échangeur de chaleur

“ La grande capacité de l'eau pour la chaleur, plus que quadruple de celle de l'air, en fait un réservoir de chaleur dont la température n'éprouve que de faibles et lentes variations, par suite de changements ou de négligences accidentelles dans la conduite du feu. Il y a plus, tant que la chaudière et son fourneau conservent une température supérieure à celle des récipients, la circulation de l'eau et ses effets calorifiques se continuent longtemps encore après que le feu a été complètement éteint. ”

“ Chauffage.
Le procédé le plus efficace pour combattre l'abaissement de la température dans les habitations est celui qui consiste, comme en Russie, à faire passer dans l'épaisseur des murs des tuyaux de calorifères qui entourent la pièce entière d'un véritable réseau de chaleur. Mais cette disposition ne peut s'établir qu'au moment où l'on construit la maison. Il en est de même des calorifères de nos pays, et des bouches de chaleur par lesquelles ils versent dans l'intérieur des habitations l'air échauffé au contact de leurs tuyaux. ”

“ Quel que - soit le fluide utilisé comme véhicule de chaleur, il circule dans des conduites de distribution, dont l'importance ou la section est fonction et de la distance-du local à chauffer au foyer de production de chaleur et de la température à fournir dans ce local. ”

“ Dans les caves ou les sous-sols, généralement à basse température, et sous l'influence des courants d'air produits par les soupiraux, toutes ces surfaces, tous ces conduits, ou tous ces tuyaux, transmettent une quantité de chaleur considérable, qui est souvent estimée par les constructeurs à 10, et même 15 0 /0, de la chaleur produite par les générateurs de chauffage. ”

“ Les propriétés de l'eau chaude, appliquée au chauffage, ont donné l'idée de distribuer la chaleur dans les villes, tout comme on y distribue le gaz d'éclairage, l'eau potable, l'électricité pour télégraphes et pour horloges. ”

“ La cheminée est quelquefois remplacée, pour produire le mouvement des gaz, par un ventilateur ou un autre appareil d'aspiration ou d'insufflation.
Les appareils de chauffage, indépendamment des conditions générales de stabilité auxquelles toute construction doit satisfaire, sont soumis à des conditions particulières qui résultent de l'action de la chaleur et de la nécessité d'assurer un fonctionnement économique et régulier. ”

“ La seule différence, c'est que la chaleur ici est fournie par la nature; mais si l'on envoie déjà à Paris, à frais communs, du gaz, de l'électricité et de l'eau de deux sortes, l'une pour les lavages, l'autre pour la boisson, enfin du froid, sous forme de glace, pourquoi n'enverrait-on pas aussi de la chaleur sous forme liquide ? ”

“ L'influence de l'excès de température sur le coefficient de transmission peut s'expliquer par le rôle que joue le rayonnement dans ces expériences ; la transmission ne s'effectue pas uniquement par convection, mais aussi en partie par radiation, parce que le tuyau d'eau chaude rayonne sur les parois de l'enveloppe, qui s'échauffent et communiquent leur chaleur à l'air qui se meut à leur contact. ”

“ Dans le cas où l'on utilise les surfaces de chauffe comme hydrocalorifère avec bouches d'émission d'air dans les locaux chauffés et sans utiliser aucunement la chaleur due au rayonnement des surfaces, il est absolument inutile de chercher à régler la circulation de l'eau car on complique l'installation et on augmente le prix d'une manière notable. ”

“ Dans la plupart des appareils de chauffage employés dans les usines, notamment dans les chaudières à vapeur, l'excès de la température des gaz dans la cheminée est supérieur à 150° et inférieur à 500. ”

“ Pour arriver à ce but on a employé le chauffage à l'air chaud, la vapeur et la circulation de l'eau chaude dans des tuyaux ; ces divers moyens, pour être bons, demandent une grande dépense de combustible, afin de maintenir toujours la chaleur à un degré égal, sans lequel le but désiré ne saurait être atteint. ”

“ Cet inconvénient devient de plus en plusgrave à mesure que la température extérieure s'abaisse, et atteint son maximum au moment des plus grands froids, quand le calorifère est appelé à donner toute sa puissance, et que tous les orifices des chambres sont soigneusement calfeutrés.
2° Chaque conduit de chaleur contient une colonne d'air chaud dont le poids est inférieur à celui de la colonne d'air atmosphérique extérieure ; il se produit donc dans ce conduit un tirage analogue à celui d'une cheminée, et qui tend à
produire un vide dans la chambre de chaleur. ”

“ On est à peu près unanime à reconnaître que l’homme qui ne se livre pas à un travail manuel éprouve l’impression du froid au-dessous de 15 degrés du thermomètre centigrade. Au reste, l’impression que la chaleur artificielle produit sur le corps humain dépend surtout du mode de chauffage. Devant une cheminée qui détermine, un appel d’air abondant, on supporte, sans en éprouver d’incommodité, une température plus élevée qu’au voisinage d’un foyer, tel qu’un poêle, dont la puissance d’aérage est très limitée. ”

“ Le vrai chauffage mixte par la vapeur et l'eau se compose donc de poêles ou radiateurs, ou repos de chaleur, contenant de l'eau, et d'une circulation de vapeur apportant à cette eau, d'une manière continue, les calories qu'elle perd, par transmission à l'air des locaux chauffés, par des poêles ou radiateurs à vapeur. ”

“ De même que le chauffage à eau chaude, le chauffage à vapeur a pour principal avantage de permettre de placer les surfaces chauffantes dans les locaux même à chauffer ; il se prête par suite admirablement à un chauffage rationnel, permet de créer au bas des parois refroidissantes ces rubans de chaleur dont nous avons indiqué le rôle si indispensable et supprime, où tout au moins permet de supprimer, les gaines sales auxquelles condamne le calorifère à air chaud. ”

“ Lorsqu'il n'y a qu'un foyer de chaleur destiné au chauffage de toute l'habitation et qu'il est placé en dehors des locaux dont on se propose d'élever la température, on dit que le chauffage est central. Pour le réaliser on emploie des appareils qui distribuent la chaleur au moyen de l'air, de l'eau ou de la vapeur d'eau élevés à une haute température. La source de chaleur est placée dans le bas de la maison, généralement dans les caves ; des conduites en partent pour répartir dans toute l'habitation le gaz ou l'eau destinée à transporter le calorique. ”

“ Pour transformer d'une manière continue de la chaleur en travail, le corps homogène dont l'expansion sous pression développe le
travail externe prend de la chaleur à la source chaude, en cède à la source froide, et revient à son état primitif, ayant transformé en travail, au plus, l'excès de la chaleur prise à la première source sur la chaleur cédée à la seconde. ”

“ Il est impossible de bien comprendre l'étude des appareils de chauffage sans avoir une notion précise des lois physiques qui régissent la production et la transmission de la chaleur. Aussi un ouvrage sur le chauffage doit-il être précédé d'une courte révision des phénomènes qui accompagnent la chaleur, et qui sont étroitement liés à son utilisation. ”

“ Transmission de la chaleur à travers des poêles. — Supposons, ce qui s'éloigne peu de réalité, que la température des produits de la combustion dans le foyer soit de 1000°, et que ces gaz, après avoir traversé la colonne du poêle et le tuyau à fumée, possèdent encore, à leur entrée dans la cheminée, une température de 100°. ”

“ Employée à l'état liquide, comme véhicule de chaleur, on ne peut pas, en principe, chauffer l'eau à une température atteignant 100°: dans les chauffages dits par thermo-siphons, fonctionnant à l'air libre, on ne dépasse pas la température de 90°. ”

“ L'installation d'un appareil lourd et encombrant, comme une chaudière à vapeur par exemple, est très difficile, sinon impossible à une grande hauteur. Il y a de plus une perte de chaleur considérable à travers les parois de la cheminée parcourue par des gaz à une température très élevée, perte qui fait plus que compenser le bénéfice réalisé par un refroidissement plus complet au delà ”

“ Or, on peut, sans consommer plus de combustible, augmenter notablement la quantité d'air chaud que versent les poêles et les calorifères ordinaires, en introduisant l'air froid dans leurs armatures par un canal à section plus grande, et en agrandissant dans la même proportion l'ouverture des tuyaux et des bouches de chaleur par lesquels l'air chaud passe de l'armature de l'appareil dans la salle qu'il s'agit d'échauffer. ”

“ De même pour les dortoirs, le chauffage à température modérée est obtenu par émission d'air chaud venant de poêles à vapeur placés au rez-de-chaussée ; enfin, des cheminées d'aérage assureront le renouvellement de l'air, ce renouvellement étant lui - même provoqué par la chaleur produite par les lampes qui servent à l'éclairage des dortoirs pendant la nuit. ”

“ La circulation de l'eau chaude, employée pour transporter et distribuer la chaleur dans les tuyauteries et surfaces chauffantes, est due à la densité inégale du liquide, qui s'élève par suite de la différence de température entre la colonne ascendante et les colonnes descendantes, réunies à la chaudière, et la vitesse est fonction de la hauteur de ces colonnes. ”

“ On est conduit ainsi à avoir, pour chaque véhicule, un foyer unique, placé extérieurement, et à distribuer la chaleur dans les compartiments par une circulation d'eau, ou d'air.
Le choix ne semble pas douteux. Si l'eau paraît d'abord avoir l'avantage, parce que, à température et à masse égales, elle emmagasine une plus grande quantité de chaleur que tout autre corps, elle a contre elle la lenteur de réchauffement, les congélations, les fuites, etc. L'appareil à air est plus simple, plus sûr, plus sensible ”

“ Quant aux surfaces de chauffe et de transmission , on ne peut les augmenter qu'aux dépens de la ventilation, puisque la somme des chaleurs transmise, rayonnée et de ventilation est égale à la somme de chaleur développée par les combustibles ; on ne peut donc pas multiplier indéfiniment ces surfaces, car on serait ainsi ramené à remplacer les cheminées par des poêles ou des cheminées à la prussienne, appareils dans lesquels ces surfaces sont portées à leur limite extrême. ”

“ Lorsqu'on chauffe par un poêle, on réduit l'entrée d'air sous la grille, on ferme plus ou moins le registre de la cheminée, et on diminue ainsi l'intensité du feu, et, par suite, de la chaleur émise.
Si on chauffe par un calorifère à air chaud, il suffit de fermer plus ou moins la bouche de chaleur.
Avec les chauffages par la vapeur ou par l'eau chaude, on règle par la manœuvre du robinet d'entrée de vapeur ou d'eau au radiateur ou à la surface chauffante. ”

“ Un a modifié le système à pression et l'on est arrive aujourd'hui à faire du chauffage à vapeur un mode réellement domestique, qui, il faut espérer, ne tardera pas à se répandre et aidera puissamment à la réalisation de ce qui, il y a quelques années, semblait un rêve, la distribution aux locataires, dans les maisons de rapport, de la chaleur, de même qu'on leur fournit déjà l'eau froide pour l'alimentation et les soins du ménage, le gaz pour la cuisine et l'éclairage. ”

“ La vapeur en se condensant abandonne sa chaleur de vaporisation et élève la température
température liquide ; c'est ce qu'on appelle le chauffage par barbotage.
De même, dans la préparation des bains, le chauffage s'obtient par le mélange de l'eau chaude à 80° ou 90° avec de l'eau froide dans des proportions convenables.
Le chauffage des cheminées d'aérage pour les mines et de ventilation employées pour l'assainissement des lieux habités se fait souvent
souvent le mélange direct des gaz de la combustion d'un foyer avec l'air vicié aspiré par la cheminée. ”

“ Maintien de la température par un chauffage continu. — Pour maintenir la température d'un local par un chauffage continu, il suffit d'y apporter régulièrement des calories en quantité suffisante pour compenser les pertes (ou déperditions) de chaleur qui se produisent à travers les parois et par la ventilation naturelle ou artificielle des pièces.
Déperditions par les parois. — Entre l'atmosphère d'un local chauffé et l'atmosphère extérieure froide,
il se produit à travers les parois, par convection, conductibilité et rayonnement, un échange de chaleur qui tend à refroidir le local chauffé. ”

“ Du reste, l'avantage de pouvoir réduire la surface de chauffe lorsqu'on fait marcher le corps froid en sens contraire du corps chaud, au lieu de faire marcher les deux corps dans le même sens, cet avantage, disons-nous, est facile à expliquer. ”

“ Source de chaleur gratuite inemployée. — C'est pour ce motif que des municipalités intelligentes ont compris le grand parti à tirer d'une énorme source de chaleur gratuite qui existe à proximité de toutes les centrales d'énergie électrique qui déversent dans la rivière des millions de calories provenant de la condensation de la vapeur des turbines à vapeur ; cette eau étant à la température moyenne de 250 et absolument propre. ”

“ Dans les serres de cette catégorie il faut déjà plus de chaleur; la température ne doit pas s'abaisser au-dessous de + 10° à + 12°; car les plantes qu'elles renferment pourraient périr'si une température au-dessous persistait un assez long temps. On peut employer pour le chauffage de celles-ci des calorifères à air chaud ou mieux des thermo-siphons (appareils à eau chaude) ; enfin le chauffage à la vapeur, si la serre est près d'une habitation, d'un hôtel ou d'une usine qui possèdent un générateur à vapeur. ”

“ La chaleur est l'agent de cette transformation ; elle passe du foyer aux parois qui constituent la surface de chauffe de la chaudière, et, se communiquant de la fonte à l'eau, elle en élève la température, en provoque et maintient l'ébullition, fournissant d'une façon continue au réservoir de vapeur la masse gazeuse et élastique, à une pression en rapport avec le travail à produire. ”

“ Les calorifères sont toujours proportionnés de manière à ce que l'air chaud qu'ils fournissent introduise dans le local à chauffer la quantité de chaleur exigée pour le chauffage pendant les plus grands froids. Lorsque la température de l'air extérieur s'élève ou lorsque le local est occupé par un plus grand nombre de personnes que d'habitude, ils présentent, par conséquent, un excès de puissance qu'il importe de pouvoir faire disparaître. ”