Rapport final sur la création et l'évaluation d'un nouveau test de dépressurisation pour détecter les émanations d'appareils de combustion ménagers

Télécharger la version PDF (Document complet disponible en anglais seulement.)

Résumé

Introduction

Un nouveau test de vérification des émanations d’appareils à combustion résidentiels a été mis au point. Il vise à mesurer avec justesse la quantité d’émanations de produits de combustion que rejettent les appareils résidentiels et leur système d’évacuation lorsqu’ils fonctionnent à certains degrés de dépressurisation. Le nouveau test fait appel au dioxyde de carbone (CO2), à titre de gaz traceur, produit lors du processus de combustion. Le mode opératoire a été conçu de façon à ne pas requérir l’emploi d’installations de conditionnement de précision.

Au cours de la recherche, les sept appareils à gaz acquis ont été installés dans le but d’éprouver aussi bien le nouvel essai d’émanations de combustion que les appareils. Les appareils à gaz ont été choisis de manière à constituer un échantillon représentatif de ce qui s’installe couramment dans les maisons.
L’échantillon était constitué des appareils suivants :

deux chauffe-eau munis d’un évent à tirage mécanique;
un générateur de chaleur d’efficacité moyenne, conforme au code (avec kit d’évacuation murale approuvé, requis pour la plupart sinon pour l’ensemble des appareils à conduit d’évent à pression négative de catégorie 1);
deux générateurs de chaleur à condensation d’efficacité élevée;
deux foyers à gaz reliés à un conduit d’évacuation direct.

Les produits et leur système d’évent ont été acquis de distributeurs courants de produits de chauffage, de ventilation et de conditionnement d’air, qui les ont expédiés directement au laboratoire d’essai. Chacun des produits a été installé dans une chambre d’essai équipée d’un ventilateur d’extraction permettant de la dépressuriser aux degrés voulus. Tous les produits ont été installés conformément aux instructions du fabricant, moyennant le type et la longueur équivalente maximale de l’évent spécifiés par le fabricant. Les générateurs à condensation sont approuvés pour être raccordés à un conduit d’évacuation direct ou à un seul conduit. Ils ont été raccordés à un seul conduit et ainsi tiraient leur air comburant de l’intérieur de chambre d’essai dépressurisée.

Pour chaque appareil, les essais ont, au départ, été effectués alors que la chambre d’essai avait subi une dépressurisation de 50 Pa (0,2 po de H2O) par rapport à la pression à l’extérieur de la chambre. Si les émanations de produits de combustion dépassaient 2 %, l’essai était répété à une dépressurisation de 20 Pa (0,08 po H2O). Enfin, si les émanations mesurées dépassaient 2 % à une dépressurisation de 20 Pa, l’essai était effectué la chambre dépressurisée de 5 Pa (0,02 po de H2O).

Le brûleur de chaque appareil a fonctionné pendant une période de cinq minutes, le niveau de dépressurisation de la chambre étant maintenu à la valeur choisie. La consommation du brûleur en combustible, la concentration de CO2 dans la chambre d’essai, et le débit du ventilateur d’extraction ont été contrôlés pendant la période complète de cinq minutes. Les prélèvements ont été poursuivis pendant deux minutes après l’arrêt du brûleur pour que toutes les émanations de combustion rejetées dans la chambre d’essai après l’arrêt du brûleur soient incluses dans les résultats d’essais. De même, le fonctionnement du ventilateur d’extraction visait à assurer le niveau de dépressurisation requis avant de faire fonctionner l’appareil pour que toutes les émanations transitoires lors de l’allumage au début du cycle d’essai soient également incluses.
Pour chacun des essais, la quantité de CO2 rejetée dans la chambre d’essai par l’appareil et son évent au cours du cycle d’essais a été déterminée par des prélèvements. Ils ont par la suite été comparés à la quantité de CO2 dégagée par la consommation de combustible lors de l’essai. Le rapport des deux fournit une mesure directe des émanations de produits de combustion de l’appareil et de son évent au cours de chacun des essais.
Les résultats des essais de dépressurisation à 50 Pa se sont révélés plutôt intéressants :

trois produits ont enregistré des niveaux d’émanations essentiellement indétectables;
trois produits ont rejeté de faibles, mais tout de même mesurables, émanations de combustion (fluctuant entre 0,7 % et 1,5 %);
un produit a rejeté d’importantes émanations de combustion (environ 13 %).

Selon une perspective différente, si l’on présume que le repère en matière de performance pour un appareil à combustion établit le rejet d’émanations inférieures à 2 % au niveau de dépressurisation coté, six des sept appareils éprouvés selon le nouveau test l’ont « passé » à une dépressurisation de 50 Pa. Le septième produit n’a pas « réussi » ni à 50 Pa (émanations de 13 %) ni à 20 Pa (émanations de 4 %). Il a réussi l’essai à une dépressurisation de 5 %, n’enregistrant aucune émanation de combustion détectable.

Les résultats détaillés des essais en laboratoire ont fait l’objet d’un rapport distinct intitulé Laboratory Evaluation to Assess a proposed Test Method to Determine Transient Combustion Spillage, Bodycote Materials Testing Report 04-06-M278b for NRCan, July 2005. Par ailleurs, le tableau 1 résume les résultats.

Le rapport est destiné à offrir un contexte pour la recherche et à traiter de la notion des essais et des hypothèses. Il comprend aussi une description détaillée de la méthode d’essai qui intègre les connaissances acquises au cours des essais en laboratoire. La méthode d’essai actualisée comporte maintenant des unités SI dans les calculs.