Calcul de climatisation : BTU/h en kW et puissance d'une pièce

La puissance d'un climatiseur s'exprime en kW ou en BTU/h, une unité anglo-saxonne. Le NIST donne 1 BTU/h = 0,2930711 W : un appareil de 9 000 BTU/h fournit 2,64 kW de froid, et 12 000 BTU/h font une « tonne de réfrigération ».

BTU/h et kW : deux unités pour la même puissance

Les fiches de climatiseurs donnent souvent la puissance en BTU, pour « British thermal unit ». Il s'agit en fait de BTU par heure, une puissance comme le watt. Le guide des unités du NIST, l'institut américain de métrologie, donne le facteur : 1 BTU/h = 0,2930711 W.

Exemple : 9 000 BTU/h × 0,2930711 = 2 637,6 W, soit 2,64 kW. Dans l'autre sens, un appareil de 3,5 kW fait 3 500 ÷ 0,2930711 = 11 942 BTU/h.

Tableau de conversion BTU/h en W et en kW

Conversion avec le facteur du NIST, 1 BTU/h = 0,2930711 W. Exemple : un climatiseur de 9 000 BTU/h a une puissance frigorifique de 2,64 kW, et 12 000 BTU/h font exactement une « tonne de réfrigération ».

Lire la fiche d'un climatiseur

Les BTU/h et les kW de l'étiquette sont une puissance frigorifique : la chaleur que l'appareil retire de la pièce. Ce n'est pas l'électricité qu'il consomme, indiquée à part sur la fiche. Pour estimer une facture, partez de cette puissance électrique et de la durée d'usage.

La « tonne de réfrigération » des fiches américaines vaut 12 000 BTU/h, soit 3 516,853 W selon le NIST. Un appareil de 2 tonnes fournit donc environ 7,03 kW de froid.

Frigories : l'unité des anciennes fiches

Certaines fiches, surtout anciennes, donnent la puissance de froid en frigories par heure. Le Trésor de la langue française définit la frigorie comme la quantité de chaleur qu'il faut enlever à un kilogramme d'eau à 15 °C pour la refroidir d'un degré : c'est une kilocalorie « à 15 °C », que le NIST chiffre à 4 185,80 J. Une frigorie par heure vaut donc 4 185,80 ÷ 3 600 = 1,1627 W.

Ainsi, 1 kW de froid fait 860 frigories par heure, et un appareil de 2 000 frigories/h fournit 2,33 kW, soit 7 935 BTU/h. L'outil propose cette unité dans la liste.

Estimer la puissance d'une pièce

Le besoin de froid dépend de l'orientation, des vitrages, de l'isolation, du nombre d'occupants et des appareils qui chauffent la pièce. Les ratios « tant de watts par m² » que l'on trouve en ligne viennent de sites commerciaux et ne concordent pas entre eux ; aucune source officielle consultée n'en fixe un. L'outil ne propose donc aucun ratio par défaut.

Si votre installateur ou un bilan thermique vous donne un ratio, entrez-le avec la surface ou le volume de la pièce : 25 m² à un ratio de 100 W/m² donnent 2 500 W, soit 2,5 kW ou 8 530 BTU/h.

Cas particuliers

• Climatisation gainable ou multisplit : additionnez les besoins de chaque pièce, puis comparez au groupe extérieur et à chaque unité intérieure.
• Climatiseur réversible : sa puissance de chaud et sa puissance de froid sont deux valeurs distinctes sur la fiche. Pour le chauffage, servez-vous de la méthode des déperditions.
• Local technique ou salle de serveurs : le besoin vient surtout de la chaleur des machines, à additionner en watts : 1 W électrique dissipé est 1 W de chaleur à retirer.

Les erreurs fréquentes

• Lire 9 000 BTU comme une énergie : c'est une puissance, 9 000 BTU par heure.
• Se tromper de sens : 1 kW vaut 3 412 BTU/h, donc des BTU/h se divisent par 3 412 pour donner des kW, ils ne se multiplient pas.
• Confondre puissance frigorifique et puissance électrique absorbée.

Pour la puissance de chauffage d'une pièce, voyez le calcul de puissance de chauffage. Une pièce mieux isolée a besoin de moins de froid comme de chaud : le calcul de résistance thermique aide à choisir l'isolant. Le coût d'usage se calcule avec le calcul de consommation électrique.