Chauffage d’un volume d’eau

Vous cherchez à calculer la puissance nécessaire pour le chauffage d’un volume d’eau ? Quel sera le temps de chauffe nécessaire pour q’un volume d’eau passe d’une température T1 à une température T2 ? Vous souhaitez évaluer le temps de chauffe de votre chauffe-eau ?

Vous trouverez toutes les informations nécessaires à votre calcul dans cette page !

1 – Energie nécessaire au chauffage d’un volume

La formule suivante permet de calculer l’énergie nécessaire pour élever la température d’un volume V de T1 à T2.

Q = M Cp ΔT     ou     Q = ρ V Cp (T2 – T1)

Avec  :

Q = Energie en Joule (J)

M = Masse de fluide à réchauffer en kg

Cp = Capacité thermique massique à pression constante en J/(kg.K) – Pour l’eau, Cp = 4185 J/(kg.K)

T1 = Température initiale du fluide en Kelvin (ou °C)

T2 = Température finale du fluide en Kelvin (ou °C)

ΔT = Différence de température  entre la température finale et la température initiale en Kelvin (ou °C)

ρ = Masse volumique du fluide en kg/m³ – Pour l’eau, ρ = 1000 kg/m³

V = Volume de fluide en m³

Exemple :

Nous disposons d’un volume d’eau de 200 litres à 15°C et nous souhaitons élever la température de ce volume d’eau à 65°C. Quelle est l’énergie nécessaire en considérant que le recipient qui contient ce volume d’eau est adiabatique (C’est à dire qu’il est parfaitement isolé et donc qu’il n’y a aucune perte de chaleur par les parois de celui-ci):

V = 200 l = 0,2 m³

Q = 1000 . 0,2 . 4185 . (65 – 15) =  41850000 J

Maintenant que nous connaissons l’énergie nécessaire pour chauffer notre volume d’eau, nous allons pouvoir calculer la puissance et le temps de chauffe. Ceci pour déterminer, par exemple, une résistance de chauffage.

2 – Calcul de la puissance pour un temps de chauffe donné

L’énergie calculée ci-dessous est donnée en Joule (J). Un joule est égal à 1 Watt multiplié par 1 seconde. Donc 1 J = 1 W.s. Pour calculer la puissance nécessaire pour chauffer un volume d’eau en un temps (t) donné, il suffit de divisé l’énergie Q (en Joule) par le temps de chauffe souhaité T (en seconde).

Donc :

P = Q/t

Avec :

P en W

Q en J

t en s

Exemple :

Soit le volume de 200 litres de l’exemple ci-dessus. Nous souhaitons élever la température de 15°C à 65°C en 2h. Quelle est la puissance nécessaire ?

Nous savons d’après le calcul précedent qu’une énergie de 41850000 J est nécessaire.

t = 2h = 7200 s

P = 41850000 / 7200 = 5812,5 W

Il nous faut donc une puissance de chauffe de 5812,5 W pour chauffer 200 l d’eau en 2h.

3 – Calcul du temps de chauffe pour une puissance donnée

Comme vu précédemment, un joule est égal à 1 Watt multiplié par 1 seconde. Donc 1 J = 1 W.s. Donc, pour calculer le temps de chauffe t d’un volume d’eau avec un puissance donnée, il suffit de divisé l’énergie Q (en Joule) par la puissance P (en Watt).

Donc :

t = Q / P

Avec :

t en s

Q en J

P en W

Exemple :

Soit le volume de 200 litres de l’exemple ci-dessus. Nous disposons d’une puissance de chauffe de 2000 W et nous souhaitons élever la température de 15°C à 65°C. Quel est le temps de chauffe nécessaire pour atteindre cette température ?

Nous savons d’après le calcul précedent qu’une énergie de 41850000 J est nécessaire.

t = Q / P = 41850000 / 2000 = 20925 s (soit environ 6 heures).

4 – Selection de livres sur le sujet :

 

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5 – Des Questions ? Un avis ?

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