Contrôle de la chaleur
Le chauffage à eau chaude
THERMOSTATS
Dans les habitations, résidences, appartements, salles de réunion, etc., le contrôle de la température se fait au moyen d'un thermostat, c'est-à-dire par la commande thermostatique d'un circuit électrique relié au brûleur à l'huile ou à la soufflerie d'un appareil de chauffage au charbon. (Fig. 131).
Fig. 131.— Mécanisme interne d'un thermostat. La lame bimétallique en spirale y fait basculer une ampoule de verre contenant du mercure qui vient en contact avec les bornes du courant.
Le thermostat est un dispositif de construction analogue à l'aquastat décrit à la section Contrôle de la combustion.
En basculant sous l'effet d'un diaphragme qui se contracte aux moindres variations de température de l'air ambiant, le mercure contenu dans une ampoule de verre dans lequel on fait le vide met en contact deux électrodes. Ces électrodes établissent le contact ou l'interrompent selon que le diaphragme se contracte ou se dilate.
Le thermostat est souvent muni d'un thermomètre et d'une petite manette de contrôle qui permet de fixer à volonté le degré de température de l'appartement d'après l'échelle indiquée sur un vernier.
ZONAGE DU CHAUFFAGE
Lorsqu'il y a plusieurs logements ou appartements chauffés avec la même installation, et que l'on désire contrôler la chaleur de chaque logement ou appartement séparément, on a recours au système de zonage. Ce système est également utilisé pour chauffer une bâtisse par sections, selon son orientation.
Le zonage consiste à diviser la distribution du chauffage en sections différentes avec maîtres-tuyaux séparés. Une vanne (gâte valve) que Ton ouvre ou ferme à volonté est installée sur chaque maître-tuyau et permet ainsi de diriger la chaleur vers la zone la plus exposée aux intempéries selon la direction du vent. (Fig. 132).
Fig. 132.— Figure semi-schématique illustrant la position des vannes sur chaque maître-tuyau afin de contrôler la chaleur par zone.
L'auteur a préconisé en 1928, dans une maison de rapport de cent chambres, l'installation de thermostats aux différentes extrémités de l'édifice. Il en fut donc placé dans les logements situés aux points stratégiques des quatre ailes de la bâtisse, à différents étages, et reliés individuellement à un indicateur placé dans la chambre des bouilloires.
À cet endroit, de petites lumières rouges et vertes s'allumaient selon que la température d'un logement, dans une zone, était au-dessous ou au-dessus de 70°.
L'attention qu'exigeait la manipulation des vannes pour répondre aux besoins de chaque zone — et aussi le souci de réaliser des économies de chauffage — ont amené la conception de vannes de contrôle automatiques qui firent leur apparition vers 1930.
Ces vannes furent perfectionnées quelques années plus tard, et elles donnent maintenant d'excellents résultats, tout en coûtant beaucoup moins cher d'installation qu'autrefois.
Dans les systèmes de chauffage à vapeur, les vannes de contrôle fonctionnaient naguère à la vapeur et elles étaient réglées au moyen d'un
bras de levier et d'un contrepoids. Avec le développement des dispositifs de contrôle comme le thermostat et l'aquastat pour commander le système de combustion, on est arrivé à fabriquer des vannes fonctionnant à l'aide de l'énergie électrique.
Nous verrons tout à l'heure
comment ces vannes motorisées se placent sur les maîtres-tuyaux au départ de la
bouilloire. Il existe ainsi des vannes électriques que l'on connecte directement
sur un radiateur ou une branche de la distribution et qui sont commandées par un
thermostat placé dans l'appartement à l'endroit le plus approprié.
LES
VANNES ÉLECTRIQUES
La Cie Minneapolis-Honeywell a perfectionné il y a quelques années une vanne électrique fonctionnant à l'aide d'un électro-aimant (magnetic valve). (Fig. 133).
Fig. 133.— Petite soupape électromagnétique.
Ces vannes automatiques sont placées sur une conduite horizontale de 3/8" de diamètre pouvant délivrer 1 gallon d'eau à 30 lbs de pression; leur poids est de 10 lbs et elles utilisent le courant de 110 volts.
Tout dernièrement, la même compagnie fabriquait une vanne électrique pour radiateur M-H v 605 A, dont l'élément est monté sur un robinet d'équerre. Ces vannes fonctionnent avec un courant de 110 volts, 60 cycles, et se raccordent à un tuyau de 3/4" ou de 1". Les même vannes et contrôles automatiques sont fabriqués par Mercoid Corporation et fonctio-nent selon un principe analogue. (Fig. 134).
Fig. 134.— Principe du fonctionnement d'une vanne électromagnétique.
Des vannes électriques de 1¼", 1½" et 2", pesant respectivement 12½, 13½ et l5 lbs, peuvent être placées sur une branche de distribution desservant un appartement en particulier; en plus d'être commandées électriquement, ces vannes peuvent être ouvertes à la main lorsque le courant fait défaut.
LES VANNES MOTORISÉES
être placées sur une branche de distribution desservant un appartement en particulier; en plus d'être commandées électriquement, ces vannes peuvent être ouvertes à la main lorsque le courant fait défaut.
LES VANNES MOTORISÉES
Pour les systèmes de chauffage avec contrôle et zonage, il se fabrique des vannes motorisées qui se posent sur les maîtres-tuyaux à leur départ de la bouilloire. Raccordées au maître-tuyau par des brides, elles se posent horizontalement.
Ces vannes se fabriquent en deux grosseurs; celles de 1" et de 1¼" ont 6¼" de longueur, 9" de hauteur et pèsent 23 lbs; celles de 1½" et 2", ont 6¾" de longueur, 9½" de hauteur et pèsent 27 lbs. Chaque vanne est contrôlée par un thermostat placé dans un des appartements desservis par le maître-tuyau qu'elle alimente.
ZONAGE ET CONTRÔLE INDIVIDUEL
Le système de contrôle de chaleur avec zonage fonctionne très bien lorsqu'il est appliqué à différentes sections d'une bâtisse selon son orientation.
Cependant, lorsqu'il s'agit d'établir un contrôle individuel pour chaque logement de façon que ces contrôles fonctionnent indépendamment les uns des autres, le problème devient plutôt compliqué — surtout quand la bâtisse a plusieurs étages.
Si l'on emploie des vannes motorisées au départ des maîtres-tuyaux, leur nombre deviendra considérable et compliquera le système de distribution en multipliant les tuyaux d'eau chaude ou de vapeur à chaque étage et chaque logement.
La Cie Minneapolis-Honeywell a organisé, en 1943, un concours afin de promouvoir la mise au point de systèmes de chauffage avec contrôle de température pour chaque logement individuel.
On préconisait pour cela l'utilisation d'un thermostat placé dans chaque logement, afin qu'il soit possible d'y maintenir la température au degré désiré par les occupants.
A cet égard, l'auteur se demande si un chauffage à eau chaude avec circulation forcée — pour une bâtisse de 4 à 6 étages comportant chacun 2 ou 4 logements — ne serait pas réalisé d'une manière rationnelle au moyen d'une distribution inférieure (up-feed) et des montées communes desservant les radiateurs aux différents étages d'une zone de la bâtisse.
Contrairement aux systèmes utilisés jusqu'à ce jour, les tuyaux de retour, au lieu d'être accouplés avec les montées, seraient installés horizontalement à chaque étage, un pour chaque logement séparément.
Ces tuyaux horizontaux de retour viendraient ensuite joindre une colonne descendante de retour, et finalement une pompe rotative placée à l'arrivée à la bouilloire activerait la circulation de toutes les branches de retour superposées.
Une vanne électrique installée sur chaque tuyau de retour individuel, près de la colonne descendante, compléterait, grâce à un thermostat placé dans chaque logement, un système de contrôle automatique individuel, dont l'installation serait relativement simple.
Cette nouvelle disposition de la tuyauterie aurait l'avantage de tenir à proximité de chaque radiateur l'eau chaude des montées avec tout le facteur de chauffage voulu.
Lorsque le thermostat mettrait en contact la vanne électrique, la circulation interrompue durant un certain laps de temps serait promptement rétablie et le logement concerné verrait sa température atteindre le degré désiré par ses occupants.
A tout considérer, le coût de l'installation d'un chauffage à contrôle individuel de ce genre ne serait guère plus élevé qu'un système ordinaire.
En tout cas, le prix d'achat des vannes électriques serait assurément moindre que celui des vannes motorisées que l'on placerait sur les maîtres-tuyaux d'amenée près de la bouilloire, et qui seraient plus éloignées des thermostats des logements.
