Son principe de fonctionnement est simple à comprendre. Cette chaudière dont le fonctionnement sera le même qu’une chaudière classique aura la particularité en plus de récupérer la chaleur latente produite par la condensation de la vapeur d’eau contenues dans les produits de combustion. Tout comme pour les gaz d’échappement encore très chaud expulsés par les tuyères d’un avion, les fumées contiennent une proportion significative de vapeur d’eau.
Ce qui se voit n’est pas la vapeur (gaz invisible) mais un ensemble de gouttelettes (un nuage) ou plus communément des traînées de condensation produites par la liquéfaction de la vapeur au contact de l’air froid. Comme pour un réacteur d’avion, après la combustion du gaz ou du fioul, il reste de la vapeur d’eau dans les fumées évacuées par une chaudière. Les surfaces d’échange thermique des chaudières à condensation essayent d’exploiter la quasi totalité de la chaleur latente des gaz brulés avant leur évacuation. Les gaz de combustion sont refroidis à un point tel que la vapeur d’eau se condense en liquide (changement d’état), sortant ainsi d’une chaudière à condensation à une température maximale de l’ordre de 40°C (de l’ordre de 100 à 120°C pour une chaudière classique « basse température »). La chaudière va utiliser l’énergie dissipée pour ce changement d’état pour réchauffer l’eau de retour de chauffage qu’il faudra donc moins chauffer avec le bruleur avant de la renvoyer dans les émetteurs de chauffage.
La chaleur latente est la chaleur nécessaire qu’il faut à un corps pour changer d’état physique (liquide – solide – gazeux) sans changer de température. Si nous voulons transformer de l’eau dans une casserole à une température de 100°C en vapeur, il faut lui apporter de l’énergie supplémentaire pour qu’elle s’évapore. Cette énergie supplémentaire va faire changer d’état l’eau (liquide vers gazeux) sans en changer sa température. Dans une chaudière à condensation, c’est le phénomène inverse qui se déroule. L’eau de retour « froid » du circuit de chauffage va pénétrer dans la chaudière via un échangeur qui est balayé par les fumées « chaude » : la vapeur d’eau contenue dans les fumées va alors changer d’état et condenser (gazeux vers liquide). Ce changement d’état va libérer de l’énergie qui sera transmise à l’eau de chauffage repartant dans le circuit.
Pour condenser, le retour de chauffage doit être le plus « froid » possible. Il devra atteindre la température de point de rosée du combustible utilisé, qui est le point de température à partir duquel les vapeurs d’eau contenues dans les fumées vont condenser. Pour le gaz, il est se situe aux environs de 57°C, tandis que pour le fioul, c’est plutôt aux alentours de 47°C. Pour condenser et par conséquent réaliser des économies d’énergie, il est impératif que le retour de chauffage soit donc en dessous du point de rosée. Il est donc recommandé d’associé une chaudière à condensation avec des émetteurs fonctionnement également en basse température (plancher chauffant, radiateurs basse température ou chaleur douce) qui auront un retour de chauffage toujours inférieur à 57°C. Mais il est aussi tout à fait possible d’associer une chaudière à condensation avec des émetteurs dits « haute température » comme de bons vieux radiateurs fonte, car bien souvent le bâtiment aura été rénové permettant de faire fonctionner les émetteurs (alors surdimensionnés pour la nouvelle isolation) à des températures bien plus basse. De plus, si la température d’eau du circuit de chauffage est modulée intelligemment sur les déperditions réelles du logement (à l’aide d’une régulation sur température extérieure), la chaudière ne condensera pas uniquement lors de températures extérieures extrêmes mais très exceptionnelles pour toute la période de chauffe, soit 5 à 10 jours tout au plus sur plus de 200 jours de chauffe !
Les premières chaudières, chaudières dites aujourd’hui « traditionnelles », fonctionnaient toute l’année à des températures d’eau non réglables situées entre 60°C et 90°C (pour éviter toute condensation interne et de percer le corps de chauffe) et possédaient un rendement de seulement 64%, leurs fumées à haute température occasionnant des pertes considérables et une importante émission de gaz polluants. Compte tenu de leur plage de température de fonctionnement, elles ne pouvaient être directement raccordées à des émetteurs basse température comme les planchers chauffants. Il reste aujourd’hui très peu de modèles traditionnels (ex. modèle Frisquet Tradition) car leurs niveaux d’émission vont les rendre interdites à la commercialisation très prochainement.
Le choix entre une chaudière basse température ou à condensation dépend du budget dont vous disposez et des économies que vous souhaitez réaliser. Une chaudière à condensation est plus chère qu’une chaudière basse température, mais possède un rendement supérieur de 10 à 15%. En outre, la chaudière à condensation bénéficie d’un crédit d’impôt alors que la chaudière basse température n’est plus éligible depuis le 1er janvier 2009. Ainsi, suivant sa consommation annuelle de combustible, le retour sur investissement du surcout reste intéressant, de l’ordre de 5 ans, lorsque vous optez pour une chaudière à condensation.
Ainsi, les chaudières dites « basse température » sont aujourd’hui, avec des rendements de l’ordre de 90-95%, la référence de base pour les chaudières gaz, fioul ou bois, versus les chaudières à condensation. Les chaudières basse température sont conçues de façon à limiter la température minimale et pour rejeter des fumées à température plus basse. De fait, ces chaudières présentent un meilleur rendement. Ces chaudières peuvent donc s’adapter aux émetteurs basse température, comme les planchers chauffants et certains radiateurs chaleur douce.
Malgré leur nom trompeur, une chaudière basse température pouvant fonctionner aux alentours de 30°C à 50°C, peut aussi être raccordée sans problème avec des émetteurs classiques (ex. radiateurs) haute température, sachant que ces derniers sont bien souvent surdimensionnés lorsque l’isolation du logement a été rénovée et qu’ils peuvent donc fonctionner avec une température plus basse par temps froid. Car pour un rendement optimum, les chaudières basse température peuvent être raccordées à un plancher chauffant basse température et/ou à des radiateurs chaleur douce c’est-à-dire dimensionnés pour une température de retour inférieure à 60°C, et comporter si possible un brûleur se régulant selon la température extérieure.
Les chaudières basse température peuvent continuer à évacuer leurs fumées en tirage naturel sur un conduit de cheminée, en veillant à ce qu’il n’y est pas de risque de condensation dans ce dernier les fumées étant nettement plus basse en température que celles les chaudières traditionnelles (il faudra alors simplement envisager de «tuber» le conduit). Ou bien, il existe aussi tout comme les chaudières à condensation des modèles dits « étanches » et utilisant une ventouse (verticale ou horizontale) pour l’’évacuation des fumées.
