Tout ce que les ingénieurs, les entrepreneurs et les propriétaires doivent savoir pour créer un environnement optimal pour les piscines intérieures.
Tout ce que les ingénieurs, les entrepreneurs et les propriétaires doivent savoir pour créer un environnement optimal pour les piscines intérieures.
CHAPITRE DOUZE
COMMENT ÉLIMINER L'HUMIDITÉ
Les ingénieurs envisagent généralement plusieurs approches pour contrôler un natatorium. Ce chapitre met l’accent sur les deux principales approches : les déshumidificateurs à base de réfrigération et les systèmes de ventilation d’air extérieur.
Il est important de comprendre les capacités et les limites de chaque approche afin de sélectionner le système le mieux adapté à l’application et au climat. La consommation d’énergie, la situation géographique, le budget et le contrôle souhaité des conditions de l’espace sont quelques-uns des principaux critères de décision.
PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES DE FONCTIONNEMENT
Chaque déshumidificateur doit présenter deux caractéristiques de fonctionnement essentielles pour garantir que le système offre les meilleurs niveaux de confort dans l’espace tout en minimisant les coûts d’exploitation : maintenir des niveaux stables d’humidité relative et de température dans l’espace. Des fluctuations importantes de l’une ou l’autre de ces caractéristiques ont un impact négatif sur le confort de l’utilisateur et sur le fonctionnement du système.
Les unités PoolPak dotées d’une ventilation complète et d’un économiseur d’énergie optimisent l’utilisation de l’air extérieur grâce à une stratégie de contrôle « ventilation forward ». Cette approche exploite l’air extérieur jusqu’à ce que le fonctionnement des compresseurs soit plus économique.
Une unité PoolPak avec compresseurs est équipée d’une batterie de réchauffage modulante de 0 à 100 % dont le contrôle est basé sur la tendance de la température de l’air ambiant. L’algorithme de contrôle évacue autant ou aussi peu de chaleur que nécessaire pour que la température de l’espace reste stable tout au long de l’année. La modulation du réchauffage est importante car, pendant la majeure partie de l’année, l’établissement fonctionne en heures creuses, et le système doit se situer entre le mode de refroidissement maximal et le mode de chauffage maximal. Il est également important de noter que lorsque la température de la pièce est stabilisée, le niveau d’humidité relative est également stabilisé.
Examinons tout d’abord un appareil à compression classique équipé d’un serpentin de réchauffage des gaz chauds. La plupart des serpentins de réchauffage des gaz chauds dans les unités de piscine sont contrôlés en mode marche/arrêt, ce qui entraîne des températures instables dans l’espace, qui se traduisent également par des fluctuations du niveau d’humidité relative. (Les graphiques de la page suivante sont tirés de WebSentry, la technologie de surveillance des performances des déshumidificateurs de PoolPak).
FIGURE 18 : LE SERPENTIN DE RÉCHAUFFAGE DES GAZ CHAUDS ENTRAÎNE DES TEMPÉRATURES ET DES NIVEAUX DE RH INSTABLES
Comparez maintenant cette situation à celle d’un système de réchauffage à modulation PoolPak. La température de l’espace est une ligne plate. Ce système permet un meilleur contrôle de la température et de l’humidité de l’espace, ce qui se traduit par un meilleur confort pour les occupants. Cette approche modulante du réchauffage permet également de réduire l’usure du compresseur, car l’unité n’a pas besoin de passer du mode marche au mode arrêt.
FIGURE 19 : LE SYSTÈME DE RÉCHAUFFAGE MODULANT DE POOLPAK ASSURE DES TEMPÉRATURES ET DES NIVEAUX DE RH STABLES
DÉSHUMIDIFICATEURS PAR RÉFRIGÉRATION
Les déshumidificateurs à base de réfrigération sont de loin la méthode la plus courante et la plus populaire pour éliminer l’humidité de l’espace. Il s’agit des unités de la série PPK fabriquées par PoolPak. Ces unités sont conçues et développées spécifiquement pour déshumidifier les piscines intérieures, offrant un contrôle de l’humidité tout au long de l’année à des coûts d’exploitation les plus bas possibles.
L’un des principaux avantages de cette approche est le contrôle de l’humidité et de la température tout au long de l’année, avec des coûts d’exploitation réduits. Ces systèmes utilisent simultanément les deux côtés du cycle de réfrigération (chaleur résiduelle de l’évaporateur et du compresseur). Par contre, les climatiseurs traditionnels n’utilisent que l’évaporateur et rejettent la chaleur du condenseur à l’extérieur. Ces unités utilisent l’évaporateur pour déshumidifier (et refroidir si nécessaire) mais renvoient également l’énergie thermique récupérée dans la piscine et/ou dans l’air de traitement. Cette approche est unique dans l’industrie des natatoriums. Le système peut simultanément déshumidifier (refroidir) l’air et le réchauffer (et/ou l’eau de la piscine) pour fournir de l’air déshumidifié et réchauffé à l’espace et de l’eau chaude à la piscine. Pas un seul Btu n’est gaspillé de part et d’autre du cycle de réfrigération. Les coefficients de performance sont proches de 8 et les ratios d’efficacité énergétique sont supérieurs à 25.
La figure 20 illustre schématiquement comment l’air chaud et humide traverse le serpentin de déshumidification et est refroidi en dessous de son point de rosée. Une fois l’air refroidi en dessous de son point de rosée, l’humidité se condense. En fonction des exigences de température de l’espace, le gaz chaud du compresseur peut être utilisé pour réchauffer l’air ou être rejeté vers un condenseur extérieur. Le gaz chaud du compresseur peut également être utilisé pour chauffer l’eau de la piscine.
Le chauffage de l’eau de la piscine permet non seulement de réaliser des économies d’énergie considérables, mais aussi d’améliorer l’efficacité globale de l’unité. En règle générale, le retour sur investissement est énorme et mérite à lui seul d’être pris en considération. PoolPak fournit une chaudière auxiliaire pour l’eau de piscine afin de répondre à tous les besoins en matière de chauffage de l’eau de piscine.
FIGURE 20 : DÉSHUMIDIFICATEURS PAR RÉFRIGÉRATION
RÉDUCTION DU FLUIDE FRIGORIGÈNE : SÉRIE PPK DE POOLPAK
La série PPK est devenue la nouvelle référence de l’industrie du CVC en matière de technologie de déshumidification des piscines intérieures. Par rapport aux unités traditionnelles tout DX, la série PPK réduit les coûts d’exploitation annuels de 5 à 7 % et la charge de réfrigérant du système de plus de 85 %.
La série PPK de PoolPak remplace des centaines de livres de réfrigérant par du glycol, qui est 95 % moins cher et qui est un fluide de transfert de chaleur préféré par l’environnement pour LEED© et d’autres projets de construction durable.
Les systèmes All-DX ont des condenseurs extérieurs et des serpentins de réchauffage des gaz chauds qui sont inondés de réfrigérant liquide pendant de longues périodes. Il en résulte une charge importante du système qui, en plus d’être coûteuse, crée une tendance à la migration de l’huile et à la défaillance prématurée du compresseur. Les échangeurs de chaleur de la série PPK transfèrent la chaleur du réfrigérant à la boucle de glycol, qui est ensuite utilisée pour le réchauffage de l’air ou le rejet de la chaleur dans les refroidisseurs secs refroidis par l’air extérieur.
Il en résulte une plus grande fiabilité du système et une réduction des coûts du projet. Non seulement il y a une énorme économie de charge de réfrigérant, mais il y a aussi des économies supplémentaires sur les coûts d’installation parce que la tuyauterie externe de glycol en PVC vers les refroidisseurs secs est moins chère à installer en termes de main-d’œuvre/matériaux que la tuyauterie de réfrigérant en cuivre. Le système de refroidissement sec présente également une probabilité réduite de fuites de réfrigérant et une durée de vie plus longue du compresseur, ce qui réduit encore le coût d’exploitation sur toute la durée de vie.
Il convient de noter que cette technologie n’est pas nouvelle. Depuis des décennies, les refroidisseurs secs sont utilisés dans les systèmes de climatisation de précision des salles d’ordinateurs et dans les zones sensibles sur le plan environnemental.
Actuellement, les unités de la série PPK sont proposées à partir de 20 HP, mais toutes les unités PoolPak peuvent être équipées de l’option de rejet de la chaleur du refroidisseur à sec.
La conception innovante du PoolPak en matière de rejet de la chaleur rend la série PPK aussi efficace que les systèmes DX pendant les journées d’été et 5 à 7 % plus efficace le reste de l’année. La conception innovante du fluide utilise un contrôle actif de la pression de la tête de réfrigération qui garantit les pressions de condensation les plus basses possibles afin d’augmenter les performances du système tout au long de l’année.
Les autres avantages de la série PPK sont les suivants :
Le système de réchauffage entièrement modulant et totalement variable assure le confort ultime de l’air intérieur en offrant une stabilité sans précédent de la température de l’espace de la piscine et des niveaux d’humidité relative.
- Le système de réfrigération chargé et scellé en usine signifie qu’aucun travail de réfrigération de charge sur site ou technicien d’installation certifié par l’EPA n’est nécessaire.
- Les petites charges de réfrigérant scellées en usine éliminent totalement les problèmes de migration du réfrigérant et de l’huile associés aux systèmes DX traditionnels.
- La réduction significative des charges de réfrigérant du système permet d’éviter les factures d’entretien coûteuses en cas de fuite de réfrigérant.
- Les systèmes monoblocs ou biblocs et les configurations intérieures ou extérieures sont disponibles sans limite de distance entre l’unité et l’échangeur de chaleur du climatiseur.
- Le glycol est 95 % moins cher que les fluides frigorigènes, ce qui permet de réduire considérablement les coûts de recharge en matériaux et en main-d’œuvre.
- L’absence de tuyauterie en cuivre entre l’unité et le condenseur à distance élimine la tentation de vol de matériel.
- Tous les composants critiques sont situés en dehors du flux d’air corrosif dans un vestibule de service protecteur.
INTÉGRATION DE L'ÉVACUATEUR DU PADDOCK
La série PPK de PoolPak est entièrement compatible avec le système de captage à la source Paddock Evacuator(www.paddockevacuator.com ), une technologie essentielle pour réduire les chloramines et assurer une bonne qualité de l’air intérieur.
SYSTÈMES DE VENTILATION D'AIR EXTÉRIEUR
La déshumidification par ventilation est une approche établie qui utilise l’air frais pour assécher l’espace. Cette approche de la déshumidification est possible dans les régions où le climat est sec et/ou frais à l’extérieur toute l’année et est utilisée avec succès depuis des décennies. Un serpentin de refroidissement est parfois ajouté lorsque les conditions peuvent être chaudes en été.
Ces unités de ventilation extérieure présentent plusieurs caractéristiques intéressantes si l’établissement est situé dans une zone géographique appropriée. Leur coût initial est inférieur à celui d’une approche basée sur le réfrigérant et leur fonctionnement est considérablement simplifié. Avec la récupération de chaleur entre les flux d’air vicié et d’air extérieur et des commandes qui séquencent correctement l’air extérieur, il peut s’agir d’un moyen très intéressant de ventiler un natatorium.
LA SÉRIE HYBRIDE
La conception du PoolPak Hybrid offre la simplicité, la fiabilité et l’efficacité de la déshumidification par ventilation pour les piscines intérieures, ainsi que la récupération de la chaleur et un serpentin de refroidissement en option pour fournir l’air conditionné si nécessaire.
Bien que la série Hybrid soit une solution de déshumidification adaptée aux piscines intérieures dans la plupart des climats d’Amérique du Nord, elle est plus rentable dans les régions où l’air extérieur est sec pendant la majeure partie de l’année. Cependant, contrairement à d’autres déshumidificateurs basés sur la ventilation, la série Hybrid offre également une capacité de refroidissement sensible, de sorte que les températures élevées de l’air extérieur ne sont plus un problème.
La série Hybrid offre les avantages suivants :
- Sa conception simple facilite l’entretien et la maintenance ; les composants de réfrigération plus petits coûtent moins cher à faire fonctionner et à entretenir.
- Le refroidissement mécanique maintient la température de l’espace à un niveau confortable en répondant à la charge sensible.
- L’algorithme de contrôle avancé module précisément l’air extérieur, en n’utilisant que le minimum nécessaire pour maintenir l’humidité de l’espace.
- Les ventilateurs à entraînement direct avec moteurs ECM permettent de réduire les coûts énergétiques et d’éviter les courroies !
- Récupération de chaleur standard avec le circuit de glycol à haut rendement énergétique de PoolPak, qui réduit considérablement le coût du préchauffage de l’air extérieur.
La série Hybrid est disponible avec les options suivantes :
- Ventilateurs d’extraction à moteur EC montés sur l’unité
- Mode de purge
- Chauffage de l’espace en batterie – eau chaude, électrique ou chaudière à gaz
TABLEAU 7 - COMPARAISON DES SYSTÈMES
| REFRIGERATION | VENTILATION DE L'AIR EXTERIEUR | |
|---|---|---|
| Coût d'exploitation | Le plus bas | Moyen |
| Premier coût | 100% | 80% |
| Contrôle de l'humidité tout au long de l'année | Oui | Dépendant des conditions météorologiques |
| Conforme à la norme énergétique 90.1 | Oui | Non |
| Déshumidification Récupération d'énergie | Oui | Non |
| Récupération de chaleur sur l'air évacué et l'air extérieur | Option | Option |
| Mode de refroidissement | Oui | Extra |
| Chauffage de l'eau de la piscine | Oui | Non |
SURVEILLANCE DU WEB AVEC VIRTUAL-TECH
La surveillance Web est une puissante technologie de contrôle de l’humidité qui permet aux utilisateurs de surveiller et d’ajuster avec précision les conditions du natatorium à partir d’un ordinateur, d’une tablette ou d’un smartphone.
WebSentry de PoolPak offre une valeur incomparable et des performances optimales pendant toute la durée de vie du déshumidificateur – et il est installé gratuitement sur chaque unité PoolPak. Il suffit d’une connexion Ethernet pour profiter pleinement de WebSentry (les options Wi-Fi et réseau cellulaire sont également disponibles).
Une fois connecté, WebSentry se connecte en toute sécurité aux serveurs distants de PoolPak et commence à envoyer des données de performance toutes les 60 secondes, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 – pour le nec plus ultra en matière de surveillance de la performance.
WebSentry offre les avantages suivants :
- Performance de pointe – Avec WebSentry, les mêmes ingénieurs qui ont conçu et construit le déshumidificateur peuvent observer, contrôler et ajuster à distance sa performance pendant et après l’installation avec le contrôle de plus de 100 fonctions critiques.
- Surveillance à distance 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 – WebSentry permet aux serveurs de PoolPak de surveiller, d’enregistrer et d’analyser à distance les performances du déshumidificateur toutes les 60 secondes, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, ce qui permet aux opérateurs et aux techniciens de maintenance agréés d’accéder aux données en ligne en temps réel.
- Contrôle du système à distance – WebSentry permet aux techniciens agréés et aux experts du service après-vente de visualiser et de modifier à distance les paramètres de performance en temps réel via n’importe quel appareil connecté à Internet, y compris les smartphones.
- Alertes en cas de problèmes de performance – WebSentry envoie des alertes instantanées par courriel au personnel clé si l’un des paramètres du système n’est pas conforme aux attentes en matière de performance.
- Rappels de maintenance – WebSentry permet d’assurer une maintenance programmée afin de maximiser les performances, d’augmenter les économies d’énergie et de fournir le coût global de possession le plus bas de tous les déshumidificateurs de l’industrie.
Avoir un appareil connecté à WebSentry, c’est comme si PoolPak gardait un œil sur lui, alertant le personnel d’entretien de tout problème éventuel. C’est pourquoi la connexion à WebSentry au moment de la mise en service est fortement recommandée.