CHAP. VI. — CALORIFÈRES A EAU CHAUDE A BASSE PRESSION

l"' de surface ; elles sont en communication par deux angles oppo-

Fiff. SI*.

ses avec deux tuyaux horizontaux. On fait les joints en interposant

entre les collets une toile en til de fer, enduite de mastic rouge ; ce mode de Jonction a très-bien réussi. Ces appareils, quoique entière-

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ment dépourvus de compensateurs, ne perdent pas, et les joints n'ont jamais besoin d'être réparés.

1996. Il y aurait un grand avanlage à placer, entre les canaux rectangulaires parcourus par l'eau, et au milieu- de leurs intervalles, des lames de tôle verticales qui s'échaufferaient par le rayonnement des surfaces de fonte et qui transmettraient ensuite la chaleur à Tair par le contact.

On peut facilement se rendre compte de la faible influence des variations de température sur les tuyaux de chauffage : supposons qre le tuyau inférieur horizontal communiquant avec le bas de la chaudière soit fixe; pour une variation de lOO*", la partie supérieure du tuyau d'ascension de Teau chaude s'élèvera de 0",0012 par mètre; l'ensemble des tuyaux de descente s'élèvera moins; car si l'on suppose que l'eau rentre dans la chaudière à 30*, la température moyenne serait de 65% et l'élévation par mèlre, de 0,0012 . 0,63 = 0",0008.

Ainsi il y aurait, dans le tube de communication du tuyau ascendant à l'appareil de chauffage, une flexion de 4 dixièmes de millimètre par mètre, flexion que peut très-bien supporter, ce tuyau, s*il est assez long et surtout s'il est en tôle, pourvu que la hauteur de l'appareil soit peu considérable. Dans toutes les dispositions, si l'appareil de chauffage avait une grande hauteur, il faudrait faire le tuyau de communication en cuivre, et lui donner la forme d'une S, afin de faciliter le mouvement provenant des inégales dilatations des appareils de chauffage et de refroidissement.

1997. Il serait facile de disposer ces appareils de manière que le chauffage fût continu, ou du moins de manière que le foyer n'eût besoin d'être aUmenté qu'à des intervalles assez éloignés. Toutes les dispositions que nous venons d'indiquer pourraient aisément être employées, ainsi que celles qui sont relativesaux calorifères à airchaud, en remplaçant les canaux destinés au chauffage de l'air par des canaux remplis d'eau qui communiqueraient avec la partie supérieure et la partie inférieure des réservoirs communiquant eux-mêmes avec la partie supérieure et la partie inférieure des tuyaux destinés au chauffage de l'air extérieur.

1998. MM. Thomas et Laurens ont construit, il y a un certain nombre d'années, dans une raffinerie de sucre, un calorifère à eau chaude, disposé d'une manière particulière. Ils avaient pour but d'utiliser la chaleur des eaux de condensation de deux appareils d'Howard, et de faire servir plusieuis fois la même eau à la condensation de la vapeur. On condensait par heure à peu près 900 kilogram-

CDilPITRB VI. — CALORIFERES A EAU CHAUDE A BASSE PRESSION. S61

mes lie vapeur, et l'eau de condensation était ^45*. Les figures S17 et 518 représentent une coupe verticaleet une coupe horizontale de l'appareil.AA est un réservoir dont le fond est garni de douze tubes en cuivre ; il est placé dans une chambre en bois GG, ouverte en haut et en bas ; chacun de ces tubes en renferme un autre C, concentrique, qui s'élève au-dessus du réservoir ; à la partie inférieure, l'Intervalle des tubes concentriques est fermé, et de petits tubes D, D... établissent une communication entre ces espaces annulaires et un tube 1 à trois branches horizontales H, H, H. L'eau chaudeest élevée dansle réservoir A, au moyen d'une pompe, et s'y maintient à une hauteur sensiblement constante, au moyen du robinet à flotteur E, et du tuyau F qui sert de trop-plein ; l'eau chaude descend par les douze conduits annulaires, passe par les tubes D dans les , tuyaux H, par lesquels elle s'écoule ; tandis que l'air extérieur monte dans les tuyaux C et se répand dans les greniers. Ces tuyaux renferment des plaques de zinc qui s'échauffent p. ^^^ ^^ ^jg

principalement par le rayonnement

des tuyaux enveloppants, et qui transmettent ensuite celte chaleur à l'air par le contact.

1999. Les calogfères à eau chaude sont quelquefois placés dans les pièces mêmes qui doivent être échauffées. Dans les serres, l'appareil se compose de la chaudière, et d'un tube peu inchné qui part du sommet de la chaudière, parcourt la longueur du bâtiment, et revient au bas de la chaudière.

2000. Chauffage des habitations par la circulation de tcaii chaude. — Pour un bâtiment renfermant plusieurs étages, l'appareil comprend la chaudière, le tuyau d'ascension, le vase d'expansion, un certain nombre de poêles placés dans les pièces, et des tuyaux établissant la communication du réservoir avec les poêles. Ordinaire-

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ment les poêles d'un même étage se trouvent dans un même circuit communiquant avec le vase d'expansion et avec le bas de la chaudière.

La détermination des dimensions des différentes parties des appareils, pour obtenir un effet donné, est une question assez compliquée, si on veut la traiter d'une manière générale , mais qu'on peut facilement résoudre dans chaque cas particulier, de manière à obtenir une approximation suffisante.

2001. Les dimensions des chaudières doivent toujours être calculées pour le cas le plus défavorable, c'est-à-dire pour celui où il y a le plus de chaleur à produire. La surface de chauffe se calculera comme pour les chaudières à vapeur ; mais ici toute la surface de la chaudière devient surface de chauffe, et par conséquent, pour la production de la même quantité de chaleur transmise , la surface totale de la chaudière est plus petite que pour les générateurs. On parviendrait facilement à refroidir l'air brûlé à 100*, en plaçant le tuyau d'ascension dans la cheminée. Comme dans ces chaudières il ne se forme point d'autre dépôt que celui du carbonate de chaux tenu en dissolution par un excès d'acide carbonique qui se dégage au premier instant du chauffage, on peut employer des formes quelconques de chaudières. Dans certaines circonstances, les pressions qu'elles doivent supporter sont très-faibles; c'est ce qui arrive toujours quand les circuits n'ont qu'une petite hauteur et que les vases d'expansion sont ouverts. Quand le contraire a lieu, les pressions peuvent être très-grandes ; car chaque hauteur de 10 mètres dans la colonne d'ascension correspond à peu près à une atmosphère, et la pression pourrait être augmentée par la fermeture du tuyau d'ascension. Dans tous les cas il faut employer des chaudières de tôle, et la meilleure disposition consiste à la former de deux cylindres concentriques, avec foyer intérieur, et à faire passer ensuite Tair brûlé sur la surface extérieure. On pourrait aussi placer dans le cylindre intérieur des tuyaux courbes communiquant avec la chaudière en deux points inégalement élevés.

La figure 519 représente une coupe d'une chaudière verticale : A, foyer ; BB, chaudière annulaire ; C, C, tuyaux pleins d'eau formant des appendices à la chaudière ; D , tuyau d'ascension de l'eau chaude ; HE, tuyau de dégagement de l'air brûlé; FF, canal de descente de l'air brûlé ; G, canal conduisant l'air brûlé à la cheminée. Cette disposition a l'avantage de diminuer le volume de l'appareil de chauffage direct, par suite la perte de chaleur à travers la ma-

CnAPITRB VI. — CALORIFÈRES A EAU CBAUDB A BASSE PRESSION- 563

çonnerie environnante, et le temps nécessaire à l'établissement du régime, par la diminution de la masse d'eau à chauffer directement. La disposition que je viens d'indiquer pourrait être modifiée d'un grand nombre de manières différentes ; mais il faut éviter, même pour les chaudières qui ne doivent supporter qu'une faible pression, les formes qui tendent à changer. Une condition indispensable à remplir consiste à obhger l'eau à s'élever sur tous les points de la chaudière ; car s'il y avait des surfaces contre lesquelles l'eau fût obligée de descendre pour s'élever ensuite dans le grand canal d'ascension, ce qui arri- pig. &i9.

verail si ce tuyau ne partait pas

du point culminant de la chaudière, celle-ci ne serait pas complètement remplie d'eau, et la tôle pourrait être brûlée. Il est toujours avantageux d'employer de grandes grilles et des feux languissants.

Malgré cette précaution, il peul arriver que l'ébullition se produise dans la chaudière et se continue dans le tuyau d'ascension ; il en résultera des soubresauts et des déversements ; pour éviter ces inconvénients, on peut, comme l'ont fait'MM. Geneste fils et Herscher frères, placer dans la chaudière un tube contenant de l'eau qui se réduit en vapeur un peu au-dessus de 100". Celte vapeur agit sur un piston libre qui ferme alors le registre de la cheminée et met en action un sifflet d'alarme ou tout autre appareil avertisseur.

2002. La cheminée doit être pourvue d'un registre destiné à régler la combustion. On pourrait utiliser une partie de la chaleur renfermée dans l'air brûlé à sa sortie du fourneau, en le faisant passer dans un calorifère parcouru par de l'air de ventilation. En augmentant la section du circuit à air brûlé, on arriverait facilement à abaisser sa température à 50", tout en conservant un bon tirage, surtout, ce qui arrive ordinairement, quand la cheminée a une grande hauteur. Le calorifère à air pourrait être disposé de bien des manières différentes : la plus simple consisterait, si la cheminée n'était pas isolée, à placer dans son intérieur une série de tubes,

ayant la hauteur d'un étage, fermés par les deux bouts, et communiquant par le bas avec l'air extérieur, et par le haut avec la partie supérieure de l'étage.

2003. Les tuyaux d'ascension peuvent être en tôle ou en fer étiré. La fonte doit être abandonnée, quand les pressions dépassent 4 à S atmosphères. On n'emploiera le fer étiré que dans le cas où les tuyaux doivent avoir un petit diamètre.

2004. Les vases d'expansion sont en tôle ou en fonte. Leur capacité doit excéder 0,5 du volume total de l'appareil, pour qu'ils puissent recevoir l'accroissement du volume de l'eau. Ils sont ordinairement recouverts par une plaque percée d'un orifice. De cette manière, la pression à la partie supérieure de l'appareil ne peut jamais dépasser la pression atmosphérique. La vapeur, qui se forme quelquefois dans la chaudière et les tuyaux, peut ainsi se dégager facilement; comme lorsqu'elle se produit elle arrive à gros bouillons, il est bon de donner au vase d'expansion une assez grande section pour éviter l'entratnement de l'eau et des projections à l'extérieur.

On a quelquefois fermé hermétiquement le vase d'expansion et on y a placé une soupape de sûreté pour empêcher la pression de dépasser une certaine limite. Cette disposition, qui permet d'élever la température dans les tuyaux et les poêles à eau chaude, et par suite de réduire la surface de chauffe, présente des inconvénients tellement graves que je n'hésite pas à dire qu'elle doit être proscrite. En effet, la soupape est dans les combles du bâtiment et le chauffeur dans la cave, et on peut compter qu'il n'en surveillera pas le jeu; si elle venait à adhérer sur son siège, ce qui pourrait arriver quand elle n'a pas fonctionné depuis longtemps ; et si un ou plusieurs robinets de distribution étaient fermés, ou si la circulation était interrompue par de Tair accumulé dans certains points du circuit, ou enfin si une obstruction se manifestait dans ces tuyaux étroits, le chauffage serait ralenti ou supprimé dans certaines parties ; le chauffeur serait conduit à augmenter l'activité du foyer, et il en résulterait un accroissement de pression qui pourrait produire la rupture de la chaudière ou des vases dans lesquels la circulation a lieu. En outre, la charge de la soupape est à la disposition du chauffeur, qui pourrait l'augmenter à volonté, pour obvier, dans un temps trèscourt, à l'effet d'une négligence dans son service.

On pourrait remplacer la soupape de sûreté par un manomètre à air libre, qui laisserait dégager la vapeur quand la pression aurait