Le problème général du chauffage central
 

 ÉTUDE DE LA PRODUCTION DE LA CHALEUR


Une chaudière est un générateur de chaleur transmettant la chaleur produite par la combustion du combustible au fluide chauffant chargé de la véhiculer aux différents radiateurs ou batteries (eau chaude ou vapeur), ou aux différentes bouches de chaleur (air chaud). Ce générateur de chaleur se compose essentiellement d'un foyer et de conduits de fumée plus ou moins complexes, appelés carneaux, en contact avec le fluide à chauffer. La chaleur du foyer et des gaz de combustion se transmet à travers les parois de métal qui séparent ce fluide du foyer et des carneaux. Lorsque le carneau est très réduit et lorsque les gaz s'échappent directement dans la cheminée pour sortir du foyer, on dit que la chaudière est à « tirage direct». En revanche, lorsque le carneau oblige les gaz chauds à redescendre avant de s'échapper par la cheminée, on dit que la chaudière est à « tirage renversé ».
Combustion et cheminée
La combustion est la combinaison exothermique du carbone à l'oxygène de l'air pour produire de l'acide carbonique, ainsi que l'oxydation de l'hydrogène pour produire de l'eau. La combustion exige donc, indépendamment du combustible, la présence de l'air et, à cet effet, le foyer est muni d'une porte de tirage permettant l'entrée de cet air de combustion sous la grille, sur laquelle se consume le combustible.
 

 

 

 En l'absence d'air, la combustion serait aussi nulle qu'en l'absence de combustible ; aussi, la plus ou moins grande ouverture de la porte de tirage permet-elle de régler le débit d'air, donc l'allure de combustion. Au sortir du foyer, les gaz brûlés constitués par ce qu'il reste de l'air (excès d'air, azote) et les produits de la combustion (acide carbonique, vapeur d'eau, etc.) s'échappent dans l'atmosphère par l'intermédiaire de la cheminée. Le rôle de la cheminée est ainsi double : d'une part, évacuer à l'extérieur les produits irrespirables de la combustion, d'autre part, assurer le tirage, c'est-à-dire produire la force mécanique nécessaire pour vaincre les résistances de l'entrée de l'air dans le foyer et le passage des gaz de la combustion à travers le charbon et les carneaux.


Le tirage est provoqué par la différence de densité entre les gaz brûlés, dont la température est voisine de 200°C, et l'air extérieur. La force motrice produite par la cheminée est donc proportionnelle, d'une part, à la différence de température entre les gaz chauds et l'air, et, d'autre part, à la hauteur de la cheminée. La dépression produite par la cheminée doit vaincre l'ensemble des résistances rencontrées par la circulation de l'air et des gaz brûlés à travers le système chaudière-cheminée. Cette résistance, autrement dit, cette perte de charge, est évidemment liée à la section de passage de l'air et des gaz brûlés. Si bien que pour une même quantité horaire de combustible brûlé, la cheminée doit être d'autant plus large qu'elle est plus basse. Bien entendu, pour une même hauteur, elle doit être d'autant plus large que la quantité de combustible brûlé est plus importante. Comme la cheminée est habituellement construite avant l'établissement du projet de chauffage, il convient, par une estimation rapide, de déterminer la puissance calorifique des chaudières nécessaires. Dans le doute, il y a lieu d'arrondir supérieurement la section, car, si une cheminée large ne présente pas d'inconvénient, à condition qu'elle ne soit pas exagérément surabondante, une cheminée faible conduit toujours à un tirage défectueux.

 

 

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