N°3 - Relation puissance, débit et écart de température d'eau - niv. 3

N°3 - Relation puissance, débit et écart de température d'eau - niv. 3

Débit, puissance et écart de température d’eau sont en relation par la formule :
P = qv × 1,16 × ΔT
Avec :
- P en [kW]
- qv en [m³/h]
- 1,16 : Chaleur volumique de l’eau en [kWh/m³.K]
- ∆T : Ecart de température reçu ou perdu par l’eau en [K]

Cette formule est logique : plus le débit d’eau qv est important, plus la puissance (de chauffage ou de refroidissement) véhiculée est à priori importante. Mais à elle seule, l’importance du débit n’est pas en soit suffisante pour juger de la puissance (de chauffage ou de refroidissement) distribuée. Ainsi on peut envoyer autant d’eau froide que l’on voudra dans un radiateur, il ne chauffera pas plus.
Pour qu’il y ait chauffage ou refroidissement, il faut que la température de l’eau varie d’un ΔT.

chaleur volumique

Question

Q1 : Complétez le tableau.

tableau
tableau

Question

Q2 : En utilisant la formule P =  qv × 1,16 × ΔT, calculez la puissance en [kW] d’une chaudière qui réchauffe de 15 [°C] (15 [K]), un débit d’eau de 7,5 [m³/h]?

P = qv × 1,16 × ΔT
P = 7,5 × 1,16 × 15 =131 [kW]

Question

Q3 : Quelle est la puissance en [kW] d'une chaudière qui réchauffe 12 [m³/h] d'eau de 70 [°C] à 80 [°C]?

ΔT = 80 [°C] – 70 [°C] = 10 [°C] (10 [K])
P = qv × 1,16 × ΔT
P = 12 × 1,16 × 10 = 139 [kW]

Question

Q4 : Quelle est la puissance frigorifique en [kW] d'un groupe frigorifique capable de baisser de 6 [°C] (6 [K]) la température d'un débit d'eau de 4,8 [m³/h]?

P = 4,8 × 1,16 × 6 = 33 [kW]


Récapitulons et visualisons le calcul d'une puissance calorifique apportée à un débit d'eau en circulation:

Les vidéos récapitulatives de Maurice.



Lorsque l’on travaille sur des chaudières ou des groupes frigorifiques, leur puissance se calcule généralement en [kW] à partir de débits exprimés en [m³/h]. Lorsque l’on travaille sur des radiateurs ou sur des ventilo-convecteurs, le Watt et le [l/h] sont plus adaptés. On utilisera alors comme unités:

P = qv × 1,16 × ΔT
Avec :
- P en [W]
- qv en [l/h]
- ∆T : Ecart de température reçu ou perdu par l’eau en [K]



convecteurs

Question

Q5 : Quelle est la puissance d'un radiateur dans lequel 80 [l/h] d'eau se refroidissent de 20 [°C] (20 [K])?

P = 80 × 1,16 × 20 = 1856 [W]

Question

Q6 : Quelle est la puissance frigorifique en [W] d'une batterie froide de ventilo-convecteur dans laquelle le débit d'eau de 370 [l/h] se réchauffe de 7 [°C] à 12 [°C]?

ΔT = 12 [°C] – 7 [°C] = 5 [°C] (5 [K])
P = 370 × 1,16 × 5 = 2146 [W]

Question

Q7 : Quelle est la puissance d'un radiateur irrigué par un débit de 0,045 [m³/h] " en régime " 75 / 60 [°C]?

qv = 0,045 [m³/h] = 45 [l/h] 
ΔT = 75 [°C] – 60 [°C] = 15 [°C] (15 [K]


P = 45 × 1,16 × 15 = 783 [W]