jeanflop/post-ocr-correction huggingface dataset:
le volume total ou cube du bâtiment; ce n'est point, en effet, le volume qu'il faut considérer, mais bien la surface totale des parois extérieures exposées au rayonnement et au contact de l'air d'une part et à la radiation solaire d'autre part. III. EXAMEN DES MOYENS DE RÉFRIGÉRATION DONT ON DISPOSE. Parmi les divers procédés de rafraîchissement de l'air d'une enceinte quelconque, ceux qui ont été proposés et essayés le plus souvent, et sans grand succès, consistent à introduire par pulsion, dans l'enceinte à rafraîchir : 1° de l'air simplement pris à l'extérieur; 2° de l'air pris à l'extérieur et
pris à l'extérieur; 2° de l'air pris à l'extérieur et refroidi par son contact plus ou moins intime avec une certaine quantité d'eau froide; 3° de l'air pris à l'extérieur et rafraîchi par son passage dans des galeries ou des caves en sous-sol. Rafraîchissement obtenu par simple ventilation. — 1° Quand, dans une enceinte quelconque, en été, pendant les grandes chaleurs, on introduit par pulsion, au moyen d'un ventilateur ou de tout autre appareil ventilant, un large volume d'air pris au dehors, autant que possible au nord et à l'ombre, bien que la température de cet air soit sensiblement égale
bien que la température de cet air soit sensiblement égale à la température moyenne de l'air extérieur, ceux qui occupent cette enceinte éprouvent un certain rafraîchissement, causé, d'une part, par l'enlèvement partiel de réchauffement dû aux causes internes et à l'insolation, et, d'autre part, par le contact de cet air de ventilation avec le corps humain. Ainsi, dans l'atelier du rez-de-chaussée de notre exemple précédent, si nous envoyons un volume de 6000 mètres cubes d'air à 32°, par heure, la limite inférieure de la température, dans cet atelier, sera évidemment 32°; mais sans ventilation, cette température serait bien plus élevée,
32°; mais sans ventilation, cette température serait bien plus élevée, puisqu'il y aurait d'abord la surélévation de température, de 2°, provenant de réchauffement interne dû à la présence des ouvriers, des machines, etc.; or, cette surélévation de température, de 2°, correspond à peu près à une production de chaleur égale à 10 de la chaleur pénétrant dans l'atelier par les murs et les vitrages, quand la température extérieure surpasse la température intérieure de 40°, soit : et ensuite, réchauffement produit par l'insolation des murs et fenêtres correspondant à un apport de chaleur égal à : 2030e + 1760e = 3790
de chaleur égal à : 2030e + 1760e = 3790 calories par heure, il en résulte qu'en somme et par heure, la quantité de chaleur contenue à l'intérieur de l'atelier du rez-de-chaussée augmente de: 2410e + 3790 = 6200 calories, et cela jusqu'à ce que la température à l'intérieur, s'élevant de plus en plus, crée, par son excès sur la température extérieure, une déperdition de chaleur, à travers les murs et les fenêtres, égale à 6200 calories. Quand ce régime d'équilibre entre l'échauffement interne et le refroidissement externe sera atteint, la température intérieure sera à son maximum et s'y maintiendra
la température intérieure sera à son maximum et s'y maintiendra tant que les causes d'échauffement et de refroidissement demeureront constantes. Puisque 10° d'écart entre les températures extérieure et intérieure du rez-de-chaussée correspondent à 6300c + 5760e = 12060 calories traversant du dehors en dedans les murs et les voilures, l'écart correspondant à 6200 calories sera de : et 32° + 5° = 37° serait la température de régime à l'intérieur quand la température extérieure est de 32°, que le bâtiment est soumis à l'insolation et qu'aucune ventilation n'est produite dans l'atelier. Lorsqu'au contraire cet atelier est ventilé à raison de
l'atelier. Lorsqu'au contraire cet atelier est ventilé à raison de 6000 mètres cubes d'air par heure, l'air de ventilation, après un faible parcours dans la salle, s'échauffe et arrive bientôt à se mettre en équilibre de température avec elle; or, par 1° d'élévation de température, l'air de ventilation absorbe : 6000 X 1,16 X 0,237 X 1° = 1650 calories, tandis qu'en même temps, par 1° d'excès de la température intérieure sur la température extérieure, il s'écoule au dehors, à travers les murs et les vitrages, environ Donc, à 10 d'élévation de température de l'air de ventilation et de suréchauffement
d'élévation de température de l'air de ventilation et de suréchauffement de la salle, correspond une soustraction de 1650e + 1250e = 2900 calories, de sorte que la neutralisation des 6200 calories par heure, produisant le suréchauffement progressif de la salle, sera obtenue quand la température intérieure de cette salle et l'air de ventilation surpasseront la température extérieure de : et, par suite, la température de régime de cette salle ventilée sera de : 32° + 2°,13 = 34°,13 . au lieu de 37° qu'elle eût été sans ventilation, quand, au dehors, la température de l'air est 32° et que le
dehors, la température de l'air est 32° et que le bâtiment est soumis à l'insolation. La ventilation (à raison de trois renouvelements d'air par heure) n'a donc eu pour résultat que de faire passer de 37° à 34°,13 la température intérieure, c'est-à-dire d'abaisser cette température de 37° — 34°,13 = 2°,87, résultat bien minime et qui n'explique que faiblement la sensation de bien-être que l'on éprouve dans un atelier ventilé pendant les grandes chaleurs. C'est qu'en effet le corps humain, plongé dans un courant d'air modéré, peut subir, à la façon d'un alcalas, un rafraîchissement bien supérieur à celui de
façon d'un alcalas, un rafraîchissement bien supérieur à celui de 2°,87, parce que ce courant d'air détermine sur la peau une évaporation lente des matières provenant de la transpiration cutanée, et, par suite, un rafraîchissement d'autant plus vif que l'air de ventilation est plus éloigné de son point de saturation hygrométrique. Le rafraîchissement ainsi obtenu peut atteindre 4 à 6°; il a pour limite celle qu'indique le psychromètre plongé dans ce même courant d'air. Il est évident que ce rafraîchissement se localise sur les parties du corps humain en contact avec le courant d'air; qu'il est d'autant plus sensible que
avec le courant d'air; qu'il est d'autant plus sensible que le corps est plus en sueur — ce qui, parfois, n'est pas sans grave inconvénient pour la santé — et qu'il est à peine appréciable quand la peau est sèche; par suite, la sensation réfrigérante produite varie avec l'état des sujets, varie encore avec l'état hygrométrique de l'air, relativement sec, il est vrai, pendant les grandes chaleurs. Ce procédé de rafraîchissement, à défaut d'autre, peut rendre quelque service; mais il est essentiellement variable, incertain, et serait tout à fait insuffisant si on voulait l'appliquer à maintenir, dans un atelier, ou
si on voulait l'appliquer à maintenir, dans un atelier, ou une enceinte quelconque, la température à 24° au maximum, quand, au dehors, la température atteint 32°. L'action réfrigérante produite par cette ventilation serait bien plus insuffisante encore si, comme cela est nécessaire dans certains ateliers de filatures et de tissages, l'air de ventilation était envoyé dans ces ateliers à un état hygrométrique voisin de son point de saturation, parce que le contact d'air relativement humide avec le corps humain s'opérerait sans déterminer aucune évaporation, ni produire du fait de ce contact aucun rafraîchissement appréciable. Dans ce procédé de réfrigération, on
contact aucun rafraîchissement appréciable. Dans ce procédé de réfrigération, on obtiendra le maximum d'effet utile en faisant arriver l'air de ventilation à la partie inférieure de la salle, où la température doit être minimum, et en évacuant par la partie supérieure de cette salle, où règne le maximum de température, un volume d'air égal à celui que l'on veut introduire pour la ventilation. Rafraîchissement produit par l'air de ventilation refroidi au contact d'eau froide. — 2° Dans le procédé de rafraîchissement d'une enceinte par l'introduction d'un certain volume d'air, qui aurait été refroidi précédemment par contact plus ou moins intime
aurait été refroidi précédemment par contact plus ou moins intime avec une certaine quantité d'eau froide, le rafraîchissement de l'enceinte se produit par équilibre de température avec l'air froid introduit, comme le refroidissement de l'air de ventilation s'était produit auparavant par équilibre de température avec l'eau plus froide que lui, et par l'évaporation de la quantité d'eau nécessaire à la saturation plus ou moins complète du volume d'air en contact, évaporation qui s'opère aux dépens de la chaleur contenue dans le mélange d'air et d'eau. Mais dans les conditions spéciales du problème faisant l'objet de cette étude, maintenir, pendant les
du problème faisant l'objet de cette étude, maintenir, pendant les plus grandes chaleurs, une température tolérable, 24° dans notre exemple, dans une enceinte donnée, il est facile de rechercher la limite de rafraîchissement que l'on pourra atteindre par ce procédé. En supposant encore que la température de l'air pris au dehors soit de 32° avant sa mise en contact avec l'eau, cet air pouvant être généralement considéré comme à demi-saturé, par mètre cube pesant 1,16 il contiendra — 16,25 grammes de vapeur d'eau (32°,5 étant le poids de vapeur d'eau saturant 1 mètre cube d'air à 32°). Or, ces 16gr,25
saturant 1 mètre cube d'air à 32°). Or, ces 16gr,25 correspondent au poids de vapeur d'eau saturant 1 mètre cube d'air à 19°,3 (pl. I, fig. 7); donc nous pouvons déjà reconnaître que nous ne pourrons utiliser le rafraîchissement dû à l'évaporation, si nous sommes amenés à réduire la température de l'air de ventilation en dessous de 19°,3. Ventilation à trois renouvelements d'air par heure. — Précédemment, dans notre exemple, nous avons trouvé que, pour entretenir à 24° l'atelier du rez-de-chaussée, quand, à l'extérieur, la température est de 32°, il fallait extraire 15850 calories de cet atelier, et nous y
fallait extraire 15850 calories de cet atelier, et nous y arriverons en choisissant la température des 6000 mètres cubes d'air de ventilation de telle sorte que ce volume d'air, depuis son entrée dans la salle jusqu'à sa sortie, absorbe ces 15850 calories en s'échauffant jusqu'à 24°, la température moyenne à entretenir. Pour cela, il faudra donc que l'on ait pour température x de l'air de ventilation à son introduction dans la salle du rez-de-chaussée : (24° — x) 6000 X 1,16 X 0,237 == 15850 calories, et pour amener à cette température de 14°,4 les 6000 mètres cubes d'air de
cette température de 14°,4 les 6000 mètres cubes d'air de ventilation pris au dehors à 32°, si le refroidissement de l'air par l'eau s'est opéré par équilibre de température (comme dans les appareils rafraîchisseurs d'air Garlandat-Nézereaux eaux 1) et que l'on ait pu se procurer de l'eau de puits à 12°, — ce qui est bien un minimum, en été, pendant les grandes chaleurs, — il aura fallu employer par heure un poids d'eau p tel que l'on ait : p (14°,4 -12) = 6000m3 X 1,16 X 0,237 (32° — 14°,4), d'où p = 11200 kilogr. Inutile de faire
— 14°,4), d'où p = 11200 kilogr. Inutile de faire remarquer combien est énorme cette quantité d'eau, qu'il serait d'ailleurs impossible de se procurer avec continuité à la température 12°. Si, au contraire, le refroidissement de l'air par l'eau s'est effectué par échange de température, l'air 1 L'appareil employé par MM. Nézereaux et Garlandat, pour rafraîchir l'air, se compose d'une caisse rectangulaire divisée en deux compartiments, suivant la hauteur, par une plaque métallique perforée de 60,000 à 120,000 trous par mètre carré et légèrement inclinée; dans le cas le plus ordinaire, cette inclinaison, qui peut d'ailleurs être variable, est de
ordinaire, cette inclinaison, qui peut d'ailleurs être variable, est de 4 centimètres par mètre. À la partie supérieure de la plaque se trouve une rigole recevant l'eau par un tuyau extérieur, et qui la répand ensuite sur la plaque de telle façon qu'elle y prend une épaisseur de 1 centimètre environ; cette eau se déverse à l'autre extrémité de la plaque, le long d'une autre plaque presque verticale, située à quelques centimètres de la paroi de la caisse et qui descend à une très petite distance du fond de celle-ci; l'eau se répand alors sur le fond de la caisse
l'eau se répand alors sur le fond de la caisse et s'écoule par un troisième trou à calotte, dans lequel il peut se former une petite colonne d'eau destinée à équilibrer l'excès de pression que présente l'air de l'intérieur sur celui de l'extérieur. L'air est amené par un ventilateur dans le compartiment inférieur de la caisse, traverse l'eau qui se trouve sur la plaque-crevette médiane, se refroidit au contact de cette eau à une température voisine de la température de celle-ci, et s'échappe par un tuyau qui surmonte le compartiment supérieur. L'échange de chaleur entre l'air et l'eau se produit
supérieur. L'échange de chaleur entre l'air et l'eau se produit suivant la loi des mélanges, et nous venons de voir quelle énorme quantité d'eau est nécessaire pour obtenir un rafraîchissement déterminé dans une enceinte qui n'est cependant pas très spacieuse, quantité d'eau qu'il sera le plus souvent impossible de se procurer à la température voulue. Cet appareil nous paraît avoir en outre un autre désavantage en ce qu'il exige un excès assez élevé de pression de l'air nécessaire par son passage à travers les trous très fins du crible, partie essentielle du système, et la couche d'eau qu'il doit traverser.
essentielle du système, et la couche d'eau qu'il doit traverser. Cet appareil est plutôt un laveur d'air et un saturateur qu'un rafraîchisseur proprement dit. Passant de 32° à 14°,4 pendant que l'eau passerait de 12° à 30° par exemple, il n'est plus nécessaire d'employer par heure qu'un poids p de l'eau, dont nous pourrons tirer la valeur de : p (30° — 12°) = 6000m3 X 1,16 X 0,237 (32° —14°,4), d'où p = 1620 kilogr. Cette quantité d'eau est encore très importante et le paraîtra davantage si l'on songe, d'une part, que bien des ateliers présentent un volume intérieur
d'une part, que bien des ateliers présentent un volume intérieur beaucoup plus considérable que celui de 2000 mètres cubes du rez-de-chaussée qui nous a servi d'exemple, et, d'autre part, qu'en été, pendant les grandes chaleurs, il sera le plus souvent impossible de se procurer un pareil volume d'eau à 12° sans recourir au refroidissement artificiel. De plus, pour obtenir ce refroidissement méthodique de l'air par échange de température avec l'eau, les frais d'installation seraient considérables, à cause du grand développement qu'il serait nécessaire de donner, soit à la surface de contact de l'air avec l'eau, soit, si l'eau circule dans
contact de l'air avec l'eau, soit, si l'eau circule dans des tuyaux et l'air autour, à la surface des tuyaux réfrigérants. Ainsi, d'après Péclet, un mètre carré de tuyaux transmet une quantité de chaleur égale à Q — 8 T, T étant la différence de température entre l'air et l'eau; or, dans ce chauffage de l'eau par l'air, l'écart de température serait de : 32° — 30° = 2° à l'entrée de l'air, et de 14°,6 — 12° — 2°,6 à sa sortie; l'écart moyen serait donc : et 1 mètre carré de surface de tuyaux transmettrait de l'air à
mètre carré de surface de tuyaux transmettrait de l'air à l'eau la quantité de chaleur Q — 8 T = 8 x 2,3 = 18,4 par heure, et comme l'eau doit pouvoir enlever à l'air 11 5850e - 113200e, il faudra employer réfrigérante formée par des tuyaux. Cette exagération de surface demandée par le refroidissement méthodique de l'air pour économiser l'eau réfrigérante est une énormité aussi grande que le poids d'eau 11,200 kilogr. nécessaire au refroidissement de l'air, quand ce refroidissement doit être effectué par équilibre de température; par suite, pas plus l'un que l'autre de ces moyens n'est pratique,
pas plus l'un que l'autre de ces moyens n'est pratique, bien que tous deux soient d'un emploi théoriquement possible. Si dans le refroidissement de l'air par équilibre de température avec l'eau réfrigérante, on réduit la quantité d'eau employée — par exemple, qu'au lieu des 11,200 kilogr. d'eau à 12° dont on doit faire usage par heure, rien que pour le rafraîchissement de la salle du rez-de-chaussée, on n'en emploie que 1000 kilogr. — le rafraîchissement produit sera réduit dans une proportion considérable. Ainsi 1000 kilogr. d'eau à 12° mis en contact intime ou traversés par 6000 mètres cubes d'air à
contact intime ou traversés par 6000 mètres cubes d'air à 32° devront arriver à une température commune, d'équilibre, telle que l'on ait après leur mélange : 1000k (x — 12) = 6000m3 X 1,16 X 0,237 (32 — x) d'où l'on tire x = 24°,4 Or, les 6000 mètres cubes d'air à 24°,4 envoyés dans une salle dont la quantité de chaleur augmente par heure de : 2410e environ, par la chaleur interne qui y est développée; 3790e » par l'insolation des murs et des vitrages; 6300e + 5760e 12060e inA/, = par 1° d'excès de la température extérieure sur
inA/, = par 1° d'excès de la température extérieure sur la température intérieure y détermineront une température moyenne telle que l'on ait : 6000m3 X 1,16 X 0,237 — 24°,4) = 2410e + 3790e + 1206° (32° — x,) d'où l'on tire xi = 29°,8 Ainsi, malgré l'emploi de la quantité assez importante de 1000 kilogr. d'eau froide, à 15°, pour refroidir les 6000 mètres cubes d'air alloués à la ventilation du rez-de-chaussée, la température moyenne de cette salle serait encore de 29°,8, pour une température extérieure de 32°. On n'arriverait pas à un meilleur résultat dans le refroidissement méthodique
n'arriverait pas à un meilleur résultat dans le refroidissement méthodique de l'air de ventilation par la circulation de l'eau réfrigérante en sens inverse de l'air, si en employant les 1620 kilogr. d'eau à 12° que nous avons trouvés nécessaires, on réduisait notablement le développement superficiel des tuyaux à l'intérieur desquels circule l'eau froide; ainsi, si au lieu des 1580 mètres carrés qu'il est nécessaire d'employer pour obtenir l'échange presque complet de température entre les 6000 mètres cubes d'air de ventilation et les 1620 kilogr. d'eau réfrigérante, on n'employait que 100 mètres carrés, par exemple, en désignant par x la température
mètres carrés, par exemple, en désignant par x la température de l'air, par y la température de l'eau, à la fin de leur échange respectif de température, on pourra poser l'égalité suivante : 1620 kilogr. (y - 12) = 6000 mètres cubes X 1,16 X 0,237 (32° - x) et comme dans leur circulation, la température moyenne de l'eau est : et la température moyenne de l'air est : la quantité de chaleur Q cédée à l'eau par l'air se refroidissant est: et l'on a encore : de ces égalités on tire : x = 25°,4 Après son refroidissement, la
on tire : x = 25°,4 Après son refroidissement, la température de l'air de ventilation étant de 25°,4, la température moyenne X2 de la salle ventilée pourra être déduite de l'égalité 6000 mètres cubes X 1,16 X 0,237 (x2 - 25°,4) = 2410 calories + 3790 calories + 1206 (32° - x2) d'où l'on tire x2 = 30°,3 Ce qui nous permet de conclure qu'il est plus avantageux de refroidir l'air en équilibrant sa température avec celle de l'eau froide par un contact intime, que d'opérer ce refroidissement par échange de température, méthodiquement, en faisant circuler l'eau froide dans des
de température, méthodiquement, en faisant circuler l'eau froide dans des tuyaux en fonte et l'air à refroidir autour de ces tuyaux et en sens inverse, quand l'étendue superficielle des tuyaux n'est pas assez considérable. Pour la température 32° au dehors, la température moyenne de la salle du rez-de-chaussée s'élevant : à 37° quand on n'opère ni rafraîchissement, ni ventilation; à 34°,13 quand la ventilation s'effectue avec de l'air à 32° et à raison de trois renouvelements d'air par heure ; à 29°,8 quand cette ventilation à trois renouvelements d'air par heure est produite avec de l'air à 24°,4 qui, précédemment,
heure est produite avec de l'air à 24°,4 qui, précédemment, avait été refroidi de 32° à 24°,4 par son contact intime avec 10000 kilogr. d'eau à 12°, pour 6000 mètres cubes d'air ventilé ; à 30°,3 quand cette ventilation est produite avec de l'air à 25°,4 précédemment refroidi de 32° à 25°,4 par sa circulation inverse à celle de 1620 kilogr. d'eau à 12°, pour 6000 mètres cubes d'air, circulant dans des tuyaux en fonte et présentant à l'air une surface réfrigérante de 100 mètres carrés. Il résulte de la comparaison des températures obtenues avec celle de 24° à laquelle
comparaison des températures obtenues avec celle de 24° à laquelle il conviendrait d'arriver, que les procédés de rafraîchissement de la salle au moyen d'air de ventilation refroidi par de l'eau à température aussi basse qu'on peut la trouver en été (sans refroidissement artificiel) ne peut être qu'insuffisant, malgré l'emploi d'eau froide en très grande quantité, que cette eau soit projetée à un état de très grande division dans l'air à refroidir ou qu'elle soit employée à l'intérieur de tuyaux réfrigérants plongés dans l'air à refroidir et autour desquels cet air de ventilation circulerait méthodiquement. Cela explique l'insuccès de tous les
de ventilation circulerait méthodiquement. Cela explique l'insuccès de tous les procédés de rafraîchissement basés sur le refroidissement de l'air de ventilation par de l'eau froide, quand ces procédés doivent être appliqués au rafraîchissement d'espaces quelque peu spacieux; les quantités d'eau froide ou de surface réfrigérante qu'il faudrait employer sont tellement considérables qu'il devient pratiquement impossible de se procurer l'eau froide en suffisance ou de donner le développement voulu aux surfaces réfrigérantes à l'aide desquelles on pourrait économiser l'eau froide à employer. Nous avons adopté pour base de la ventilation à produire le chiffre de trois renouvelements d'air par heure qui
produire le chiffre de trois renouvelements d'air par heure qui suffit le plus généralement, même dans les ateliers où les causes d'insalubrité sont le plus développées ; mais on peut se demander si, en adoptant pour la ventilation un chiffre plus ou moins élevé que celui de trois renouvelements d'air par heure, cela ne modifierait pas nos conclusions précédentes. Ventilation à six renouvelements d'air par heure. — Ainsi, par exemple, si au lieu de trois on adoptait le chiffre de six renouvelements d'air par heure, n'en résulterait-il pas qu'il faille moins abaisser la température de l'air de ventilation pour obtenir
moins abaisser la température de l'air de ventilation pour obtenir le même rafraîchissement dans la salle, et par suite que l'effet utile de réfrigération de l'eau sur l'air devenant plus élevé, il ne faille employer moins d'eau pour refroidir cet air ? Nous nous en rendrons facilement compte en déterminant d'abord la température x' que devra posséder l'air de ventilation lancé dans la salle du rez-de-chaussée, pour que dans son passage de la température x' à la température moyenne 24° il puisse absorber les 15,850 calories qui viennent produire réchauffement de cette salle. Nous aurons (24° - x') 6 X
de cette salle. Nous aurons (24° - x') 6 X 2000 mètres cubes X 1,16 X 0,237 = 15850 calories d'où Pour amener à cette température de 19°,2 les 12,000 mètres cubes d'air alloués à la ventilation du rez-de-chaussée, cet air étant pris au dehors à 32°, si le refroidissement de l'air par l'eau s'opère par équilibre de température et que l'on puisse se procurer de l'eau à 12°, il faudra en employer un poids p tel que : p (19°,2 - 42) = 12000 X 4,46 X 0,237 (32° - 19°,2) d'où ce qui est moins que les 44,200
- 19°,2) d'où ce qui est moins que les 44,200 kilogr. trouvés précédemment, quand la ventilation est effectuée à raison de trois renouvelements d'air par heure; mais ces 5866 kilogr. d'eau à 42°, à employer par heure pour refroidir au degré voulu l'air de ventilation d'une salle de 2000 mètres cubes et maintenir dans cette salle la température à 24°, au maximum, au moyen de l'air refroidi qui y est lancé, ce poids de 5866 kilogr. d'eau est encore beaucoup trop considérable pour qu'il soit possible de se le procurer. Donc, même avec une ventilation effectuée à raison de six