Canon à chaleur électrique à fabriquer vous-même : avantages et inconvénients du bricolage + guide d'assemblage

Le domaine d'application des canons thermiques électriques est assez vaste. Les unités industrielles sont utilisées pour chauffer des locaux de production, d'entrepôt et même d'habitation. Dans les petits espaces, on peut se contenter d'une structure artisanale de générateur de chaleur, qui peut parfaitement chauffer un garage ou une maison de campagne.

Si vous fabriquez un canon thermique électrique de vos propres mains, il ne vous coûtera quasiment rien. Cependant, la fabrication de cet appareil utile nécessite de respecter certaines règles. Ce n'est qu'ainsi que l'appareil fonctionnera aussi bien qu'un produit d'usine.

Nous allons vous expliquer comment fabriquer correctement un canon électrique. Dans cet article, vous apprendrez quels matériaux et composants sont nécessaires pour assembler l'appareil. Nos conseils vous aideront à fabriquer un équipement efficace et économique.

Que faut-il savoir sur le canon électrique ?

Contrairement à d'autres types de canons thermiques, un appareil électrique peut être fabriqué par presque tout bricoleur à domicile connaissant les bases de l'électronique.

Bien que le rendement d'un canon électrique soit bien inférieur à celui des dispositifs diesel ou à gaz, il n'émet pas de produits de combustion nocifs pour la santé et peut être installé dans n'importe quel local – maison d'habitation, serre, dépendances.

La puissance des canons industriels varie de 2 à 45 kW, et le nombre d'éléments chauffants peut atteindre 15 unités.

Examinons comment fonctionne l'appareil électrique.

Structure et principe de fonctionnement du générateur de chaleur

Tout canon électrique se compose de trois éléments principaux : le boîtier, le moteur électrique avec ventilateur et l'élément chauffant. Les variétés de ce type d'appareils sont décrites en détail dans l'article consacré à la classification et aux principes de fonctionnement des canons thermiques.

De plus, l'appareil peut être équipé de tous les « bonus » des unités d'usine – commutateur de vitesse, régulateur de chaleur, thermostat d'ambiance, capteur de chauffage du boîtier, protection du moteur et autres éléments, mais ils augmentent non seulement le confort et la sécurité d'utilisation, mais aussi le coût de l'appareil artisanal.

La vitesse de chauffage de l'air dans tout le volume de la pièce dépend du nombre et de la puissance des éléments chauffants – plus leur surface est grande, plus le transfert de chaleur sera actif.

La manière dont fonctionne un pistolet thermique électrique est la suivante :

• Lorsqu'il est branché au réseau, l'élément chauffant convertit le courant électrique en énergie thermique, ce qui provoque son propre échauffement ;
• Le moteur électrique entraîne les pales de la turbine ;
• Le ventilateur aspire l'air de la pièce à l'intérieur du boîtier ;
• Le flux d'air froid entre en contact avec la surface de l'élément chauffant, se réchauffe et, poussé par le ventilateur, est expulsé par la « bouche » du pistolet.

Si l'appareil est équipé d'un élément de régulation de température, il arrêtera le chauffage une fois la température programmée atteinte. Dans les dispositifs primitifs, vous devrez contrôler le chauffage vous-même.

Avantages et inconvénients des canons artisanaux

Le principal avantage d'un générateur électrique thermique est la possibilité de l'utiliser dans n'importe quelle pièce disposant d'au moins une prise 220 V.

Ces appareils, même fabriqués maison, sont mobiles, légers et tout à fait capables de chauffer une surface allant jusqu'à 50 m² (théoriquement on peut faire plus, mais avec des appareils de forte puissance, il vaut mieux ne pas expérimenter et acheter un modèle prêt à l'emploi, d'autant qu'un pistolet de 5 kW nécessitera déjà un branchement triphasé).

Les caractéristiques de fonctionnement de l'appareil doivent correspondre à la surface à chauffer. En moyenne, il faudra 1 kW pour 10 m², mais beaucoup dépend de la pièce elle-même – des matériaux de construction, de la qualité du vitrage et de la présence d'une isolation.

Avantages du pistolet électrique fait maison :

• Économies d'argent – les appareils d'usine coûtent cher, alors qu'on peut assembler un dispositif de chauffage avec un minimum de pièces achetées, voire entièrement avec des moyens de récupération, en prélevant les éléments manquants sur de vieux appareils.
• Sécurité – parmi tous les générateurs thermiques faits maison, l'appareil électrique est le plus simple à utiliser, car il ne nécessite ni raccordement au gaz ni remplissage de combustible. Avec un montage correct du circuit électrique, le risque d'auto-inflammation de ces pistolets est minimal.
• Chauffage rapide de la pièce – le fonctionnement d'un pistolet thermique est bien plus efficace que d'autres options de radiateurs électriques faits maison, comme les cheminées ou les radiateurs à huile.

Parmi les inconvénients, on peut noter une consommation électrique élevée (la quantité dépend de la puissance du moteur et de l'élément chauffant). De plus, le fonctionnement du ventilateur est assez bruyant, et plus l'envergure des « ailes » et la vitesse de rotation sont grandes, plus le bruit produit sera fort.

Et enfin, tout défaut d'un appareil électrique fait maison – le risque d'erreur lors du montage ou du branchement, pouvant provoquer un court-circuit, une électrocution et l'auto-inflammation de l'appareil.

Options de fabrication d'un canon électrique

L'étape la plus complexe lors de l'assemblage de l'appareil est de réaliser le schéma correct du circuit électrique pour brancher l'appareil au réseau. C'est pourquoi nous vous proposons d'utiliser un exemple déjà prêt, en le prenant comme base de votre futur pistolet thermique. Comme on le voit sur le schéma, l'interrupteur et les thermostats doivent être connectés en série, et le circuit doit se fermer sur l'élément chauffant et le moteur électrique avec ventilateur.

Le thermostat contrôle le niveau de chauffe de la résistance et la déconnexion automatique du circuit lorsque la température souhaitée est atteinte dans la pièce ; si on l'exclut du schéma, il faudra surveiller l'équipement soi-même pour éviter une surchauffe.

Examinons les caractéristiques de fabrication de deux variantes simples.

Simple aérotherme avec élément chauffant prêt à l'emploi

Pour le boîtier du futur aérotherme, on peut choisir un tronçon de tuyau métallique ou en amiante-ciment de diamètre approprié. Il est préférable d'ajuster la taille en fonction de l'envergure des « ailes » du ventilateur, car celui-ci doit recouvrir l'une des extrémités de l'appareil.

Si vous le souhaitez, le générateur de chaleur peut être fabriqué à partir d'un petit réservoir métallique, d'un seau galvanisé, d'une vieille casserole ou d'une bouteille de gaz usagée, l'essentiel étant que les parois de l'« enveloppe » ne soient pas fines.

La puissance du ventilateur pour un aérotherme n'est pas déterminante, car la vitesse de chauffage de l'air dépend uniquement de la résistance, et la turbine ne fait que disperser le flux chaud dans la pièce. On peut donc prendre sans crainte un élément d'une hotte domestique ou d'un aspirateur.

Quant à la résistance, on peut la retirer d'une plaque de cuisson ou d'un chauffe-eau usagé, ou bien l'acheter en magasin – il n'est plus difficile de trouver un élément chauffant de n'importe quelle forme. Si vous achetez un modèle prêt à l'emploi, la meilleure option sera une pièce à ailettes, spécialement conçue pour chauffer rapidement un flux d'air en mouvement.

La puissance de la résistance doit être inscrite sur son boîtier ou dans la documentation d'accompagnement, mais s'il s'agit d'un ancien appareil, on peut mesurer sa résistance avec un multimètre et déterminer la puissance à l'aide de la formule ci-dessus.

Outre les trois éléments principaux (boîtier, moteur et élément chauffant), vous aurez besoin d'un câble à trois conducteurs, de boulons, de disjoncteurs de protection et de dispositifs différentiels (DDR), qui coupent le circuit en cas de danger.

Plan de travail étape par étape :

1. Détermination de la puissance nécessaire pour le futur aérotherme électrique. On peut prendre comme point de départ une formule courante selon laquelle pour 10 m² il faut 1 kW (pour une hauteur sous plafond de 2,5 à 3 m). Si la pièce n'est pas isolée, se trouve au sous-sol ou possède une grande surface vitrée, ajoutez sans hésiter 20 à 30 % supplémentaires aux données obtenues. Mais si la puissance requise dépasse 2,5-3 kW, demandez-vous si votre installation électrique peut supporter une telle charge.
2. Fabrication du boîtier. S'il s'agit d'une tôle métallique, il faut la plier et fixer la forme par soudure, frettes ou rivets. Pour un seau, une bouteille ou une casserole, sciez le fond et le couvercle. Bref, on doit obtenir un cadre de forme cylindrique ou rectangulaire avec deux ouvertures aux extrémités.
3. Vérification de la résistance de l'élément chauffant et comparaison avec la valeur calculée. Si nécessaire, vous pouvez ajouter 1 ou 2 éléments supplémentaires en les connectant en série, ou augmenter la puissance en raccourcissant l'élément.
4. Fixation du moteur électrique avec ventilateur (vous pouvez utiliser les fixations standard). La roue du ventilateur doit couvrir l'ouverture le plus étroitement possible, tout en tournant librement. Les fils sont connectés au réseau via un fusible de 6 A et sont équipés d'un interrupteur.
5. Fixation de l'élément chauffant à l'intérieur du tube (approximativement au centre) à l'aide de rivets ou de plaques en matériaux réfractaires. La distance doit être suffisamment éloignée du ventilateur pour ne pas surchauffer le moteur électrique. Les fils sont sortis à l'extérieur du boîtier et sont également connectés au réseau, mais via un fusible de 25 A.

Après avoir vérifié l'isolation de toutes les connexions, vous pouvez effectuer un essai de l'appareil. Si tout est correctement assemblé, lorsque la fiche est branchée dans la prise, le ventilateur se mettra à tourner à une extrémité du canon, et de l'autre extrémité sortira de l'air chaud qui montera progressivement en température.

Appareil avec chauffage en nichrome

Si dans votre arsenal de bricoleur vous ne disposez pas d'un ancien appareil ménager dont vous pourriez retirer l'élément chauffant, et que vous ne souhaitez pas acheter un élément chauffant prêt à l'emploi pour une raison quelconque, vous pouvez le fabriquer vous-même à partir d'une spirale en nichrome.

Outre son faible coût, un tel élément présente un avantage important par rapport aux modèles fabriqués en usine : la possibilité d'adapter vous-même la taille au format du boîtier et d'augmenter la vitesse de chauffage jusqu'à un maximum sécurisé.

Les appareils à spirale ouverte sont considérés par défaut comme dangereux en raison du risque d'incendie, c'est pourquoi la fabrication artisanale d'un élément chauffant nécessite de bonnes compétences en électricité.

Pour ce projet artisanal, vous devrez acheter un fil en nichrome avec un diamètre et une résistance appropriés. Et cela dépend de la puissance prévue de votre appareil (pour les appareils domestiques et un réseau de 220 V, il est conseillé de ne pas dépasser 5 kW).

Par exemple, pour un canon jusqu'à 2 kW, vous aurez besoin d'un fil avec une résistance de 27-30 ohms, qu'il faudra enrouler autour d'une tige en céramique ou d'un autre matériau résistant à la chaleur (en dernier recours, vous pouvez détacher une plaque de brique réfractaire).

Vous pouvez déterminer la taille de la spirale de manière empirique en ajustant le nombre de spires en fonction du degré de chauffage du fil, mais il est beaucoup plus simple d'utiliser un tableau où D est le diamètre de la tige sur laquelle le fil de longueur L sera enroulé.

Une autre option – fabriquer un élément chauffant artisanal à partir d'un petit morceau de tuyau en amiante-ciment, en plaçant à l'intérieur une spirale enroulée du même fil en nichrome. Vous pouvez disposer les spires horizontalement et verticalement pour couvrir une plus grande surface.

Élément chauffant artisanal de 1,6 kW constitué de six fragments de spirale qui obstruent pratiquement toute la section du tube, ce qui assure un chauffage rapide du flux d'air.

Le montage de la structure se fait de manière analogue aux instructions décrites ci-dessus, donc nous ne nous répéterons pas sur les points identiques, mais nous examinerons uniquement les nuances du raccordement de l'élément chauffant artisanal :

• Pour que la spirale conserve sa forme correcte, faites des encoches spéciales sur la tige pour chaque spire. Le fil doit être enroulé assez serré, mais impérativement en une seule couche.
• Les extrémités du fil doivent être raccordées aux conducteurs électriques à l'aide de connexions boulonnées et isolées.
• Les fils, sortis à l'extérieur par les trous percés dans le boîtier, doivent être branchés au secteur via un fusible de 25 A.

Un inconvénient majeur de ce bricolage, outre la consommation d'énergie et les autres défauts des canons électriques, est l'odeur désagréable de brûlé qui provient de la combustion de la poussière sur la spirale à nu.

Beaucoup recommandent d'installer une grille aux extrémités – un tel obstacle ne retiendra certes pas les petits débris, mais il protégera d'un contact accidentel avec l'élément chauffant ou la turbine en fonctionnement.

Quelques conseils importants pour l'assemblage et l'utilisation

Les règles de sécurité pour l'utilisation d'un canon artisanal ne diffèrent pratiquement pas de celles des autres appareils électriques : il faut éviter de renverser l'appareil et l'infiltration d'humidité à l'intérieur, ne pas toucher le boîtier chaud et ne pas laisser l'appareil fonctionner sans surveillance.

Parmi les particularités importantes – avant l'arrêt, il faut d'abord arrêter le fonctionnement de l'élément chauffant, laisser le ventilateur tourner à vide pendant quelques minutes et seulement ensuite retirer la fiche du secteur.

Les canons à air chaud artisanaux sans thermostat ne sont pas conçus pour un fonctionnement prolongé – ils peuvent provoquer un court-circuit dans le réseau ou s'enflammer à cause de la spirale incandescente ; de plus, les appareils électriques assèchent fortement l'air, il est donc recommandé d'aérer la pièce plus souvent.

Conseils pour l'assemblage des appareils artisanaux :

1. Le boîtier pour tout type de canon électrique est de préférence en métal d'une épaisseur d'au moins 1 mm ou en amiante-ciment. Bien qu'il soit possible d'acheter un récipient en thermoplastique de dimensions appropriées, une telle enveloppe peut dégager des odeurs désagréables lors du chauffage et nécessitera un contrôle strict de la température de la spirale.
2. Le bruit gênant de la turbine peut être réduit en utilisant des ventilateurs automobiles relativement silencieux pour la construction.
3. Pour éviter que la surface chaude du boîtier ne provoque un incendie, on peut l'installer sur un cadre en ferraille, un support en amiante-ciment ou appliquer un revêtement absorbant la chaleur.
4. L'alimentation électrique du ventilateur et de l'élément chauffant est toujours effectuée séparément.
5. Veillez à la qualité de l'isolation de tous les fils dépassant du boîtier du canon.

La mise à la terre du boîtier métallique de l'appareil aidera à éviter une électrocution accidentelle.

Et un dernier conseil : si vos connaissances en électricité sont à un niveau de débutant amateur, avant de brancher un appareil fait maison au réseau, consultez un professionnel qui évaluera d'un œil expert le fonctionnement et la sécurité de votre création.

Les critères de choix d'un aérotherme électrique de fabrication industrielle sont présentés dans l'article suivant. Si vous doutez de vos compétences ou n'avez pas le temps de fabriquer un appareil maison, lisez le contenu que nous recommandons.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Pour mieux visualiser le processus d'assemblage de l'ensemble de la structure, ainsi que les options possibles pour le boîtier et les éléments chauffants, nous vous proposons d'étudier une sélection de vidéos de travaux réalisés par des bricoleurs amateurs.

Vidéo n°1. Comment fabriquer un générateur de chaleur pour chauffer un garage à partir d'éléments chauffants de cuisinière électrique :

Vidéo n°2. Un aérotherme électrique à partir d'un tube en amiante-ciment et d'une spirale en nichrome :

Vidéo n°3. Un aérotherme de 2 kW à partir d'un vieil extincteur :

Comme vous le voyez, fabriquer un aérotherme électrique de ses propres mains n'est vraiment pas difficile. Mais si vous n'êtes pas sûr de vos compétences concernant la partie électrique, il est préférable de consulter un électricien expérimenté ou d'acheter un appareil prêt à l'emploi.

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