CHAUFFAGE A EAU SANS PRESSION A GRAND VOLUME
1806. La circulation de l'eau s'établit dans l'ensemble des tuyaux et des appareils en raison de la différence de température et, par suite, de densité qui existe entre les deux colonnes verticales, l'une ascendante, l'autre descendante.
Considérons l'appareil simple représenté (fig. 61 1 ). Nous avons vu (1061) que la vitesse de circulation est donuée par la formule :
V i+R V ih-R\ d)
En désignant par :
E la hauteur d'une colonne d'eau de densité d qui produirait le mouvement ;
Rla résistance due aux frottements, aux changements de direction ou de section;
H la hauteur commune des deux colonnes d'eau refroidie à t° et d'eau chaude à t\ ;
VENTILATION ET CHAUFFAGE DES LIEUX HAKI
ds la densité de l'eau à fj;
é la densité de l'eau I
Comme, entre ort et 8o°, la densité de leau i l'unité (elle varie à peine de 3 centièmes), on peul appr livemenl prendre d=t et on a plus simplement :
E^Ud-,
et
Gé BOfltl les formules que nous emploierai!
Nous n'avons pas, Ici, fait intervenir directement ratures parce que le coefficient «le dilatation de IVm constant il qu'il n'existe pis, pour ce Ihiide, de reluhor entre les densités et les températures.
Pour obtenir la différerne d — dx amec une exactitude M
Halle, !«' ini-Hx ''^1 de recourir aux tables de De<pret/ i Un voit, d'après ces talilfs, que le co»-lïieient de dil
de l'eau qui* de io°à 20% est en moyenne de a,
0,000749 de jo* à iou'\ Il est donc bien loin d'être au?
stant que celui des gaz. Dans les rhaull tu ehwde 01
température varie ordinairement de 60" h 100*. on peut pr comme coefficient moyen o,ooot>5, et. dan- ces linni proxîmativenient :
d—d% = o,ooo65(f4— t)
Jet dy étant les densités correftpondaût aux températi
Nous avons admis, dans ce qui précède, que le^ t»rn[«
Lures <t par conséquent les, densités étaient constante* sorte
la hauteur des colonnes verticales. En réalité, il n'en est
mais tout à fait ainsi. Il convient donc, dans le calcul, de
la moyenne des températures extrômes.
Si, par exemple, au sommet il de la colonne CD la
ture et la densité sont 1, et di et si à la basç, en D, c
devenues tt et dlf on prendra les moyennes
, = lL±i» et rf = *±^.
1307. La formule précédente (îaoe) montre que la vitesse de circulation est d'autant plus grande que la différence de. densité des deux colonnes est plus forte. Pour faciliter le mouvement, il est donc préférable de choisir la disposition qui, toutes choses égales d'ailleurs, donnera le plus grand refroidissement pour la colonne descendante de retour.
Comparons sous ce rapport les dispositions respectives dea figures 717 et 718.
Fig.
Fig. 7 «8.
Dans la première, l'eau s'élève en AB, parcourt le tuyau horizontal BC, redescend ensuite en CD et revient à la chaudière parle tuyau horizontal DA.
Si nous supposons, afin de rendre la comparaison plus simple, que le refroidissement s'effectue seulement dans les circulations horizontales BC et DA, les densités d et d1 seront constantes respectivement sur les hauteurs AB et CD (df étant plus grand que d par suite du refroidissement en BC) et la pression motrice sera
E = H(ûT-.rf).
Dans la deuxième disposition, les densités sont encore d et et en B et en C ; mais, par suite du refroidissement dans la conduite CD', la densité d" en D' est supérieure à d! et, puisqu'on admet qu'elle reste constante sur la hauteur D'A, la pression motrice sera :
E' =H(rf*-d).
VENTILATION ET CHAUFFAGE DES LIEUX HABITES
Si l'installation est disposée de telle façon que le rel ment soit le menu* de C en D' que de B en C, on
rf* =
d'où
et, par suite, dans le premier cas, la pression E a pour \
c'est-à-dire qu'elle n'est que la moitié de celle E' qu'on avec la seconde disposition.
Cet exemple su Hit pour faire voir qu'une modification la canalisation qui, au premier abord, parait sans importanrj peut exercer une influence sensible sur la s itesse de circulation
1308. On est quelquefois obligé, pour passer sous porte, ou pour tout autre motif, d'infléchir la conduite suivant \ contour ahef (fig. 719). En appelant toujours à «>t tf ï tés dans les colonnes ÀB et CD de hauteur H et d, 1
Fig.
Fig. 7™.
densités dans les colonnes ah et cd de hauteur //. on trouve facilement que la hauteur motrice est
La déviation que Ton imprime à la conduite diminue il charge motrice de la quantité h {dt — dt}. La réducti d'autant plus grande que A sera plus comparable à H, et rf, plv
^-idifférent de rfp c'est-à-dire que la hauteur h et la longueur bc — ieront plus grandes.
Comme df — di est forcément plus petit que d — d', la valeur de E sera positive tant que h sera plus petit que H. S'il était plus grand, la valeur de E pourrait être négative et la circulation ne pas se produire régulièrement.
H faut éviter autant que possible ces déviations, qui nuisent toujours à la circulation.
Quand l'abaissement du tuyau se fait à l'aller et au retour 720), on trouve pour la pression motrice
E=H(rf'-d)-A(rf1-f-rf4-rfl-rft)
et, comme les deux inflexions sont sensiblement égales, on doit «voir à peu près
di—d^dt-di et E=H{d'-d)-2h[di-dt).
La réduction de pression motrice est deux fois plus grande qu'avec une seule déviation.
Dans tous les cas où la canalisation forme une inflexion pouvant donner lieu à une poche d'air, susceptible de couper la circulation de l'eau, on établit (fig. 720), un robinet purgeur d'air C qu'on ouvre de temps en temps, ou, mieux, un tube débouchant à l'air libre, à un niveau supérieur à celui du vase d'expansion (fig. 720) a'.
1309. Chaudières à eau chaude. — Les chaudières employées dans les chauffages par circulation d'eau chaude doivent être établies suivant les principes généraux qui ont été développés dans les chapitres îv et v du tome Ier. Les petites chaudières à eau (1054 à 105s) et les divers systèmes de générateurs de vapeur peuvent être utilisés dans les installations de chauffage par circulation d'eau. Cependant, quand on emploie des chaudières à vapeur, on fait subir une modification aux carneaux de fumée qu'on fait monter jusqu'au sommet de la chaudière, ainsi que nous lavons dit (1051).
Cette disposition permet d'augmenter la surface de chauffe et ne présente aucun inconvénient au point de vue de la bonne
VENTILATION ET CHAUFFAGE DES LIEUX HABITÉS
' Hi-vrvation des hMes de la chaudière, puisque, dans le i DOUA occupe, L'epp&fei] n'a pas de chambre de vapeur.
La figure 7*1 représente une chaudière dont le four SU modifié conformément à ces indications.
En général, on emploie le moins pœeibie les chandi grandi- rapacité", pour éviter, danfl m une RI
lenteur île mise en train, la difficulté de faire varier lécha
fage suivant ta « gère
ture extérieure, tes de chaleur à l'a du service, etc.
Ordinairement , chaudières qu'en ploie pour le chauf par cireulati» ; chaude n'ont qu'un»-:
face de chauffi
portante, et comme elles doivent étire peu encombrantes, « entretien facile et peu dispendieux, leurs dispositions sont o natrement plus simples que celles adoptées pour 1rs chaud à vapeur.
1310. Chaudière tubulaire horizontale. — Cette
Fig. 7»i
Fia
dière (fig. 722) se compose d'un cylindre en tôle, don
tout de plaques tabulaires et reçoivent un faisceau de tubes
ssez faible diamètre, baignés dans L'eau h chauffer et qui
îponi presque tout l'intérieur de lu chaudière, ne laissant
eux que les passages nécessaires pour assurer la rentrée sortie faciles de l'eau, ainsi que sa libre circulation. foyer est placé sous le cylindre dont les parois sont xuM chauffées par les gaz de la combustion. Ceux-cî passent H»1 dans l'intérieur des tubes du faisceau et se rendent fin à la cheminée,
JLorsqull s'agit de produire de la vapeur, les chaudières tu- Jaircs, ont cet inconvénient que l'enlèvement das fafcéfusta- ^ns qui s'y déposent est très difficile. Dans les chauffages par i ■culation d'eau, on utilise toujours le mÊme liquide, sauf une i. ble quantité qu'on ajoute de temps à autre pour compenser s pertes résultant de Févaporation ou des fuîtes; il se produit >ne peu de dépôts, et les inconvénients résultant de la présence ï ncrustations dans la chaudière sont beaucoup atténués.
1311. Chaudières multi tabulaires. — Ces chaudières >Tit formées d'éléments titulaires comme les ^chauffeurs et les écoamisers (yi5-T i éments peuvent être roupés en serpentins arailèles dont la base 3m munir] ue avec un électeur qui reçoit £au à chauffer et le mi met avec un autre électeur sur lequel est -anché le départ d'eau lande.
Dans son traité sur le
Fig. ;i3.
lauffage par l'eau chaude, M. Baldwin décrit une chaudière lultitubulairc dont le faisceau est disposé de telle sorte que t rangée inférieure de tubes constitue la grille; les serpentin^
9ea
VENTILATION ET CHAUFFAGE DES LIBUX HABC
latéraux conservrnl uw longueur uniforme et forment rois du foyer (fig, 7^3).
Au-dessus de la première rangée inférieure d<- tu] pentins intermédiaires sont, sur mu* certaine hauteur, rô il-- longueur atin de réserver une ohambre de comb dessus de laquelle ils reprerni^nl lew longueur nom ment le r*iel du foyer.
On peut reprocher aux serpentins d'opposer u> tance au mouvement de Feau et de pouvoir donner lieu k de* ductiona de vapeur ai leur développement eet trop en
1312. Chaudière GrouveUe. — Dans c<
(%. 7>|-7-V}, que M, Grouvelle emploi»' indistinct-
■ le chauffage à basse ou à haute pression, chaque élément vaporisateur est formé d'un tuyau continu en fer, replié sur lui-même de manière à constituer un serpentin plat à spires «égales. Les spires supérieures occupent toute la longueur du ▼ide du fourneau et sont exposées au rayonnement du combustible ; les autres sont plus courtes et s'arrêtent en arrière de la grille; elles sont engagées dans une série de pièces en fonte jointives et juxtaposées formant autel.
Les éléments extrêmes du faisceau tubulaire s'étendent sur toute la longueur des parois latérales du fourneau. . Le foyer comporte deux grilles. Tune horizontale et l'autre inclinée. Les produits de la combustion s'élèvent le long de Tau tel, puis redescendent à travers le faisceau tubulaire dans lequel l'eau circule en montant. Le chauffage est donc en partie méthodique.
1313. Chaudière Chibout. — M. Chibout construit une chaudière multitubulaire (fig. 726) composée de tubes parallèles
disposés en berceau et reliés deux à deux par des bottes de communication. Les boites d'avant réunissent les tubes 1-2, 1 V et 3-3', les boites d'arrière relient 2-3 et 2'-3'.
L'ensemble forme deux serpentins symétriques qui viennent se terminer à la boîte 3-3' d'où part le tuyau D distributeur d'eau
VENTILATION LT CHAUFFAGE DES LU TK.v
chaude. L'eau refroidît rentre dans la chaudière par l'eil postérieure deta tubes * «m »
Le faisceau (tabulaire est logé dans un fourneau nerie dont la grille occupe environ la* moitié de la I produits de la combustion circulent autour des tul vers L'arrière pour se rendre à la cheminée dans laqueil pénètrent qu'après avoir circule dans un appareil I à air chaud.
1314. Chaudière inclinée. — Dans en faisceau mullituhulaire présente uni1 inclinaison de o*4oirtj par mètre; l'eau à chauffer arrive dans un distributeur «l'alimentation placé à la base et à l'arrière du faisceau, 86 n'-partil
entre les tubes, s'échauffe en montant et se rend din dans un collecteur supérieur sur lequel est branché le ti d'ascension. Les gaz de la combustion suivent un chei inverse de celui parcouru par l'eau à chauffer, et. 1 m. un* qu'il' se refroidissent, rencontrent des parois de plus en plus Cette disposition de chauffage est dune méthodique.
1315* Chaudière verticale, — On emploie, dans beaucoup de cas, des chaudières verticales ft foyer intérieur, formée* de deux cylindres concentriques recouverts chacun dure' n lutte sphérîque et laissaul entre eux un espace annulai tenant l'eau à chauffer. Les gaz du foyer chauffent d'abord h paroi intérieure de la chaudière et passent ensuite au cou de la paroi extérieure.
Les produits de la combustion passent dans le cylùn intérieur, sortent vers le sommet de la chaude ttknt
autour du cylindre extérieur et se rendent à la cheminée le earneau.
L'eau chauffée arrive à la base de la chaudière, mon le A l'espace annulaire et sort par le tuyau de départ pov se rendre soit au vase d'expansion, soit dans les locaux ï chauffer.
Pour augmenter ta surface de chauffe, on dispose quelquefois dans la chambre du foyer des tubes bouilleurs recourbés analogues à ceux de la chaudière Durenne (fan). L'eu
