Piscine (Évaporation et contrôle d'humidité)

Estimation du taux d'évaporation d'une piscine et le contrôle d'humidité.

Introduction

Une piscine demande un contrôle efficace des conditions de confort à l'intérieur de son hall, afin de créer un environnement permettant :

• L'évolution des sportifs (pour une piscine de compétition) ou les nageurs (pour une piscine de plaisance) dans des bonnes conditions psychométriques.
• Protéger le matériel contre la dégradation. 
• Réduire la facture énergétique.

Normes en vigueur

L'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning Engineers) a déterminé les conditions psychométriques que doivent être assurées dans une piscine selon l'utilisation, ces données son disponible sur le (2011 ASHRAE Handbook—HVAC Applications) chapitre 5 paragraphe 6 sur le tableau suivant:

Un nageur mouillé devient beaucoup plus sensible à l'humidité relative et l'évaporation produite. Un taux d'humidité relative se situant en dehors de cette plage [50%,60%] n'est pas recommandé du fait que la qualité de l'air intérieur se dégrade lorsque l'humidité relative dépasse 60%. Ce taux ne doit pas être inférieur à une valeur de 50% pour ne pas augmenter le taux d'évaporation.

Bilan thermique

Un bilan thermique complet d'une piscine inclut les pertes thermique à travers les parois, les pertes par convection de la face du bassin, pertes par rayonnement (dans le cas ou la température de l'air ambiant est inférieure à la température de l'eau de la piscine), les pertes par évaporation, et la quantité d’énergie nécessaire pour 

• Chauffer la quantité d'eau renouveler quotidiennement (généralement 50 litre par baigneur et par jour).
• Chauffer à la température une masse d'eau qui remplacera celle évaporée.

 sur cet article je vais traiter le phénomène d'évaporation par les différentes formules et corrélations qui existent.

une piscine extérieure

  Évaporation

L'évaporation peut être estimée par l'équation empirique (Smith et al 1993) publiée sur (2011 ASHRAE Handbook—HVAC Applications) chapitre 5 paragraphe 6 :

• Wp : Taux d'évaporation en Kg/s
• A: Surface du bassin (m²).
• Y: Energie latente d'évaporation d'eau (2400 kJ/Kg).
• Pw: La pression de vapeur saturante calculée à température d'eau de la piscine (kPa). 
• Pa: La pression de saturante calculée à température de rosée de l'air ambiant(kPa).
• V: La vitesse de l'air (m/s).

La vitesse à adopter pour une piscine couverte est de 0.15 m/s jusqu'au 1 m/s, pour une piscine semi abritée V= 2 m/s et pour une piscine à l'air libre V= 4 m/s.

Facteur d'activité

L'équation (1) peut être modifié en la multipliant par un facteur d'activité pour intégrer l'effet des nageurs sur le taux d'évaporation.

cette nouvelle formule (2) est pour les conditions suivantes:

• V = 0.05 à 0.15 m/s
• Y=2400 kJ/Kg

Le facteur d'activité Fa:

Calcul de pression de vapeur saturante

Deux formules sont disponible, sur le (2013 ASHRAE Handbook - Fundamentals chapter 1 psychrometrics)  pour le calcul de la pression de vapeur saturante. la première est valide pour des température allant de -100°C à 0°C :

Avec:

Pws en Pascal

T en Kelvin 

T(Kelvin)=T(°C)+273.15

La deuxième formule est valide pour des températures allant de 0°C à 200 °C:

 Avec:

Pws en Pascal

T en Kelvin 

T(Kelvin)=T(°C)+273.15

Contrôle d’humidité 

Après avoir calculé le taux d'évaporation, il reste à installer une centrale de déshumidification capable de condenser au moins la même quantité qui s’évapore du bassin.