L'électricité, source de chaleur

Éclairage Et Installation Électriques 1961

Chauffage domestique

Nous avons vu précédemment, en parlant du courant utilisé comme source de lumière, que dans un circuit fermé les conducteurs du courant électrique sont susceptibles de s'échauffer à leurs points les plus résistants, puis de devenir rouges et même d'entrer en fusion à une certaine température si le fil est de diamètre trop faible ou en métal fusible.

C'est ce principe qui permet de tirer de l'électricité la chaleur. En fait, c'est la résistance offerte au passage du courant qui transforme celui-ci en chaleur.

LOI DE JOULE

Pour obtenir de la chaleur au moyen de l'électricité on augmente donc la résistance au passage du courant, c'est-à-dire le nombre d'ohms.

Pour augmenter la résistance au courant, on multiplie l'intensité par l'intensité c'est-à-dire qu'on multiplie les ampères par les ampères. Ainsi 10 ampères x 10 ampères = 100 ohms.

Plus on augmente la résistance au courant plus on obtient de chaleur, et si on diminue la résistance, la chaleur décroîtra.

Trois choses influent sur la résistance:

1 ° la grosseur des fils ;
2° la composition ou matière du fil ; et
3° la longueur du fil.

Pour avoir 7 ohms de résistance dans un fil de calibre 10, il faut un pied de fil ; avec le calibre 00, il en faut 1,000 pieds, et avec un fil de calibre 0, il en faut 12,000 pieds.

De plus, tous les matériaux n'ont pas la même résistance.

On trouve le voltage nécessaire pour obtenir le degré de chaleur voulu, en multipliant le nombre d'ohms par le nombre d'ampères.

Ohms x ampères = volts

ÉLÉMENTS DE CHAUFFAGE

Les éléments des poêles et des radiateurs électriques sont tout simplement des fils en maillechort ou en ferro-nickel, tordus en spirale ou encore aplatis et enroulés sur des feuilles de mica afin d'occuper moins d'espace. On les recouvre de boîtes métalliques ajourées ou garnies d'un treillis.

On peut aussi monter le fil de l'élément sur un petit cylindre en terre réfractaire fixé au foyer d'un réflecteur en cuivre; ce système est utilisé dans les chaufferettes avec miroir parabolique employées dans les petits appartements. (Fig. 149).

Fig. 149.— Élément de chauffage simple monté sur un cône en porcelaine réfractaire.

Les appareils ainsi construits ont un rendement parfait, car toute l'énergie électrique absorbée y est intégralement transformée en chaleur, d'où son application aux appareils domestiques très utiles, tels que: grille-pain, bouilloires, marmites, fers à repasser, sans compter les chaufferettes et les radiateurs électriques.

L'application de l'électricité à la cuisson écarte tout risque d'incendie ou d'explosion ; il n'y a pas, comme dans les poêles à l'huile ou à gaz, dégagement de fumée et d'odeurs viciant l'air par leurs émanations délétères. La cuisine reste donc en toute saison habitable et saine.

Comparée aux poêles à bois ou au charbon, la cuisson à l'électricité est exempte de fumée et d'odeurs de suie ; plus de cendres ni de poussières qui salissent les mains et souillent les plats ; on peut enfin garder une cuisine propre. Au surplus, rien n'empêche désormais d'effectuer certaines cuissons dans la salle à manger même.

En effet, les grils et les percolateurs étant chauffés par des fils conducteurs entourés d'isolants calorifuges, le socle et les poignées des appareils n'atteignent jamais une température trop élevée, de sorte qu'il n'y a aucun inconvénient à poser sur une nappe l'ustensile culinaire, comme un simple réchaud.

Le double-réchaud électrique est l'appareil le plus utilisé dans la cuisine ; en plus de servir à la cuisson, il conserve la chaleur des plats déjà préparés, au moyen d'un commutateur à trois degrés: pleine chaleur, chaleur moyenne et chaleur tempérée.

POÊLES ÉLECTRIQUES

Les éléments des poêles électriques de diverses fabrications sont ordinairement montés en forme de volutes sur des disques en terre réfractaire de 5¾" et de 7¾" de diamètre et munis de rainures au fond desquelles repose le fil en spirale de l'élément réchauffeur.

Les nouveaux éléments sont ronds et ne laissent à découvert aucun fil chargé de courant ; celui-ci dégage sa chaleur au moyen d'une résistance soigneusement isolée à l'intérieur d'un tube métallique, dont chaque extrémité sert de contact.

Le petit élément comporte une simple volute ayant une capacité de 660 watts et une résistance de 6 ampères pour un courant de 110 volts.

Le second élément est formé de deux volutes dont l'une est intercalée entre les spirales de la première.

Cette seconde volute a une capacité de 1,200 watts et une résistance de 10 ampères ; l'intensité de la chaleur qu'elle dégage est contrôlée par un commutateur qui allume chaque volute séparément ou les deux en même temps.

Si le poêle électrique comporte deux éléments de 10 ampères, les fusibles du panneau de distribution doivent être de 20 ampères, et s'il est muni d'un double élément pour fourneau, les fusibles doivent être de 30 ampères.

POÊLES DE CUISSON (ranges)

Les poêles de cuisson avec fourneau au bas sont munis d'éléments au-dessous et au-dessus du four.

Ces poêles tiennent peu de place, ayant environ 30" de hauteur, 24" à 30" de longueur, 14" à 18" de largeur. Les dimensions intérieures de leur fourneau varient de 15" à 16" de largeur, par 11" de hauteur et 12" de profondeur avec doubles parois séparées par un isolant.

Les poêles sont pourvus d'un thermomètre indiquant par lecture directe la température intérieure du four, renseignement indispensable pour effectuer diverses cuissons: pâtisserie, viandes, etc., qui demandent à être soigneusement chronométrées.

Les poêles de cuisine sont souvent montés sur pattes et munis, en dessous des éléments de la table, d'un tiroir pour remiser les poêlons, poêles et casseroles.

Ces poêles de cuisine comportent deux éléments de 7¾"; leur fourneau est latéralement garni de deux éléments de 7¾" contrôlés par des commutateurs à 3 degrés.

Ils consomment à plein rendement 5,390 watts, sous courant de 110-220 volts. Leur résistance est de 49 ampères et nécessite l'usage de fusibles de 60 ampères.

En plus d'un thermomètre, le fourneau est muni d'un contrôle automatique coupant le circuit à la température qu'on a préalablement fixée en manœuvrant un indicateur que comporte cet appareil.

Quelques poêles sont munis d'éléments sous forme de plaques chromées pouvant cuire certains aliments par contact direct.

Les sociétés General Electric et Wes-tinghouse fabriquent des éléments intercalés entre des disques métalliques. Ce dispositif offre l'avantage de protéger l'élément chauffé à blanc lorsqu'un liquide en ébullition gonfle et se répand.

Le réchauffage de ces éléments s'effectue peut-être plus lentement, mais lorsqu'ils ont atteint leur chaleur maximum, ils conservent longtemps après fermeture du circuit une température voisine de ce maximum.

De là économie pour quiconque sait en tirer parti ; du moment qu'un liquide atteint son point d'ébullition, on n'a qu'à fermer le commutateur et il continue à bouillir durant plusieurs minutes.

PRISES DE COURANT POUR POÊLES

Les poêles électriques fonctionnant sur le courant de 110 volts sont reliés directement au moyen d'un cordon flexible avec fiche (plug) à une prise de courant murale.

Il est préférable de munir cette prise de courant d'un double-socle afin de pouvoir utiliser la même prise pour d'autres appareils électriques sans avoir à déconnecter la fiche du poêle.

Pour les poêles de cuisson fonctionnant avec le courant de 110-220 volts on doit évidemment faire une entrée spéciale si l'installation électrique de la bâtisse est à 110 volts sur 2 fils.

Dans les installations électriques de nouvelles résidences ou conciergeries, il est préférable d'effectuer au moment de la construction l'entrée avec le courant électrique de 220 volts à 3 fils.

Le courant de 220 volts sert directement pour le circuit destiné au chauffage et on en dérive des circuits de 110 volts pour l'éclairage et les petits appareils électriques.

Une prise de courant avec boîte de jonction pour 3 fils sera installée à l'endroit le plus approprié pour brancher les fils du poêle.

Dans certains cas, on pourra installer, sur le circuit alimentant le poêle, un socle spécial pour fiche à trois tiges, qui servira à connecter les accessoires fonctionnant sur le 220 volts.

Enfin, on installera des prises de courant de 110 volts destinées aux appareils utilisant ce courant, tels que réfrigérateurs, lessiveuses, balayeuses, machines à coudre, radios, etc.

FER À REPASSER

Le fer électrique est sans contredit une des plus belles applications de l'électricité aux usages domestiques. Il consiste en une plaque de fer triangulaire assez lourde et ressemblant à celle du fer à repasser ordinaire.

Cette plaque est munie d'un élément monté sur porcelaine et isolé de la plaque elle-même par une feuille de mica qui lui transmet la chaleur. (Fig. 150).

Fig. 150.— Fer à repasser électrique et son élément.

Une poignée en ébène ou en plastique avec supports métalliques sert à manœuvrer le fer à repasser qui est muni, à sa partie arrière, d'une douille avec tiges pour recevoir le connecteur relié à la fiche par un cordon flexible doublement isolé avec de l'amiante.

Les prises de courant pour les fers à repasser sont ordinairement placées sur un mur; elles sont munies d'un interrupteur à même ainsi que d'une petite lampe de vigie ou de signalisation (pilot lamp) qui rappelle à la personne utilisant le fer que le courant est appliqué et qu'il y aurait danger que le fer vienne à surchauffer.

Lorsqu'on ne s'en sert pas, le fer à repasser doit toujours reposer sur son trépied ou support en métal, afin d'en éviter le contact prolongé avec la planche à repasser ou les étoffes qui s'enflammeraient très rapidement si le fer y restait appuyé pendant que le courant le réchauffe.

Lorsque les planches à repasser sont dissimulées dans une armoire spéciale, la prise de courant ne doit pas être installée dans cette armoire.

GRILLE-PAIN

Le grille-pain (toaster) fonctionne d'après le même principe que les poêles et les fers électriques. Il comporte généralement un élément vertical formé par une série de fils parallèles tordus en petites spirales ou de bandelettes enroulées autour d'un support en mica.

Celles-ci sont faites de métal blanc, comme le maillechort ou le ferro-nickel, qui opposent une forte résistance au passage du courant. Un treillis de broches verticales est placé de chaque côté à 1/4 ou 1/2 pouce de distance de l'élément pour recevoir la tranche à rôtir.

De petits panneaux en métal ajouré sont fixés de chaque côté; le bas de ces panneaux, plié à angle droit, est muni d'une charnière permettant de renverser les rôties (toasts) et de les saisir sans avoir à se brûler les doigts.

Il existe divers modèles de grille-pain, plus ou moins compliqués au bon plaisir des fabricants. Les uns fonctionnent automatiquement, c'est-à-dire coupent d'eux-mêmes le circuit lorsque la tranche est rôtie à point ; d'autres peuvent rôtir plusieurs tranches à la fois.

La fig. 151 illustre un modèle courant de grille-pain et un élément typique.

Fig. 151.— Grille-pain électrique et son élément.

Fig. 152.— Accessoires de maison mus à l'électricité: a) balayeuse; b) malaxeur.

Fig. 153.— Deux types de cafetières chauffées à l'électricité.

LES RADIATEURS ÉLECTRIQUES

L'hiver, dans les habitations qui ne possèdent pas de chauffage central, on se sert généralement du poêle de cuisine consommant du bois, du charbon ou de l'huile pour réchauffer les pièces avoisinantes, et l'on emploie des chaufferettes ou radiateurs électriques pour les chambres les plus éloignées.

On fabrique aujourd'hui des radiateurs électriques à convexion avec élément de 600 watts dissimulé dans une boîte métallique ajourée au bas et au sommet; leur capacité est d'environ mille pieds cubes de radiation. (Fig. 154).

Fig. 154.— Radiateur électrique.

II existe aussi des radiateurs portatifs utilisant l'eau chaude ou la vapeur comme véhicule et accumulateur de la chaleur produite par l'électricité. Ces radiateurs portatifs sont faits d'aluminium ou d'acier pressé et produisent la chaleur au moyen d'un élément immergé de 800 watts à 110 volts.

Ils offrent 1,200 pieds cubes de radiation et sont munis d'une soupape de sûreté ainsi que d'un interrupteur automatique qui coupe le courant lorsque l'eau a atteint la température voulue, et qui le rétablit lorsqu'elle se refroidit.

On a récemment créé un radiateur à convexion dont le réchaud convecteur à ailettes contient un élément électrique de 1,000 watts à 110 volts, contrôlé par un aquastat; ce radiateur peut réchauffer facilement une chambre de 2,000 à 3,000 pieds cubes.

Le réchaud est entouré d'un cache-radiateur métallique, et il est amovible; il fonctionne dès qu'on le relie à une fiche quelconque.