Convertisseur de tonnes en kW

kW = RT × 3,5168528, avec 1 RT = 12 000 BTU_IT/h et 1 BTU_IT = 1 055,05585262 J

RT

La tonne de froid, l’unité dont part cette page et celle qui prête le plus à confusion. C’est une puissance, pas une masse : c’est le débit auquel il faut évacuer de la chaleur pour congeler une tonne courte d’eau à 0 °C en 24 heures, et cette tonne courte est la short ton américaine, 2 000 livres, soit environ 907 kilogrammes. Rien sur cette page ne se mesure en livres ni en kilogrammes, et il ne faut surtout pas la confondre avec la tonne métrique de 1 000 kg, qui est ce que le mot « tonne » désigne tout seul en français. Si vous êtes arrivé ici en attendant une conversion de masse, les tableaux de masses sont d’autres pages

12 000

Le nombre de BTU par heure dans une tonne de froid, et c’est une définition et non une conversion. Il tombe de l’arithmétique d’origine : faire fondre une livre de glace demande environ 144 BTU, donc 2 000 livres en demandent 288 000, et réparti sur 24 heures cela fait exactement 12 000 BTU par heure. C’est pourquoi la tonne vaut 12 000 plutôt qu’un chiffre rond en unités métriques — la définition est américaine, et elle a survécu parce que le conditionnement d’air s’est développé sur ce marché

3,5168528

La même tonne exprimée en kilowatts : 12 000 BTU par heure convertis par les joules, 12 000 × 1 055,05585262 / 3 600 = 3 516,8528 W. C’est un décimal non terminating, donc toute valeur publiée en est une version arrondie — 3,517 et 3,52 sont le même nombre écrit plus lâchement, et seule la quatrième décimale les distingue. C’est pourquoi les résultats d’ici portent quatre décimales

EER

L’energy efficiency ratio, et la raison pour laquelle cette page insiste sur la puissance à laquelle elle répond. La puissance frigorifique divisée par l’EER donne la puissance électrique absorbée, donc un appareil d’une tonne donné pour un EER de 11,5 appelle environ 1,04 kW à la prise : 12 000 / 11,5 = 1 043 W. Plus l’EER est élevé, moins d’électricité achète la même puissance frigorifique, et un coefficient de performance donné en COP exprime la même idée sans le changement d’unité. La page ne le demande pas parce que la conversion n’en a pas besoin, mais toute valeur de capacité donnée ici est une puissance frigorifique et jamais une consommation

Btu_IT

La British thermal unit de la table internationale, 1 055,05585262 joules, la définition qu’utilise cette page. Il en existe une seconde, la BTU thermochimique, à 1 054,350 joules, et les deux diffèrent d’environ 0,07 pour cent — bien en dessous de la tolérance de n’importe quelle puissance frigorifique annoncée en pratique, mais ce ne sont pas les mêmes nombres et les mélanger est une erreur réelle, même petite. Les puissances frigorifiques se donnent normalement sur la table internationale

Servez-vous de ce convertisseur dès qu’une puissance frigorifique arrive dans une unité que vous ne pouvez comparer à rien d’autre : une fiche technique américaine en BTU par heure, une annonce asiatique dans une unité locale, une fiche européenne en kilowatts, une plaque de groupe froid en tonnes de froid. C’est chaque fois la même grandeur, et comme il s’agit d’une conversion entre définitions et non d’une mesure, rien n’y est approximatif — une tonne vaut 3,5168528 kW par construction. C’est aussi l’étape qui précède la question électrique. Une fois la puissance frigorifique connue, la calculatrice de watts en ampères transforme la puissance absorbée de l’appareil en intensité appelée à l’alimentation, et c’est elle qui dimensionne le câble et le disjoncteur.

1. La ligne de définition : une tonne de froid

   1. Une tonne de froid vaut 12 000 BTU par heure, par définition
   2. Convertissez en joules par heure : 12 000 × 1 055,05585262 = 12 660 670,23 J/h
   3. Convertissez en joules par seconde, ce qui donne des watts : 12 660 670,23 / 3 600 = 3 516,8528 W
   4. Divisez par 1 000 et la réponse est 3,5169 kW

   Les deux lignes intermédiaires du panneau de résultat sont intéressantes ici, et aucune des deux n’est un artefact d’arrondi. La ligne des 12 000 BTU par heure est la définition elle-même, inchangée, parce que la tonne a été définie ainsi et que tout le reste de la page en découle. La ligne des 3,5169 kW est le même nombre habillé en métrique, et c’est celui qu’un lecteur européen citera. Si une fiche technique annonce 3,52 kW et que cette page dit 3,5169, elles sont d’accord : la fiche a arrondi.

2. Un climatiseur de trois tonnes, la taille la plus répandue en Amérique du Nord

   1. Trois tonnes de froid font 3 × 12 000 = 36 000 BTU par heure
   2. Divisez par 3 412,1416 BTU par heure et par kW : 36 000 / 3 412,1416 = 10,5506 kW
   3. Ou reprenez la valeur d’une tonne et multipliez : 3 × 3,5168528 = 10,5506 kW
   4. Comme charge électrique à EER 11,5, cela fait 36 000 / 11,5 = 3 130 W, soit 3,1 kW

   Lisez la dernière étape en regard de la première, parce que cet écart est tout l’objet de la page. L’appareil est vendu comme un trois tonnes et vaut 10,55 kW de puissance frigorifique, et il appellera environ 3,1 kW à la prise — trois fois moins, parce qu’une pompe à chaleur déplace la chaleur au lieu de la produire. Qui dimensionne son circuit à partir de la puissance frigorifique installe un câble et un disjoncteur trois fois trop gros ; qui prend la puissance électrique pour la capacité sous-dimensionne la climatisation. Le tableau plus bas liste les tailles entre une demi-tonne et cent tonnes, de sorte qu’une valeur lue sur une plaque s’y retrouve directement.

3. Une tonne et demie, la taille que reçoivent la plupart des logements nord-américains

   1. Une tonne et demie font 1,5 × 12 000 = 18 000 BTU par heure
   2. Multipliez la valeur en kilowatts d’une tonne : 1,5 × 3,5168528 = 5,2753 kW
   3. Vérifiez l’inverse : 5,2753 kW × 3 412,1416 / 12 000 = 1,5000 tonne
   4. À EER 11,5, la charge électrique vaut 18 000 / 11,5 = 1 565 W

   Les demi-tonnes sont la résolution pratique de ce marché, ce qui explique que le tableau plus bas porte 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2 et 3 avant de sauter. Si votre chiffre vient plutôt d’une plaque métrique, basculez le sélecteur sur kW et tapez le nombre de l’étiquette : 2,5 kW saisis directement reviennent à 0,7109 tonne, ce qui est le quotient 2 500 / 3 516,8528 et non un calcul séparé. Le sélecteur d’unité existe exactement pour cela, et l’unité de base de l’entrée ne décide que de ce avec quoi la case s’ouvre.

4. Un groupe froid de cent tonnes, relevé sur une plaque en métrique

   1. Cent tonnes de froid font 100 × 12 000 = 1 200 000 BTU par heure
   2. En kilowatts : 100 × 3,5168528 = 351,6853 kW
   3. Ou depuis les BTU : 1 200 000 / 3 412,1416 = 351,6853 kW
   4. La saisie a été tapée en 351,6853 kW avec le sélecteur d’unité sur kW, et la page l’a redonnée en tonnes

   À cette taille, la tonne de froid est l’unité du bordereau de sélection et le kilowatt celle du dossier d’appel d’offres, et une centrale de production de froid est l’endroit où les deux se rencontrent le plus souvent. Rien ne change dans l’arithmétique aux deux extrémités de la plage, ce qui vaut la peine d’être su parce que les multiplicateurs se retiennent mal : 3,517 au lieu de 3,5 est une erreur de 0,5 pour cent, et sur une machine de 350 kW cela représente un mégawattheure de froid par mois que personne n’a budgété. Cette page recalcule à partir des définitions à chaque fois plutôt que d’appliquer un facteur mémorisé.

La page convertit une puissance frigorifique et ne fait rien d’autre. Elle ne dimensionne pas un appareil pour une pièce, parce que la charge thermique dépend de la surface, de la hauteur sous plafond, des vitrages, de l’orientation, de l’isolation, du climat local et du nombre de personnes présentes, et qu’aucune de ces données n’est saisie ici : une règle empirique comme 100 à 150 W par mètre carré n’est pas appliquée et ne peut pas être lue sur cette page. Les puissances annoncées sont des valeurs nominales aux conditions de référence, et un appareil en délivre moins quand la température extérieure monte nettement au-dessus. La tonne dont il est question ici est uniquement la tonne de froid — la tonne courte, la tonne longue et la tonne métrique sont des masses et vivent dans les tableaux de masses. La BTU utilisée est celle de la table internationale, et la BTU thermochimique en diffère d’environ 0,07 pour cent.

Une tonne de froid est-elle une unité de poids ?

Non. C’est une unité de puissance, et son nom est un vestige de sa définition d’origine : le débit auquel il faut évacuer de la chaleur pour congeler une tonne courte d’eau à 0 °C en 24 heures. Le poids fait partie de la définition, pas de la réponse. Une tonne de froid vaut 12 000 BTU par heure, soit 3,5168528 kW, et les poids réels — tonne courte, tonne longue, tonne métrique — sont traités par les pages de conversion de masses.

Pourquoi une tonne vaut-elle exactement 12 000 BTU par heure ?

Parce que l’unité a été construite à partir de la glace. Faire fondre une livre de glace demande environ 144 BTU de chaleur latente, donc 2 000 livres en demandent 2 000 × 144 = 288 000, et répartir cela sur 24 heures donne 288 000 / 24 = 12 000 BTU par heure. L’arithmétique est délibérément ronde en BTU par jour, ce qui explique que la valeur métrique vers laquelle elle se convertit ne soit pas ronde du tout. Tous les autres nombres de cette page descendent de celui-là.

Est-ce l’électricité que consomme le climatiseur ?

Non, et c’est précisément l’erreur que cette page existe pour éviter. Ce que vous saisissez et ce qu’elle renvoie est une puissance frigorifique : la chaleur évacuée de la pièce. La puissance électrique absorbée est la puissance frigorifique divisée par l’efficacité énergétique, donc un appareil de trois tonnes fournit 10,55 kW de froid et appelle environ 3,1 kW d’électricité à un EER de 11,5. Dimensionner un circuit à partir de la puissance frigorifique donne un câble et un disjoncteur environ trois fois plus gros que nécessaire.

La tonne de froid est-elle utilisée en France ?

Peu, et il faut surtout ne pas la confondre avec la tonne métrique. La tonne de froid repose sur la short ton américaine, 2 000 livres, soit environ 907 kilogrammes — alors que le mot « tonne » tout seul, en français, désigne la tonne métrique de 1 000 kilogrammes. Ce sont deux masses différentes sous deux noms voisins, et c’est la source d’erreur la plus fréquente sur cette page. En pratique, les plaques et les fiches techniques françaises donnent directement la puissance frigorifique en kilowatts, et cette page ne sert alors qu’à recouper une valeur d’origine étrangère. Les annonces asiatiques, elles, emploient un usage de commerce qui vaut à peu près 2,5 kW de froid, sans être une unité définie.

Quelle BTU la page utilise-t-elle ?

La BTU de la table internationale, 1 055,05585262 joules, celle sur laquelle les puissances frigorifiques sont normalement données. La BTU thermochimique vaut 1 054,350 joules, environ 0,07 pour cent de moins, et l’utiliser ici déplacerait le résultat en kilowatts à la cinquième décimale. Les deux figurent dans les tables de conversion, et l’écart est très en dessous de la précision de n’importe quelle puissance annoncée par un fabricant, mais la page dit laquelle elle emploie plutôt que de laisser le deviner.

Pourquoi le résultat est-il exact ?

Parce que rien n’y est mesuré. Une tonne de froid est définie comme 12 000 BTU par heure, la BTU de la table internationale est définie comme 1 055,05585262 joules, et une heure vaut 3 600 secondes ; les seules opérations sont des multiplications et des divisions sur des grandeurs définies. La puissance réellement délivrée par un climatiseur est une mesure et varie avec les conditions, mais la conversion entre les unités ne comporte aucune incertitude, si bien que les nombres d’ici sont justes jusqu’au nombre de décimales affiché.

Puis-je saisir une valeur en kilowatts ou en BTU par heure ?

Oui. L’entrée dispose d’un sélecteur d’unité couvrant les tonnes de froid, les kilowatts, les watts et les BTU par heure, et la conversion fonctionne dans les deux sens. La case s’ouvre en tonnes de froid parce que c’est ce que le nom de la page annonce, et le panneau de résultat redonne toujours la valeur dans les trois unités — tonnes, kilowatts et BTU par heure —, de sorte qu’un chiffre venu de n’importe quelle source peut être recoupé avec les autres sans second calcul.

• Ton of refrigeration — the 12,000 BTU per hour definition, how melting a short ton of ice in 24 hours produces it, and why the unit is still standard in North American air conditioning — Wikipedia
• NIST Special Publication 811, Guide for the Use of the International System of Units (SI), Appendix B.8 — the conversion factors used here, including the International Table Btu of 1055.05585262 J — National Institute of Standards and Technology
• British thermal unit — the International Table and thermochemical definitions, which differ by about 0.07 per cent, and where each is used — Wikipedia