergies

Quelle est l'évolution des principales énergies de chauffage en France ?

  • L'énergie la moins chère est celle que l'on ne consomme pas et que l'on...ne produit pas.
  • La sobriété énergétique est la première mesure à adopter pour pouvoir devenir plus indépendant.
  • Le centime kilowatt/heure ne suffit pas pour faire un choix, d'autres critères doivent être pris en compte : par exemple l'impact environnemental, l'amortissement, le coût de la maintenance, la dépréciation, la fiabilité et surtout le confort.

Toutes les équivalences par combustible

Ce ce tableau, il est facile de comparer toutes les énergies : bois bûche, fioul domestique, gaz naturel, gaz propane, granulés de bois ou pellet, bois déchiqueté…

Prix des énergies



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