iO
il%i5
Ge qui précède suppose que les autres murailles de Tenceinte sont sensiblement à la température de Tair intérieur; ce qui ne pourrait plus avoir lieu si toutes les murailles étaient exposées à Tair extérieur. Dans ce cas, toutes les surfaces intérieures étant sensiblement à la même température, leur rayonnement réciproque est sans influence, et Ton conçoit que, pour des valeurs égales de T et de T', la quantité de chaleur transmise, dans les mêmes circonstances, par mètre carré et par heure, est plus petite que dans le cas précédent. Le rayonnement intérieur étant sans influence, on a :
d'où :
C(Q + A;') + QEAp' ' ^ "" C(û+AO+QEA/ ' C(Û+A;')+QE^*
Pour les valeurs précédentes de C, A;, k\ T et T', on conclut pour :
l-'jOO
7i0. Transmission de la chaleur à travers les vitres. Examinons les deux cas extrêmes : celui où les vitres sont placées dans la seule face de l'enceinte exposée à Tair extérieur, et celui où toute l'enceinte est vitrée et exposée à l'air extérieur.
Dans le premier cas, les rayons de chaleur obscure ne traversant pas le verre (468), les vitres s'échauffent d'un côté par le rayonnement des surfaces intérieures que l'on peut supposer à la température T, et par le contact de l'air chaud; de Tautre côté, elles se refroidissent par des causes analogues. En admettant que le réchauffement et le refroidissement s'effectuent de la même manière, pour les mêmes excès de température, et en remarquant que, pour les petites épaisseurs des vitres, on peut supposer que les quantités de chaleur transmises sont indépendantes de leur épaisseur (709), on a, en désignant par 6 la température moyenne de la vitre :
d'où:
De ces formules, en faisant A;=:2,91 (705), et T' = 6% T=15«; d'où 6 = 10%5, on tire, en adoptant pour les hauteurs de vitres :
Ces dernières valeurs de M, obtenues en divisant les premières par 15 — 6, correspondent à une différence T — T' = !•.
Pour une enceinte entièrement vitrée exposée de toute part à l'air extérieur, le rayonnement réciproque ne produisant aucun effet, les vitres ne sont échauffées que par Pair, et l'on a, en négligeant l'effet du sol :
d'où:
M = (T — ^)hf, A;'T + QT'
formules desquelles on tire, pour T' = 6% T = 15" et pour les hauteurs de vitres :
Ces dernières valeurs de M sont pour une différence T— T' = 1'
Les deux cas extrêmes que nous venons d'examiner pour les vitres, de même que les cas analogues pour les murailles (709) » ne se réaliseot jamais entièrement dans la pratique. Dans le premier cas, les murs en face des vitres ont toujours une température inférieure à celle de Fair; dans le second, il y a toujours une partie de l'enceinte qui n'est pas vitrée, et quand le chauffage a lieu en partie par le rayonnement des surfaces échauffées, les rayons qui arrivent directement sur les vitres augmentent la quantité de chaleur qu'elles transmettent. Mais la chaleur transmise est comprise entre les limites assignées à ces cas extrêmes.
711. La quantité de chaleur perdue par le sol, en général très petite, peut ôlre négligée dans l'établissement des appareils de chauffage. Dans nos climats, la température du sol étant à peu près constante à 8 mètres de profondeur, et égale à la température moyenne annuelle de 10 à 11», il en résulte que la température du sol des édifices doit être voisine de cette dernière, qui diffère peu de celle intérieure habituelle de 15^
712. Quant à Tinfluence de la partie supérieure des pièces, les édifices publics et les maisons particulières étant toujours recouverts d'une toiture et d'un plancher épais de grenier, il en résulte qu'on peut négliger la perte de chaleur par la partie supérieure des édifices.
713. Transmission de la chaleur à trayers les enveloppes cylindriques. Ce cas est celui, par exemple, d'un tuyau métallique parcouru par de la vapeur et enveloppé d'une matière conduisant mal la chaleur. On a:
^■~ C + (yfc + A;') R'N '
M quantité de chaleur transmise par unité de longueur du tuyau et par heure ;
N = c(logR'-logR);
e = 2,3026 nombre par lequel il faut multiplier le logarithme d'un nombre pour aToir son logarithme népérien {Int, 409) ;
R et R' rayons extérieurs du tuyau de l'enveloppe ;
T et T' températures intérieure et extérieure ;
G coefficient de conductibilité de l'enteloppe (4«) ;
k et k' coefficieAts dus au rayonnement et au contact de Tair (705 et 706) ; si la matière enveloppante est couverte de toile, k = 3,65| et k' se déduit de la formule donnée au n° 706 pour les cylindres horizontaux.
714. Cheminées ordinaires. La quantité de chaleur rayonnée dans l'appartement par un foyer ordinaire de cheminée est à peu près le quart de la chaleur totale rayonnée par le combustible; ainsi, pour le bois, elle est seulement les 0,06 ou 0,07 de la chaleur totale développée par sa combustion (508, 539).
Les combustibles les plus convenables pour ce mode de chauffage sont la houille et le coke, dont les pouvoirs rayonnants sont très grands (521, 535). Les cheminées ouvertes n'utilisent cependant qu'environ les 0,13 de la chaleur totale développée par ces combustibles.
On peut admettre que dans les cheminées ordinaires 1 kilog. de bois exige au moins l'appel de 100 mètres cubes d'air, et 60 mètres cubes dans celles qui sont mieux construites (536). Pour une cheminée ordi-
naire d'appartement, une section de 3 à 4 décimètres carrés est presque toujours suffisante pour le tuyau de fumée. Le diamètre varie de 0",20 à 0",25; rarement il convient de dépasser cette limite, si ce n'est pour les appartements destinés à recevoir un grand nombre de personnes ; dans ce cas, afin de faciliter la ventilation, on porte la section à 25 ou 27 décimètres carrés, 0'»,80 sur 0",32 environ.
Rumford a rétréci à 0°',12 ou 0™,15 de large l'orifice de communication du foyer avec le tuyau, de manière à réduire à 0"',04 ou 0"*^,06 la surface de cet orifice; il diminua de près de moitié la profondeur du foyer, et le termina latéralement par des murs inclinés à 45*». L'Homond a ajouté le tablier mobile en tôle. Les cheminées à la l'Homond sont celles ordinaires de nos appartements. La distance du tablier au contrecœur n'est guère que de 0,15 et à une hauteur de 0"*,30; ce contrecœur porte des briques qui ne laissent plus à l'ouverture que 0",05 de largeur. Généralement, les cheminées ont de 1 mètre à 1~,50 de large; la hauteur du dessus de la tablette varie entre 0°',98 et 1",30; la largeur de la tablette, de 0™,27 à 0"',43; la profondeur, de 0",45 à 0",80.
A la même époque, on munît la cheminée d'une prise d'air, connue sous le nom de ventouse^ qui prenait l'air à l'extérieur et l'amenait en arrière du foyer. Aujourd'hui, on emploie peu cette disposition qui a l'inconvénient d'amener de l'air froid dans les appartements; ou plus exactement on l'a modifiée en obligeant l'air à revenir en avant du foyer, et l'on interrompt à volonté par une plaque mobile cette prise d'air.
Une modification importante, apportée depuis longtemps aux cheminées, consiste à les munir d'appareils métalliques dans lesquels l'air appelé du dehors s'échauffe avant son introduction dans la pièce à chauffer. Les appareils de réchauffement ont pris de plus en plus d'importance et ont fourni la cheminée Fondet, l'appareil Cordier, les cheminées Gaillard et Haillot, les cheminées Laury, Doulton, G. Joly, Vazon, etc. Avec tous ces appareils, on utilise une plus grande partie de la chaleur fournie par le combustible. De plus, toutes ces dispositions permettent d'utiliser le coke et la houille, en les brûlant dans des grilles installées dans les cheminées d'appartement.
Les proportions de charbon nécessaires pour maintenir une même salle à la même température pendant le même temps, sont 100 pour les cheminées ordinaires, 13 pour les poêles métalliques, et de 13 à 16 pour les appareils analogues aux poêles, mais à foyer ouvert.
Dans le choix des différents modes de chauffage il faut avoir égard non seulement à la chaleur utilisée, mais aussi à la ventilation produite.
Pour les règlements et l'installation des cheminées, voir la 5' partie.
Cheminées d'usines (voir p. 731).
715. Poêles (705). Lorsqu'un tuyau dans lequel circule de la fumée chauffe directement l'air extérieur, on peut admettre que la quantiié de chaleur qui passe à travers ses parois est proportionnelle à la différence des températures intérieure et extérieure, et, des expériences de
Péclet sur les cheminées en tôle, en fonte et en terre il résulte qu'un mètre carré de surface laisse passer en une heure, pour une diôérence de température de un degré, 3,93 unités de chaleur pour la tôle, 9,9 unités pour la fonte, et 3,85 unités pour la terre cuite de 0~,01 d'épaisseur.
D'après cela, supposant que, dans un poêle, la fumée soit abandonnée à 200% on peut môme, avec de bonnes dispositions, Tamener jusqu'à 100*" avant de la laisser s'échapper au dehors^ sa température aux environs du foyer étant au moins de 800», sa température moyenne est de 500" pendant la chauffe, et l'excès de température varie de iW à 500*; d'où il résulte que, dans ce cas, chaque mètre carré de surface de chauffe laisse passer en une heure, pour un excès moyen de 450% 1768,5 unités de chaleur pour la tôle, 4455 pour la fonte, et 1732,5 pour la terre cuite de 0",01 d'épaisseur. Celte énorme différence des quantités de chaleur qui passent à travers la tôle et la fonte n'existe pas dans le chauffage par l'eau ou par la vapeur.
Les résultats précédents peuvent servir à calculer la surface de chauffe d'un poêle ou d'un calorifère, les tuyaux parcourus par la fumée ayant la section minimum de la cheminée (544), et le combustible produisant un effet utile égal aux 0,80 de sa puissance calorifique. Dans la pratique, on compte sur i mètre carré de surface de charité en tôle ou en fonte, quoique pour cette dernière elle puisse être beaucoup moindre, par 100 mètres cubes de capacité de salle à chauffer. D'après Triest, la surface extérieure d'un poêle métallique doit être de 1/7 à 4/9 de la surface extérieure de la pièce à chauffer. L'effet utile des poêles varie de 70 à 90 p. 400 (719).
Le diamètre des tuyaux des poêles peut se calculer comme celui des cheminées; mais il vaut mieux s'en tenir aux dimensions 0~,10 à 0~,20.
Les tuyaux des poêles se font en terre cuite ou en tôle ; ils sont généralement logés dans l'épaisseur des murs, et constitués par des wagons ou par des briques cintrées de formes particulières. Pour les tuyaux simplement adossés aux murs, on fait usage de poteries nommées boisseaux; la forme circulaire est la meilleure pour le tirage. Les conduits en brique, quand ils sont isolés et que leur hauteur dépasse 4™,50, doivent avoir 0",22 d'épaisseur sur deux de leurs parois, et 0^,11 sur les deux autres.
On donne un degré suffisant d'humidité à l'air en plaçant un vase plein d'eau sur le poêle ou dans les conduits d'air chaud. La quantité d'eau est de 1 à 1,5 litre par jour pour une salle de 75 à SO"*'.
M. Gurney a eu l'idée de recouvrir la surface extérieure des poêles en fonte d'un grand nombre de nervures verticales. La surface en contact avec l'air étant considérable, le poêle ne rougit plus comme lorsqu'il est lisse, et l'on peut estimer que si l'on quadruple ainsi la surface, on double à peu près la chaleur transmise par le poêle.
716. Chauffage méthodiqne (voir p. 766). La fumée et l'air échauffé peuvent, dans les calorifères, suivre une marche différente. Tantôt la fumée parcourt les tuyaux et l'air environnant s'échauffe par contact,
tantôt la fumée circule autour du tuyau et échauffe Tair qui passe à l'intérieur.
Les deux circulations d'air et de fumée peuvent marcher dans le même sens ou en sens contraire. Supposons qu'ils marchent dans le même sens : au commencement du trajet la fumée est très chaude et Tair très froid ; l'échange de calorique sera très rapide, mais lorsque la fumée se sera refroidie à 100", elle ne cédera plus de calorique. Au contraire, lorsque les deux courants marchent en sens contraire, l'air, «ntrant froid, rencontre d'abord la fumée la moins chaude et lui emprunte de la chaleur, puis il rencontre graduellement de la fumée de plus en plus chaude et s'échauffe de plus en plus. La fumée aura donc été mieux utilisée que dans le premier cas; c'est ce qui constitue le chauffage méthodique.
717. Calorifères à air chaud placés dans les pièces qnlls doivent chauffer et yentiler. Ces calorifères, employés pour les écoles et pour les petites salles d'hôpitaux, doivent, comme tous les calorifères, puiser à Textérieur l'air à chauffer. La disposition la plus simple consiste en une colonne verticale rectangulaire ou cylindrique de 1",50 à 2 mètres de hauteur, renfermant le foyer, et surmontée d'un tuyau qui s'élève d'abord verticalement, pour se recourber ensuite horizontalement et gagner la cheminée en traversant une partie plus ou moins étendue de la salle. La colonne contenant le foyer est environnée d'une enveloppe en tôle ou en maçonnerie légère, et l'intervalle de la colonne et de l'enveloppe communique par le bas avec un canal qui amène l'air du dehors, et par le haut avec l'air de la pièce. Le tirage ayant lieu dans la partie verticale, la fumée peut être peu à peu complètement refroidie dans le tuyau horizontal ; d'où il résulte qu'à l'économie de frais d'établissement de l'appareil se joint celle de combustible.
La surface de la grille peut se fixer d'après la quantité maximum de combustible à brûler par heure (742), cette quantité étant déterminée d'après le nombre d'unités de chaleur qui passe dans le même temps à travers la muraille et les vitres dans les conditions les plus défavorables (709 et 710); mais il convient toujours d'employer de très grandes grilles, de manière à avoir deux feux dormants.
D'après la hauteur de la partie verticale où se produit le tirage, on peut calculer approximativement la section du tuyau, en employant la méthode générale (544). Mais cette section doit être déterminée- d'après rétendue de la surface de refroidissement; ce qui, à moins que le tuyau n'ait une très grande longueur, conduit à une section plus grande que celle qu'exigerait le tirage. D'après Péclet, on ne peut pas compter que le foyer soit à une température supérieure à 600 ou 700% à cause de la chaleur rayonnée sur l'enceinte constamment refroidie par le courant d'air traversant l'espace qui la sépare de l'enveloppe extérieure. Dans la pratique, on obtient des résultats convenables en admettant que l'air brûlé s'échappe du foyer à une température voisine de 500% qu'il se refroidit complètement dans son parcours, que la température de la pièce est de 15% et que la quantité de chaleur émise est la même
900 DEUIIËME PARTIE.
que si le luyau avait dans toute son étendue la température moyenne de 250°. Parlant de là, supposant que le rayon du tuyan BOit égal à 0",075, la formule (7) du n- 707 donne pour la chaleur transmise en une heure par un mètre carré de surface, en obser^'anl que m = 124,72 X 3,36 = H9,06, a = l,0077, 9 = 15», ( = 250 — 15 =23S*,
M = R + A = ii9,06x 1.0077" (1,0077»»— 1) + i,il7 x aSS'-"*
Supposant que la fumée à la sortie de la colonne renferme encore à peu près les 5/12 de la chaleur produite, soîl 3335 unités par kilog. d'un combustible tel que la houille, doot la puissance calorifique est 800i (539) par kitog. de houille, il faudra 3335 : 3570 = 0-',93 de surface de tuyau. Une variation, même considérable, dans l'étendue de la surface de chauffe u'a pas une influence très grande sur l'effet utile, attendu que la variation se porte toujours sur l'extrémilé du tuyau, laquelle transmet le moins de chaleur. Daus la pratique, on prend i"^,^ à S mètres carrés de surface de chauffe par kilog- de houille à brCtler par heure, non compris les surfaces du foyer. La figure 156 représente la coupe d'un poeie calorifère à alimenlatioD P, ,j, continue, établie d'après ce sys-
tème par H. Martin, ingénieur à Besançon.
F' rAservoir de loke d'une cspacilé de 0°",35; on le remplit par le basl apris ïtoir cnleié le chapeau en tdle qui recouvre tout l'appareil; dans ce cbapeau on peut placer ob Tase eonteuanl de l'eau. Une cbarge du réaerrotr F' Taile le malin peul allmenler le fojer pendant 8 m li beorea.
Toif F'.
G cendrier; en le tirant plus ou moins k l'aide de la poignée P' on augmente ou modtre l'arrivée de l'air de la salle sous la grille G.
W orifice annulaire par lequel les pro> duils de la combustion quittent le tofer pour se rendre dans l'espace 00' compris entre le Ironc de eSne P et une premîËre emeloppe BB.
Cel espace est ditisé au milieu de sa bauteut par une cloison horilootale qui porte en 0, du càtl > opposé au tuyau de départ T de ii
I fumée, une ooTertore qui oUige ti
famée de circuler au contact de It paroi de cbauffe BB avant d'arrlier au luiian T. Le tuyau T est mna
CHIDFFAGE. 901
d'une tsItc rfgulalrice, el il s'élive yertlealement k une liauleur de 1 ou 3 mèlre», où il se raccorde avec le Inyaa presque horiionl»! qui traverse U salle. E canal d'arrJTée de l'air puisS i l'extérieur; il est muni d'une valve régulatrice R. Cet air s'élève et s'échauffe dans un espace compris entre l'enveloppa eilérienre AA el celle de chauffe BB, et pénfelre dans la salle par des onvertures latérales S garnies de toiles métalliques.
Les parois en contaet avec le foyer sont en fonte, et toul le reste est en Iflle, saut quelques petites parties qui sont en lailon, à titre d'ornementation.
Dans le syslème Musgrave {fig. 157) le combusiible est enfourné dans une cuïe rectangulaire en fonte doublée de terre réfi-actaire. Il n'y a • pas de grille; l'air pour la com-
bustion entre par la porte A, qu'on laisse plus ou moins entr'ouverte en la faisant glisser sur sa charnière. C'est aussi par cette porte que l'on retire les cendres. Les gaz traversent la colonne de combustible. Au sommet, ils rencontrent une nappe d'air chaud sortant de deux conduits (non indiqués sur la /tg. 157) ménagés dans le devant de la cuve. Cet air, attiré, ainsi que les produits de la combustion, vers l'ouverture B, se mélange aux gaz, les oxyde et en achève la combustion. Avant de parvenir à la buse d'évacuation E, les gaz ont encore i. parcourir les conduits plats G et D.
La nappe d'air qui traverse le sommet de la cuve forme aussi le tampon de fermeture de la cuve, car la porte de chargement F n'est munie d'aucune garniture étanche, et peut être laissée ouverte sans danger. La porte II, qui reste fermée, permet le ramonage des conduits C et D. L'air à chauffer entre par le socle du poule et s'élève à travers l'espace qui reste, tout autour du pofile, cotre la cuve et les conduits en fonte d'une part, et l'enveloppe extérieure d'autre part. L'air chaud se répand dans la chambre par les ouvertures des parois et du faite de l'enveloppe. Un saturateur, placé au sommet, fournit à l'air chaud l'humidité nécessaire. Les surfaces de chauffe de l'air sont considérablement augmentées par un grand nombre de nervjires venues de fonte avec la cuve et les conduits de fumée. Ces nervures facilitent la transmission de la chaleur à l'air, et diminuent la température des surfaces métalliques.
718. Calorilèras non placés dans les pièces qu'ils doivent chantier et rentiler. Le maximum de combustible & brîtler se détermine en supposant que son effet utile soit les 0,50 ou 0,55 de sa puissance calori-
902 DEUXIÈME PÀRTU.
fique (539); cet effet utile varie en réalité de 60 h 80 p. 100. La grille, pour une même quantité de combustible brûlée, a la même surface que pour les chaudières à vapeur (742), mais il vaut mieux augmenter cette surface et la porter jusqu'à 1 décimètre carré pour 0^,50 de houille que de la diminuer. La section de la cheminée et des canaux de circulation se calcule comme pour les chaudières à vapeur (542^ 543), en supposant égale à 200*' la température de la fumée dans la cheminée. Selon que la hauteur de la cheminée est de 10, 20 ou 30 mètres, le poids de houille brûlée par heure peut être de 1^,87, 2^58 ou 3^,02 par décimètre carré de section. *
Les conduits de fumée sont en briques, en terre cuite ou en tôle. Dans ces deux derniers cas, leur diamètre ne doit pas être inférieur à 0",21. Pour une section de 0"*,07, la longueur de ces conduites est de 31 à 38 mètres ; ils sont inclinés d'au moins 0^^,02 par mètre courant. La hauteur de la cheminée doit être 1/3 environ de la longueur des conduits. La cloche du foyer doit avoir de 0»,80 à 0",90 sur 0~,50 à O^eO.
La surface de chauffe réelle est de 2 mètres carrés par kilog. de houille ou 2 kilog. de bois à brûler par heure. La surface de chauffe varie de 15"* (avec des tuyaux verticaux) à 20"' (avec tuyaux horizontaux) pour 1000 mètres cubes d'air à chauffer. La surface de grille égale 1/150 de la surface de chauffe.
La quantité d'eau à donner par jour pour entretenir Thumidité est de 1,5 à 2 litres pour une salle de 100 mètres cubes.
Les tuyaux qui conduisent l'air chaud dans les diverses pièces à chauffer doivent, autant que possible, partir tous du réservoir d'air chaud, afin qu'ils ne se gênent pas mutuellement. Deux tuyaux brandies l'un sur l'autre ne doivent pas se servir d'obtureur; aussi faut-il, dans ce cas, faire usage d'une culotte. La vitesse de l'air dans les tuyaux ne doit pas être supérieure à 0~,50, les coudes et les étranglements des clefs compensés.
Pour les conduits d'air chaud la section varie de 0"*',04 à 0°*,08;Ia section de O'^'jOS est adoptée pour les locaux ordinaires.
Pour les conduits d'air froid la section est 1/4 ou 1/5 de celle d'air chaud, quand c'est l'air de la pièce à chauffer qui entre dans le calorifère ; quand c'est l'air extérieur amené par des prises spéciales, la section varie des 3/4 à l'égalité de celle d'air chaud.
Les conduits d'évacuation de Vair doivent avoir une section de 1/3 ^ 1/4 de celle des conduits d'air chaud.
Les bouches doivent être larges et maillées avec du fil de fer ou de cuivre très fin, à grandes mailles de 0",005 au moins de côté. Les bouches à coulisse sont plus commodes pour régler l'ouverture que celles à charnières.
Sans un moyen d'évacuation de l'air de la salle, l'air chaud ne peut pas s'y introduire. L'appel peut se faire par la cheminée, quand il y f a une, ou par une cage d'escalier contigu, à l'aide d'une bouche grillagée de communication. Dans les salles à manger ou les antichambres, on peut placer au plafond ou près du plafond une bouche grillagée (fà
communique, par un tuyau de 0"*,15 à 0~,16 de diamètre, avec un tuyau de tôle montant de 2 mètres dans la cheminée de la cuisine ou dans toute autre cheminée constamment chauffée.
Quand on chauffe plusieurs étages avec un seul calorifère, les étages supérieurs absorbent tout Tair sans rien laisser au rez-de-chaussée; on remédie à cet inconvénient à l'aide de coulisses ou en divisant par des cloisons le réservoir d'air chaud en autant de parties qu'il y a d'étages. Il convient, quand cela est possible, que le tuyau qui conduit l'air à chaque étage circule sous le plafond de l'étage immédiatement inférieur; des bouches convenablement distribuées sur sa longueur amènent l'air dans la pièce en traversant le plancher.
Pour pouvoir chauffer un rez-de-chaussée le calorifère doit être établi dans une cave en contre-bas; sans cela l'air chaud se distribue mal dans la pièce; il n'y va même pas si l'on chauffe en môme temps des étages supérieurs.
Lorsqu'on fait arriver l'air chaud dans une pièce telle qu'un amphithéâtre par un grand nombre d'orifices placés sous les bancs, la section de ces orifices doit être calculée de manière que la vitesse de l'air ne dépasse pas 0",20 par seconde.
Il n'y a guère que dans les hôpitaux qu'il soit nécessaire de maintenir une température constante jour et nuit. On y parvient par une combustion continue dans les foyers, ou par des réservoirs d'eau qui accumulent de la chaleur développée le jour pour la dégager lentement la nuit. Mais, à moins que les murailles n'aient qu'une bien faible épaisseur, la chaleur qu'elles renferment est presque toujours suffisante pour rendre peu sensible la diminution de température pendant la nuit.
En général, quand les murailles ont une certaine épaisseur, les chauffages de nuit sont inutiles, et un chauffage actif d'un petit nombre d'heures le matin peut réparer en grande partie la perte de régime qui alieu pendant la nuit. Quand les murailles n ont qu'une faible épaisseur, comme dans certaines usines, elles se refroidissent beaucoup pendant la nuit; mais on parvient encore facilement à les échauffer en allumant les foyers nn certain nombre d'heures avant l'arrivée des ouvriers.
Lorsque les pièces ne sont employées que certains jours et à certaines heures, pour économiser le combustible, on ne maintient pas les murailles dans un état constant de température, on ne rétablit même pas l'équilibre au moment de les utiliser; on se contente, par un chauffage très vif de quelques heures, d'échauffer partiellement les murailles, et de compenser leur faible température par un plus grand échauffement de l'air pendant l'occupation des pièces (709).
Les différentes parties des appareils de chauffage se construisent pour les jours les plus froids de l'hiver, et de manière que le matin, en un petit nombre d'heures, ils puissent amener l'air et les murs de la salle à la température qu'ils doivent avoir pendant le jour. Il est économique de disposer les appareils de manière que, pendant ce chauffage préliminaire, on puisse interrompre la ventilation ; ainsi le calorifère étant à
soi DEDXIËME PARTIE.
air chaud, il convient de pouvoir faire aller successivement l'air de la salle au calorifère et du calorifère à la salle.
Parmi les calorifères en fonte à chauETage méthodique (716), citons les systèmes Gaillard'Ilaîllot, duRoselle, Giraudeau, Jalibert, d'Hameliocourt, tous à circulatioo verticale. Dans le système Nicora, en tôle et briques réfraclaires, la circulation est verticale, mais elle marche alternativement de haut on has et de bas en haut, les tuyaux de fumée communiquant entre eux alternativement par le haut et par le bas, et formant ainsi serpentin ; il se conslruit des types do ce système pouvaDl chauffer depuis 200 jusqu'à 50000 mètres cubes.
Parmi les calorifères à circulation de fumée horizontale, se placent les systèmes Piet-Bellan, Grouvelle, Milhomme, ce dernier pouvaol chauffer 10000 mètres cubes avec une consommation journalière deïîB à 850 kilog. de houille, avec une surface de chauffe de 43"*. Dans le calorifère Genesie-Herscher, la fumée produite dans une cloche est ramenée dans une enveloppe creuse demi-cylindrique, qui entoure le foyer.
Les calorifères en fonie ont l'avanlage d'Être très simples à construire et à installer. Pour de faibles échauffements, les calorifères en briques sont un peu plus coûteux que ceux en fonte et exigent des appareils plus encombrants; quand il s'agit de chauffages importants, l'avantage se trouve renversé; les calorifères en briques sont plus hygiéniques.
Foyer Michel Perret. Dans ce foyer, le combustible est étalé en couches
minces sur des voûtes en briques réfractaires étagées comme le montre la figure 158. La manœuvre consiste à faire descendre le combustible d'un étage à l'autre à l'aide d'un r&ble et à charger l'étage supérieur.
La grille inclinée sert à mettre en feu l'appareil en portant au rouge toutes les parois intérieures avant de charger le combustible sur l'étage supérieur. Les ga/, passent dans les tuyaux autour desquels circule l'air i échauffer amené par le canal. Cet air peut atteindre ainsi 300°.
La manœuvre se fait par les portes P, P à des intervalles de temps de 6, 13 ou 2i heures. Le feu est continu. La consommation de combustible par mètre carré de l'étage supérieur et par heure est de 3 kilog. pour des intervalles de chargement de 2i heures, de 4 kilog. pour les intervalles de 12 heures et de 8 kilog. pour des intervalles de 6 heures.
CHAUFFAGE. 90a
La combustion très complète se fait avec un faible tirage. On peut au moyen de ce foyer utiliser les plus mauvais combustibles : les fraisils des forges, les résidus de lavage des houilles, les suies de locomotives, etc., et même les matières ne contenant que 25 p. 100 de combustible.
719. Rendements calorifiques des poêles , d'après le général Morin :
En faïence, chauffé au bois 0,869
En tôle, chauffé à la houille 0,900
En fonte, système Gurney 0,901
Id, id René Duvoir 0,856
Id. et flamme renversée 0,940
Id, id. avec ventilation 0,845
En terre réfractaire, système Muller 0,933
720. Poêles mobiles. Depuis quelques années, on a imaginé pour le chauffage des appartements des poêles à combustion lente, transportables très facilement d*une pièce dans une autre et procurant une grande économie de combustible sur les autres systèmes. Les poêles mobiles, très en vogue, ont été très vivement attaqués par les savants, à cause de leurs propriétés pernicieuses, et l'Académie de médecine en a demandé la proscription.
L'un des plus célèbres de ces poêles, le poêle Choubersky^ consiste en un cylindre en tôle renfermant, dans sa partie inférieure, un pot en fonte qui est le foyer, et dans les deux tiers supérieurs de sa hauteur, un second cylindre intérieur en tôle qui est le réservoir à combustible. Ce dernier se termine à SI ou 3 centimètres au-dessus de Farête supérieure du foyer; il reste donc entre le réservoir de combustible et le foyer une rainure circulaire par laquelle les gaz, produits de la comr bustion, se répandent dans l'espace annulaire compris entre les deux cylindres. La, une partie de ces gaz s'échappe immédiatement par la buse ; une autre reste plus ou moins stagnante, mais finit par être attirée à son tour dans la buse par le tirage. L'air nécessaire à la combustion entre par le cendrier, qu'un arrêt force à rester toujours largement entre-bâillé. On modère le tirage, pour mettre le poêle en petite marche, au moyen d'un registre sur la buse. D'après la Semaine des Consiructeurs (1889), les défauts de ce poêle sont la formation d'une grande quantité d'oxyde de carbone, l'impossibilité pour ce gaz d'être complètement évacué dans la cheminée et son refoulement dans la chambre quandl'appareilesten petite marche, le manque de sensibilité pour régler l'intensité du chauffage, le dessèchement de l'air de la chambre, etc. Les perfectionnements apportés à ce poêle n'ont produit que des améliorations partielles.
Tous les poêles à rayonnement ont un vice inséparable de leur principe : la haute température de leur surface extérieure. La grande chaleur émise par leur enveloppe rend inaccessible toute la partie de la chambre voisine du poêle, et détériore les meubles placés à proximité. En même temps, le chauffage et la circulation de l'air s'établissent autour de la surface du poêle, absolument comme cela a lieu dans l'intérieur d'un appareil à chauffage d'air; seulement, ce chauffage est fait néces-
(K)6 DBUXtÈlte PARTIE.
sairement ici dans des conditions plus mauvaises, parce que l'atr est en contact direct avec une surface métallique à haute température, quiie dessèclie et ie brûle. Dans ies poêles à circulation, il est possiblede prendre de bonnes dispositions pour éviter de surchauffer Tair, tandii qu'on ne le peut dans les poËles à rayonnement.
Parmi les poêles k circulation d'air, le systËtne Besson est un des plus répandus; le poêle russe est un de ceux qui présenteot les dispositions les meilleures.
Le poêle Cadé forme à lui seul un ffroupe à part [fig. 1S9). Le fo^er, haut et très élroii, est renfermé entre deux rangées verticales de barreaui Pi^ ,5g de terre réfractaire ajustés dans
un pot en fonte, ouvert surlï devant. Ses deus c6tés, deui grandes baies, pratiquées dans li fonte et fermées par des barreaoi, laissent voir le feu. La résene de combustible est emmagasioée dans la partie supérieure de l'enveloppe en tôle; ce réservoir se termine en trémie par le bas. On débarrasse le feu des cendres eo faisant basculer la plaque du fond A ; pendant cette opération, on retient la masse eu introduisant la palette à poignée B entre deux des barreaux. Il n'y a que de faibles traces d'oxyde de carbone parmi les produits de U ^ combustion. Hais le défaut de l'appareil, c'est que les produit de la combustion sont directement évacués dans la cheminée au sortir du foyer , sans ie ^ moindre bénéfice pour le chaot fage, excepté celui du rayonnement du foyer même. La partie supérieure de l'appareil reste codstamment froide.
A la suite de la discussion soulevée en 1689 à propos des dangers qae peuvent présenter les poêles mobiles, le Conseil d'hygiène publique el de salubrité du département de la Seine a publié les instructions suivantes relatives au mode de chauffage des ttabitations :
1° Les cambustibtes destinas an chauffage el ï la enUson des alimeots ne doiial être brûlas que dans les cheminées, poïles et fonrneBux qui onl une commnnicilioD direcle avec l'aii' «itérlear, même lorsque le combustible ue donne pas de [umée. U coke, la braise et les direrses sortes de cbarbon qui se trouTent dans ce deraier us, sont considères b tort, par beaucoug) de personnes, comme ponvanl Stre brOlés iMpinément à diJcouTCrt dans une cbanibre abritée. C'est lli un des préjugés les plm Hcheux; il donne lieu aux accidents les plus grares, quelquefois mSme il dnieii
cause de mort. Âussî*doit-on proscrire Tasage des braseros, des poêles et des calorifères portatifs de tout genre qui n*ont pas de tuyaux d'échappement au dehors. Les gaz qui sont produits pendant la combustion par ces moyens de chauffage, et qui se répandent dans l'appartement, sont beaucoup plus nuisibles que la fumée de bois. .
2° On ne saurait trop s'élever contre la pratique de fermer complètement la clef d^un poêle ou la trappe intérieure d'une cheminée qui contient encore de la braise allumée. C'est Ib une des causes d'asphyxie les plus communes. On conserye, il est Trai, la chaleur dans la chambre; mais c'est aux dépens de la santé et quelquefois de la Tie.
3° 11 y a lieu de proscrire formellement l'emploi des appareils et poêles économiques k faible tirage dits « poêles mobiles » dans les chambres à coucher et dans les pièces adjacentes.
4" L'emploi de ces appareils est dangereux dans toutes les pièces dans lesquelles des personnes se tiennent d'une façon permanente et dont la yentilation n'est pas largement assurée par des orifices constamment et directement ouverts à l'air libre.
5" Dans tous les cas, le tirage doit être convenablement garanti par des tuyaux ou cheminées présentant une section et une hauteur suffisantes, complètement élanches, ne présentant aucune fissure ou communication avec les appartements contigus et débouchant au-dessus des fenêtres voisines. 11 est indispensable, k cet effet, avant de faire fonctionner le poêle mobile, de vérifier l'isolement absolu des tuyaux ou cheminées qui le desservent.
6"* 11 ne suffit pas que les poêles portatifs soient munis d^un bout de tuyau destiné Il être simplement engagé sous la cheminée de la pièce à chauffer. 11 faut que cette cheminée ait un tirage convenable.
1° 11 importe, pour l'emploi de semblables appareils, de vérifier préalablement l'état du tirage, par exemple k l'aide de papier enflammé. Si l'ouverture momentanée d'une communication avec l'extérieur ne lui donne pas l'activité nécessaire, on fera directement un peu de feu dans la cheminée avant d'y adapter le poêle, ou, au moins, avant d'abandonner ce poêle k lui-même. 11 sera bon, dans le même cas, de tenir le poêle un certain temps en grande marche (avec la plus grande ouverture du régulateur).
8" On prendra scrupuleusement ces précautions chaque fois que l'on déplacera un poêle mobile.
9*» On se tiendra en garde, principalement dans le cas oîi le poêle est en petite marche, contre les perturbations atmosphériques qui pourraient venir paralyser le tirage et même déterminer un refoulement des gaz à l'intérieur de la pièce. 11 est utile, à cet effet, que les cheminées ou tuyaux qui desservent le poêle soient munis d'appareils sensibles indiquant que le tirage s'effectue dans le sens normal.
10<» Les orifices de chargement doivent être clos d'une façon hermétique, et il est nécessaire de ventiler largement le local chaque fois qu'il vient d'être procédé à un chargement de combustible.
721. Chauffage de l'air par la vapeur. D'après Tregold, les quantités de vapeur condensée en une heure par mètre carré de surface d'un tuyau exposé à Fair libre à 15° sont pour les tuyaux (596) :
de fer-blanc l''8,07
de verre 1 j'^S
de tôle neuve 1 ,80
de tôle rouillée 2 ,10
D'après Clément, la température de l'air; étant 25% un mètre carré de surface condense en une heure les poids de vapeur consignés dans le tableau suivant. La dernière colonne donne les poids de vapeur qui seraient condensés si la température de l'air était de 15*.
Dans les grands chauffages k vapeur, on peut compter sur 1^»,80 de vapeur condensée en une heure par mètre carré de surface pour la fonte, et sur 1^»,75 pour le cuivre (707).
KEtnUÈHB PIRTIE.
D'après Grouvelle, 1 mèlre carré de surface de fonte, chauffé întérieuremenl par la vapeur, et par conséquent les 990 unités de chaleur transmise par l'EISA de vapeur condensée suffisent pour chauffer et entretenir à 15° une saile de proportions de murs et de fenêtres ordinaires, telle que bibliothèque, bureau, etc., de 66 à 70 mètres cubes de capacité, ou un atelier de 90 à IDO mètres cubes. Si l'atelier a besoin d'une haute température, on prend un mètre de surface de chauffe par 70 mètres de capacité. Pour la Bourse de Paris on a compté sur 67 mètres, qui chauffent convenablement.
Les tuyaux de condensation de la vapeur (en tôle ou fonte galvanisée) à basse pression ont une longueurde 2à5 mèlresot un diamètre de O",07 à 0",20; 0",11 est le diamètre convenable lorsque le générateur correspond à la force de 12 chevaui. Le tuyau qui amène la vapeur de la chaudière est beaucoup plus petit; en Angleterre, on le fait en fer creui et on lui donne de 3 à o centimètres de diamètre; en France, ou le fait généralement en cuivre. Lorsque, par suite de circonstances indépendantes du chauffage, ta pression dans le générateur est élevée de 2 atmosphères et au-dessus, d'après Grouvelle, le diamètre iotérieur du tujao de condensation doit être égal à un minimum de O^.OSS augmenté de 0",0015 par force de cheval du générateur employé. Ainsi, pour une force de 10 chevaux, c'est-à-dire pour 200 à 250 kilog. environ de vapeur à l'heure, le diamètre est de 0°,05.
MM. Sée, pour obtenir, sous un faible volume, de grandes surfaces de chauffe, garnissent les tuyaux de condensation d'ailettes ou d'anneaux.
Connaissant le volume en mètres cubes d'air froid k chauffer dans uq certain temps, en le multipliant par le poids d'un mètre cube (464 et 133), on a le poids total d'air à chauffer; ce poids, multiplié par la capacité calorilique de l'air (488) et par la différence des températures de l'air chaud et de l'air froid, donne la quantité de chaleur h fournir (70t, 2» problème). Cette quantité divisée par 830, chiileur latente de vaporisïtion (490;, donne la quantité de vapeur condensée. On détermine la quantité de charbon à brûler (539), et par suite les dimensions de la grille (742), des conduits de fumée et de la cheminée (542, &43j.
Avec le chauffage par la vapeur, pour des ateliers de 8 mètres de largeur sur 3 mètres de hauteur, et dont la surface des vitres est le 1/6 de la surface totale, un tuyau en fonte de 0",40 de circonférence, parcourant
seulement une fois la longueur de l'atelier, suffit pour y maintenir une température constante de 45' pendant les temps les plus froids. Cela fait une surface de chauffe de 0»«,40, qui peut transmettre 396 unités de chaleur en une heure, par mètre courant d'atelier.
D'après Péclet, pour une différence maximum de 20° entre les températures intérieure et extérieure, il faudrait calculer la puissance des appareils de chauffage en comptant sur 70 unités de chaleur à fournir en une heure par mètre carré de surface de muraille de 0",33 à 0'»,35 d'épaisseur, et sur 80 unités par mètre carré de surface de vitre (709 et710).
Dulong et Petit ont adopté, pour le chauffage par la vapeur, la formule suivante :
M quantité de chaleur transmise par contact (en calories) ;
T — 6 diflFérence des températures des deux fluides (eau et vapeur, air et vapeur, etc.) ;
s surface de la paroi k travers laquelle se transmet la chaleur ;
k quantité de chaleur transmise par heure et par mètre carré (en calories).
Le coefficient k a les valeurs suivantes, d'après Fouché, pour les tuyaux en fer ou en cuivre :
Dans l'air calme (tuyau vertical) 5"» 69
( Vitesse de l^jS? par seconde. 14 ,15
Dans un courant d'air transversal au tuyau. ) Id. de 4 ,30 id, 23 ,90
( Id, de 4 ,80 id, 26 ,80
Dans Tair, la surface du tuyau étant arrosée d'eau à la température 6. . . 465 ,00
Dans Teau non bouillante 371 ,00
Jd. bouillante 2.000 à 2.500 ,00
722. Calorifères à eau chaude et à basse pression. Nous allons calculer les dimensions d'un tel calorifère destiné à émettre 36000 unités de chaleur en une heure ou 10 unités par seconde, la température de l'eau étant de 80** dans la ch'audière et dans la colonne ascensionnelle, qui a 2 mètres de hauteur verticale; de 55*" en moyenne dans le tuyau de chauffe, que l'on suppose avoir une pente totale de 2 mètres, uniforme sur tout son circuit, et de 30"* en rentrant dans la chaudière.
Chaque kilog. d'eau perdant 50 unités de chaleur dans sa circulation,
le poids d'eau qui doit sortir de la chaudière en une seconde est ë = û^^>2,
dont le volume moyen dans le tuyau est, en prenant 0,000466 pour coefficient de la dilatation absolue de l'eau pour l"* (481),
0,2(1 + 0,000466 X 55) =0,2031 de litre.
En admettant que la quantité de chaleur que laisse passer la surface
de chauffe, à égalité de différence de température, est à peu près la
même que pour la vapeur (721), chaque mètre carré de surface de fonte
laisse passer en une heure, pour la différence de 40* entre la température
65* de Peau et celle 15* de l'air, 1,80 x 550 ^ = 466 unités de chaleur.
La surface de chauffe nécessaire pour laisser passer les 36000 unités de
chaleur est donc :
= 77,25 mètres carrés.
Le diamètre du tuyau de chaufiFe étant 0",09, sa circonférence est
77 25 0-,2827 (Int. 294), et, par suite, sa longueur sera ^ ' = 273 mètres.
Prenant 5 mètres pour les parties qui sont en dehors de la pièce à échauffer, et qui comprennent la colonne ascendante et les raccordements du tuyau de chauffe avec cette colonne et la chaudière, on a 278 mètres pour le développement total de la circulation.
La vitesse de circulation de Feau dans les tuyaux est due à la différence des pressions produites par deux colonnes d'eau de 2 mètres de hauteur verticale. Tune à 55* en moyenne et l'autre à 80**, cette différence étant exprimée par une hauteur d'eau à 55"*. Or la première, c'est-à-dire la colonne descendante, presse, par décimètre carré de section, <^^ I . 0 000 466 X 55 ^^ ~ ^^^^^0, et la [colonne ascendante, de
20 = 19^^,28 ; par conséquent, la vitesse de circulatico
est due à une hauteur d'eau k 55** correspondant à0^«^,22. En eau froide,
cette colonne serait 0"',022; en eau à 55"*, elle est
ce qui fait 0",00008116 par mètre courant de tuyau.
Consultant le tableau du n"* 187, on voit que sous la charge 0»,00007721 le diamètre O-^jOO débile 0S3181 par seconde; ce diamètre est donc grandement suffisant pour l'application qui nous occupe. Il n'est cependant pas aussi exagéré qu'il paraît l'être ; d'abord à cause des changements de direction des tuyaux, et ensuite parce que la résistance étant proportionnelle au carré de la vitesse, le tableau du n* 187 donne, dans ce cas, une résistance ou charge trop faible, en la prenant pour la vitesse moyenne dans la conduite.
Pour chauffer un atelier de 13 mètres de largeur sur 3",25 do hauteur, une seule allée d'un tuyau de O'^ylô de diamètre sur toute la longueur de l'atelier paraît suffisante, la température de l'eau étant de 75 à 80* (721). Dans la pratique, Teau étant à SO'* et l'air à 15% c*est-à-dire la différence étant de 65*, il convient de considérer {■''jSO à 1*^,75 de smface de chauffe comme l'équivalent de i mètre carré à la vapeur, et de chauffer 35 à 40 mètres cubes de salle par mètre carré de fonte. Cependant Grouvelle admet que 1 mètre carré de fonte chauffé, soit à la vapeur, soit par une circulation d'eau à 80 ou 90"*, entretient 80 mètres culies 4'atelier à 15% et condense 1^»,60 de vapeur par heure.
On suivrait une marche analogue pour chauffer une pièce quelconque à l'aide de Feau de condensation d'une machine à vapeur, qui est oitlinairement à 36 ou 40<>; dans ce cas, on élèverait l'eau mécaniquemeut
Au lieu de chauffer directement l'eau à Taide d'un foyer, Grouvelle a employé la vapeur; ce qui est surtout avantageux pour les grands ateliers qui demandent plusieurs circuits, comme, par exemple, les filatures à plusieurs étages. Le réservoir d'eau est formé par la colonne montante, qui s'élève jusqu'à l'étage supérieur, et il est parcouru dans toute sa hauteur par le tuyau qui amène la vapeur du générateur. Sur ce réservoir s'embranchent les tuyaux de chauffe qui parcourent chacun un étage dans toute sa longueur. L'eau part du réservoir par les tuyaux de chauffe des étages supérieurs et y rentre par ceux des étages inférieurs. Des robinets permettent de régler la circulation de l'eau dans chaque tuyau selon les besoins du chauffage.
723. Calorifères à eau chaude et à haute pression. On distingue les systèmes Duvoir et Perkins. Dans le premier, la pression est portée jusqu'à 5 atmosphères, et dans le second elle est beaucoup plus élevée*
Un procédé de M. Duvoir consiste à chauffer l'air extérieur en le faisant passer sur des tuyaux dans lesquels circule l'eau chaude; cette disposition est employée depuis longtemps en Angleterre. Une autre disposition de M. Duvoir, et qui forme la base de tous ses appareils, consiste dans un système de poêles à eau, placés dans les salles mêmes, ei chauffés en les faisant traverser par une seule circulation d'eau dont ils font partie intégrante : l'eau passe d'un poêle à l'autre par l'intermédiaire d'un tuyau.
Le système Perkins est formé d'une seule circulation d'eau par un tuyau d'un petit diamètre; ce qui le rend peut-être moins dangereux que celui de M. Duvoir, quoique la pression y soit beaucoup plus élevée.
Les tuyaux employés à la fabrication de ce dernier genre de calorifères sont en fer creux, et ont 0",025 à0",027 de diamètre extérieur et de 0",0125 àO'^jOlSO de diamètre intérieur. Ces tuyaux sont composés de bouts qui ont 4 mètres de longueur et qui sont vissés entre eux. On les essaye à 200 atmosphères de pression ; mais, théoriquement, ils peuvent supporter une pression bien supérieure (202, 772).
Dans les calorifères construits en Angleterre, la température de l'eau à la partie supérieure du circuit varie de 150 à 200"*, ce qui correspond à des pressions de 4**"',50 à 15 atmosphères; mais, dans les foyers, les tubes atteignant quelquefois la température rouge, la pression est beaucoup plus grande (477, 494). A la partie inférieure de la colonne descendante, près du foyer, la température n'est que de 60 à 70°.
Le développement total d'une circulation n'excède jamais 150 à 200 mètres; si la surface de chauffe exige une plus grande longueur, on emploie plusieurs circulations, qui peuvent être chauffées par le même foyer. La longueur du tube renfermée dans le foyer est le 1/6 environ de la longueur totale du circuit. La capacité du réservoir d'expansion, placé à la partie supérieure du circuit, doit être au moins les 0,15 de la capacité totale des tubes. En Angleterre, on compte sur 2 pieds de longueur de tuyau pour chauffer 100 pieds cubes de capacité ; ce qui revient à peu près, en prenant la moyenne entre 0'',025 et 0°',012 pour
9i2 DEUXIÈME PARTIE.
le diamètre de la surface de chauffe, à 1 mètre carré de surface de chauffe pour 80 mètres cubes de capacité.
Le remplissage s'opère généralement au moyen d'une pompe foulante, qui sert à essayer l'appareil sous une pression d'au moias 200 atmosphères.
11 y a perte d'eau dans ces calorifères, et dans les grands appareils il faut ajouter 1/2 litre d'eau tous les 8 ou 10 jours.
En France, M. Gandillot établit de ces calorifères dont les tubes oot de O'^fiS à 0"',04 de diamètre; ils sont formés de bouts réunis par des manchons à vis, et ils résistent k des pressions de 40 atmosphères et plus.
724. Chauffage des liquides. Lorsqu'on chauffe directement un liquide dans une chaudière à l'aide d'un foyer placé dessous, la surface de chauffe peut se calculer d'après la considération que 1 mètre carré de cette surface laisse passer la quantité de chaleur nécessaire pour vaporiser de 15 à 20 kilog. d'eau en une heure (749); mais il convient de prendre 1 mètre carré de surface de chauffe pour 3 à 5 kilog. de houiUe ou 6 à 10 kilog. de bois à brûler par heure. Les différentes parties do fourneau se déterminent comme pour les chaudières à vapeur ordinaires (542, 543, 742).
Chauffage des bains. Supposons qu'il s'agisse de déterminer la quantité de charbon nécessaire pour chauffer l'eau dépensée pour 25 baios, l'eau froide étant à 5^
Une baignoire contenant de 280 à 300 kilogrammes d'eau à 30*, la quantité de chaleur dépensée est, pour chauffer l'eau des 25 baios, 300 X 25 (30 — 5) = 187500 unités, qui absorbent à peu près 31 kilog. de houille; on peut utiliser 6000 unités de chaleur par kilog. de houille. On ne chauffe qu'une partie de l'eau, et on l'élève à la température de 70 à 80*; le poids d'eau à échauffer de 5 à 80* est alors, pour les
25 bains, lïl^ = 2500 kilog.
725. Chauffage des corps solides. Dans les fours destinés à fondre la fonte, la quantité de chaleur utilisée, c'est-à-dire absorbée par le métal pour s'échauffer et se fondre, n'est que les 0,14 de la chaleur totale développée par le combustible (0^,3 de coke pour fondre 1 kilog. de fonte, lequel, projeté dans 20 kilog. d'eau, en élève la température de 14". Traité de la chaleur, par Péclet). Grouvelle évalue cette quantité de chaleor utilisée à 0,20 dans les fours de fusion de la fonte; à 0,05 dans les fours à puddler, ainsi que dans les fours à réchauffer les fers et les tôles, et à 0,02 dans les fours de verreries et dans ceux à cuire les poteries, les porcelaines, etc. (590).
D'après Ebelmen, la quantité de chaleur qu'emportent les gaz est les 0,62 de la puissance calorifique du combustible pour le haut foumean de Clairval, marchant au charbon de bois, et les 0,67 pour celui d'Aodincourt, marchant avec du bois et du charbon de bois. Cette perte est plus considérable pour les hauts fourneaux (tu coke; ainsi Ton brûle de 440 à 220 kilog. de coke pour 100 kilog. de fonte dans ces derniers, au lieu de 100 à 160 kilog. de charbon dans les premiers (587).
VENTILATION. 913
Dans les fours continus destinés à la fabrication de la chaux, on emploie 1 volume de houille ou 1 volume 1/2 de coke pour 4 volumes de pierre à chaux. Les petits fours donnent 12 hectolitres de chaux par jour et les plus grands de 90 à 100 hectolitres.
On brûle de 135 à 210 kilog. de bois par mètre cube de plâtre cuit, du poids de 1 500 ou 1 600 kilog. Lorsqu'on cuit le plâtre au moyen des gaï perdus dans la fabrication du coke (535, 589), il conviendrait de faire Arriver sur le gaz un courant d'air qui en opérerait la combustion, et au delà de la flamme un second courant d'air qui amènerait les gaz résultant de la combustion à 200 ou 300% attendu que la cuisson du plâtre s'opère à 100\ (Consulter la 5" partie.)
726. Chauffage au gaz. Le gaz d'éclairage, comme agent de chaufifage, joue un rôle très important. On admet que 1 mètre cube de gaz développe 6 000 calories ; mais ce nombre n'est pas encore définitivement fixé.
Les emplois du gaz comme combustible sont nombreux :
l** Cuisine : réchauds, rôtissoires^ grilloirs ;
2° Appartements : appareils chauffant par rayonnement, soit par réflecteurs, soit par matières incombustibles portées k l'incandescence (asbeste, amiante, fonte). — Galo« Tifëres chauffant par la production d*air chaud ;
3^ Divers : Chauffe-bains, lessives, bouilleurs rapides, grilloirs k café, fers et ma-* «hines h. repasser ;
4° Industrie : becs Bunsen, machines à griller les tissus, étuves, moufles pour fondre les métaux, etc.
Il faut dépenser environ 1200 litres de gaz, pendant l'été, pour chauffer de 20 à 3o* les 280 litres d'eau qu'exige un bain renouvelé convenablement. Pendant l'hiver, il faut 2000 litres de gaz pour élever «80 litres d'eau de 10 à 35».
VENTILATION
727. Air nécessaire à la respiration. L'air est formé, en volumes, de 0,21 d*oxygène pour 0,79 d'azote; il contient, en outre, 0,0004 à 0,0006 d'acide carbonique, et une quantité très variable de vapeur d'eau. D'après J.-B. Dumas, un homme fait 16 à 17 expirations par minute; il transforme par heure en acide carbonique tout l'oxygène contenu dans j90 litres d'air, et le volume d'air qu'il expire par heure est de 333 litres contenant 0,04 d'acide carbonique.
728. Air vicié par la transpiration. Un homme, par sa respiration cutanée et pulmonaire, produit en une heure de 45 à 77 grammes de vapeur, soit en moyenne 61 grammes. Barrai a trouvé 50 grammes. 1 mètre cube d'air saturé à iS*» contenant 13 grammes de vapeur (601), le volume d'air à moitié saturé qu'un homme vicie en une heure par
€a transpiration est ^-g = 6»%92 à g-g = 11"%85.
La proportion d'acide carbonique que contient cet air est : 0,04 ^^ + 0,0005 = 0,0024, à 0,04 ?i^ + 0,0005 = 0,0016.
La limite précédente 6"",92 à il'^sSS est celle qui correspondrait à une , ventilation dans laquelle Fair pur arriverait par un grand nombre d'ouvertures pratiquées dans le sol et s'écoulerait par des orifices supérieurs; ce qui peut être en partie réalisé dans de grands amphithéâtres. Mus quand le chauffage a lieu par Tair de ventilation, l'air arrivant et partant par des orifices pratiqués près de la surface du sol, l'air pur se mélange avec l'air vicié, et Ton conçoit que pour que l'air de la salle ne contienne nulle part trop d'acide carbonique, il faut une ventilation plus active. Dans les appareils de chauffage et de ventilation examinés aux n*'733 et suivants, on s'est basé sur des nombres plus grands.
Dans une salle d'école renfermant 180 enfants de 7 à 10 ans, Péclet a reconnu qu'avec une ventilation de 6 mètres cubes par heure et par enfant, il n'y avait qu*une faible odeur dans la salle, mais 15 à 20 mètres cubes procurent une ventilation excellente. M. Leblanc a remarqué qu'à la ventilation de 6 mètres cubes par heure et par enfant, la quantité d'oxygène disparue était de 0,0016, ce qui pouvait correspondre, au plus, à une proportion d'acide carbonique de 0,0022; aucune odeur ne régnait dans la salle, où la température était de 17*, et la respiration n'y était nullement gênée. La ventilation ayant été réduite à i'^'jCS d'air par heure et par individu, la proportion d'acide carbonique s'est élevée à 0,0047, et il n'y avait pas d'odeur sensible. Enfin la salle ayant été complètement fermée et la ventilation régulière annulée, après le même nombre d'heures de séjour que dans les expériences précédentes, la proportion d'acide carbonique s'est élevée à 0,0087 et l'atmosphère était lourde. La température intérieure était de 18% celle extérieure i 6^
Dans une expérience de Péclet à l'ancienne Chambre des députés, la salle contenant 1 000 à 1 100 personnes, vers 4 heures du soir, on ne constatait aucune odeur désagréable, la ventilation étant de 6 à 7 mètres cubes par heure et par personne; mais il y avait nécessairement de l'air appelé par les fissures des portes et des fenêtres, et par les portes qui s'ouvraient de temps en temps. M. Leblanc a donné 4400 mètres cubes pour le volume total d'air sortant des caves et il 000 mètres cubes pour le volume total débité par les cheminées d'appel, le volume d'air par heure et par personne étant de 18 mètres cubes, et l'air renfermant 0,0025 d'acide carbonique. Mais pour une salle de réunions ordinaires, il est préférable d'adopter 40 à 50 mètres cubes d'air.
D'après des expériences faites à la Conciergerie par Boussingault, Leblanc et Péclet, la dose d'air nécessaire à un détenu renfermé dans une cellule est de 10 mètres cubes par heure ; la cellule contenait une cuvette mobile, cause exceptionnelle d'insalubrité.
On a reconnu que les salles d'hôpitaux, de chirurgie et les ateliers insalubres ne pouvaient être assainis et dépouillés de toute mauvaise odeur qu'avec une ventilation de 100 à 150 mètres cubes d'air par heure
VENTILATION
et par individu (737). Pour les varioleux, 200 mètres cubes sont nécessaires, et pour les femmes en couches il faut 300 mètres cubes.
De ce qui précède, il résulte, d'après Péclet : !• qu'une ventilation de 6 mètres cubes par heure et par individu est une limite au-dessous de laquelle il ne faut pas descendre, quand l'air de ventilation est mêlé avec l'air de la pièce et qu'il n'existe aucune cause particulière d'insalubrité; d*" que quand la ventilation a lieu de bas en haut, par tous les points du sol ou par des orifices très nombreux et très rapprochés, une ventilation de 7 à H mètres cubes, par heure et par personne, fournit à chacun de l'air paraissant suffisamment pur; d° que, dans presque tous les cas, il y a des causes d'insalubrité pour lesquelles le chiffre de la ventilation doit être élevé à un point que l'expérience seule peut déterminer.
Le plus souvent, le chiffre do 25 mètres cubes est nécessaire par heure et par individu.
Pour les écuries, on adopte 180 à 200 mètres cubes par cheval.
D'après M. Leblanc, une bougie s'éteint subitement dans une atmosphère contenant de 4 à 4,5 p. 100 d'acide carbonique. La flamme des chandelles persiste quelque temps après l'extinction des bougies ; il en est de même des lampes de mineurs garnies de leur porte-mèche; les lampes à double courant d'air, ou même les lampes de mineurs dégarnies de leur porte-mèche, peuvent encore brûler quand les autres modes d'éclairage ne peuvent plus servir. Lorsque l'air renferme 4 à o p. 100 d'acide carbonique, et que la flamme d'une bougie n'y peut plus subsister, la respiration devient gênée, sans que le travail cesse, pourvu que la température ne soit pas trop élevée. Mais quand l'atmosphère renferme 10 p. 100 d'acide carbonique, elle cesse d'être respirable, et les hommes qui y pénétreraient s*exposeraient à l'asphyxie.
729. Âir vicié par l'éclairage. Dans la combustion des matières employées à l'éclairage, on peut admettre que l'air qui alimente la combustion n'est brûlé qu'au 1/3.
Tableau des poids de quelques matières brûlées en une heure, des volumes d^air nécessaires à la combustion, et des quantités relatives de lumière produite.
SÉSIGNATIOM DES HATliUSS.
Chandelles de six à la livre
Bougie
Lampe gros bec
POIDS BauLii.
TOLUMZ d'air
brûlé au tiers.
