Le "nombre d'or" des systèmes de ventilation et de déshumidification des piscines : la loi de l'équilibre entre le débit d'air, l'humidité et la consommation d'énergie.

       Lors de la conception, de l'exploitation et de la maintenance des piscines couvertes, les performances des systèmes de ventilation et de déshumidification ont une incidence directe sur le confort, la sécurité et les coûts d'exploitation de l'environnement de la piscine. La recherche du "nombre d'or" entre le débit d'air, l'humidité et la consommation d'énergie constitue le principal défi pour les ingénieurs, les concepteurs et les équipes chargées de l'exploitation et de la maintenance. Sur la base de la norme ASHRAE et de données de mesure réelles, cet article analyse la stratégie d'équilibre dynamique entre ces trois éléments, fournissant ainsi une base scientifique pour l'optimisation des systèmes de piscine.

‌I. Modélisation théorique : calcul de base du débit d'air et de l'humidité‌

1. ‌Cadre de calcul des flux d'air ASHRAE‌
   Selon la norme ASHRAE 62.1, deux conditions doivent être remplies pour assurer une quantité minimale d'air frais dans les piscines intérieures :

   • ‌besoins respiratoires de l'homme: Calculé à 10 L/s d'air frais par personne (sur la base d'une occupation maximale).
   • ‌Exigences en matière de contrôle de l'humiditéCalculer la quantité de déshumidification nécessaire en utilisant la formule d'évaporation, puis inverser le débit d'air de ventilation.

   L'équation est exprimée de manière simplifiée comme suitQ=ACH×V/60

   1. Parmi eux.$Q$est le volume d'air frais (m³/h).$ACH$est le nombre de renouvellements d'air par heure.$V$L'ASHRAE recommande que le nombre de renouvellements d'air pour les piscines intérieures soit contrôlé entre 4 et 6 fois par heure, à ajuster en fonction de la charge d'humidité.

   2. ‌Seuils pour le contrôle de l'humidité : température du point de rosée et évaporation‌
      L'évaporation de la surface de la piscine ($W$) est calculé à l'aide de la formule de Dalton :

      W=(Pw​-Pa​)×A×F

      • Pw​: Pression de vapeur saturée (kPa) à la surface de l'eau, positivement liée à la température de l'eau ;
      • Pa​: Pression de vapeur réelle de l'air (kPa) ;
      • $A$Surface de l'eau de la piscine (m²) ;
      • $F$: coefficient d'évaporation (généralement compris entre 0,1 et 0,2, influencé par la vitesse du vent et l'intensité de l'activité).

      Lorsque le flux d'air de ventilation est insuffisantPaPa​Élevée, entraînant l'évaporation$W$L'humidité diminuera, mais un excès d'humidité entraînera des problèmes de condensation ; d'autre part, une ventilation excessive peut réduire l'humidité, mais elle entraînera une perte de chaleur et une augmentation de la consommation d'énergie.

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   ‌Deuxièmement, l'équilibre dynamique : volume d'air, humidité et consommation d'énergie du jeu‌

   1. ‌"Les trois principes fondamentaux du nombre d'or‌

      • ‌Principe 1 : Priorité à l'humidité--Contrôler l'humidité de l'air à 50%-60% (température du point de rosée ≤14℃) pour éviter la corrosion des structures et la formation de moisissures.
      • ‌Principe 2 : Débit d'air minimal--Sélectionnez le nombre minimum de renouvellements d'air (par exemple, 4 par heure) pour réduire les pertes de chaleur, à condition que les exigences en matière d'humidité soient respectées.
      • ‌Principe 3 : Récupération d'énergie--Compenser la perte d'énergie due à la ventilation en récupérant la chaleur latente de l'évaporation grâce à des déshumidificateurs à pompe à chaleur.

   2. ‌Voies d'optimisation de l'efficacité énergétique‌

      • ‌Voie 1 : contrôle hiérarchique du flux d'air‌
        Ajuster dynamiquement le débit d'air en fonction de l'intensité de l'utilisation de la piscine (par exemple, les heures d'ouverture, le nombre de visiteurs). Exemple :
        • Heures de pointe : 6 renouvellements d'air/heure activés ;
        • Heures creuses : descendre à 4 fois/heure en conjonction avec un déshumidificateur pour maintenir l'humidité.
      • ‌Voie 2 : Intégration d'un système de pompe à chaleur‌
        Avec les déshumidificateurs à récupération de chaleur (comme la série Dantherm CDP), la chaleur récupérée pendant la déshumidification est utilisée pour chauffer l'eau de la piscine ou l'air, ce qui permet d'économiser jusqu'à 60%-70% d'énergie.
      • ‌Voie 3 : Contrôle prédictif intelligent‌
        Grâce au capteur d'humidité et à l'algorithme d'intelligence artificielle, il est possible d'anticiper les changements d'évaporation (par exemple, en cas de changement soudain de la météo ou de réservation d'un événement) et d'ajuster les modes de ventilation et de déshumidification à l'avance afin d'éviter une surcharge du système ou un fonctionnement redondant.

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   ‌III. vérification pratique : comparaison des données mesurées et des cas‌

   Prenons l'exemple d'un projet de rénovation de la piscine d'un hôtel international. Le système d'origine adopte un renouvellement d'air fixe 6 fois/heure + un déshumidificateur traditionnel, après la rénovation, il est mis à niveau avec un système de ventilation à conversion de fréquence + un système de déshumidification par pompe à chaleur, la comparaison des données est la suivante :

   norme	pré-conversion	après conversion	le degré de réduction (en prix, en nombre, etc.)
   Consommation annuelle moyenne d'énergie (kWh/m²)	320	180	43.8%
   Conformité à l'humidité (%)	75% (très volatile)	95% (stabilisé)	–
   Taux de défaillance de l'équipement (fois/an)	8	2	75%

   ‌Principaux points d'amélioration: :

   • Les ventilateurs à inverseur ajustent le débit d'air en fonction de l'humidité en temps réel, réduisant ainsi l'inefficacité de la ventilation ;
   • Les déshumidificateurs des pompes à chaleur récupèrent la chaleur pour le thermostat de l'eau de piscine et réduisent la charge de la chaudière ;
   • Le système de contrôle intelligent réduit les erreurs d'intervention manuelle.

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   ‌IV. recommandations en matière de conception : 4 étapes pour atteindre le "nombre d'or"‌

   1. ‌Calcul précis de la charge‌
      Utilisez des logiciels spécialisés (tels que Carrier HAP ou IESVE) pour simuler l'évaporation de la piscine, les besoins en ventilation et les pertes de chaleur afin d'éviter les erreurs de sélection de l'équipement dues à l'empirisme.

   2. ‌Sélection de dispositifs hautement intégrés‌
      La priorité est donnée à l'utilisation de systèmes 3 en 1 pour la ventilation, la déshumidification et la récupération de chaleur (par exemple, Calorex Varipac), ce qui réduit la complexité des conduits et l'occupation de l'espace.

   3. ‌Permettre la redondance dans la réglementation‌
      Ajout d'une marge de régulation de 10%-15% à la valeur de conception du débit d'air pour faire face à des scénarios de charge élevée inattendus (par exemple, fêtes au bord de la piscine ou tournois).

   4. ‌Suivi à long terme et itération‌
      Des capteurs IoT sont installés pour surveiller l'humidité, le débit d'air et les données de consommation d'énergie, et le taux d'efficacité énergétique (COP) du système est analysé tous les trimestres pour une optimisation continue de la stratégie d'exploitation.

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   ‌remarques finales‌

           L'essence du "nombre d'or" du système de ventilation et de déshumidification des piscines consiste à trouver la solution optimale entre la sécurité environnementale et l'efficacité énergétique grâce à la modélisation scientifique et à l'innovation technologique. Avec les progrès de la technologie des pompes à chaleur et des algorithmes de contrôle intelligents, cet équilibre sera plus raffiné et dynamique, fournissant une garantie solide pour le développement durable des piscines couvertes.

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