Calcul du rendement

Document complémentaire SAE2 :
Calcul du rendement énergétique d’un séchoir à cheveux
Comment faire un choix énergétiquement responsable?
Section Zoom sur le concept de rendement énergétique
Voici les équations et les données qui permettent aux élèves de calculer le rendement
énergétique d’un séchoir à cheveux. La consommation réelle du modèle de séchoir utilisé est de
1 440 W, et non de 1 500 W comme inscrit sur l’emballage.
Notez que ces calculs sont approximatifs et que les valeurs peuvent variées selon le modèle de
séchoir à cheveux employé et la distance entre l’appareil de mesure et le séchoir. En outre,
plusieurs données utilisées dans ces calculs proviennent de données expérimentales, ce qui
contribue à augmenter le risque d’erreur dans le calcul du résultat final du rendement
énergétique du séchoir.
Formule du rendement énergétique :
Rendement énergétique =
Quantité d’énergie utile
Quantité d’énergie consommée
X 100
Symbole des unités
A : ampère
C : coulomb
g/ml : gramme par millilitre
J : joule
J/g°C : joule par gramme par degré Celsius
ml : millilitre
s : seconde
V : volt
W : watt
© Association québécoise pour la maîtrise de l’énergie, 2009.
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Partie 1 :
Calcul de la puissance électrique du séchoir
Considérant que le U = 120 V et I = 12 A
Pé = U I
Pé = puissance électrique en W
U = différence de potentiel en V
I = intensité du courant en A
Pé = 120 V 12 A
Pé = 120 J 12 C
C
s
Pé = 120 J 12 C
C
s
Pé = 1440 J
s
Calcul de l’énergie consommée par le séchoir (W = travail)
Basé sur une utilisation de 2 minutes (120 s)
Pé = puissance électrique en W
W = travail en J
Δt = temps requis en s
Pé = W
Δt
W = Pé Δt
W = 1440 J 120 s
s
W = 172 800 J
Donc, l’énergie consommée par le séchoir est de 172 800 J.
Partie 2 :
Calcul de l’énergie utile du séchoir
Pour la soufflerie
0,120 W (donnée trouvée dans de la documentation expérimentale)
en J :
0,120 W 120 s
0,120 J 120 s
s
= 14,4 J
© Association québécoise pour la maîtrise de l’énergie, 2009.
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Pour l’élément chauffant
Basée sur l’utilisation de 1000 ml d’eau
(masse volumique de l’eau = 1g/ml, donc 1000 ml = 1000 g)
Q = m c ΔT
Q = la chaleur (variation d’énergie thermique en J)
m = masse en g
c = capacité thermique massique en J/g°C
ΔT = variation de température en °C
Q = 1000 ml 4,19 J 8 ºC
gºC
Q = 1000 g 4,19 J 8 ºC
gºC
Q = 33 520 J *
*donnée expérimentale
L’énergie utile du séchoir est donc de =
=
14,4 J + 33 520 J
33 534,4 J
Partie 3 :
Calcul du rendement énergétique
Rendement énergétique =
Quantité d’énergie utile (J) X 100
Quantité d’énergie consommée (J)
= 33 534,4 J X 100
172 800 J
Rendement énergétique selon les données obtenues = 19,4%
Il est important de souligner que le rendement de l’élément chauffant est toujours près du taux
de 100 %.Quant au rendement global de l’appareil, il est relativement faible, car une énorme
quantité de chaleur est diffusée dans l’air ambiant, ce qui implique une perte importante
d’énergie utile.
© Association québécoise pour la maîtrise de l’énergie, 2009.
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