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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.
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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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