La "proporción áurea" de los sistemas de ventilación y deshumidificación de piscinas: la ley del equilibrio entre caudal de aire, humedad y consumo energético.

       En el diseño, la explotación y el mantenimiento de piscinas cubiertas, el rendimiento de los sistemas de ventilación y deshumidificación afecta directamente al confort, la seguridad y los costes de explotación del entorno de la piscina. Encontrar la "proporción áurea" entre el caudal de aire, la humedad y el consumo de energía es el principal reto para ingenieros, diseñadores y equipos de explotación y mantenimiento. Basándose en la norma ASHRAE y en datos de mediciones reales, este artículo analiza la estrategia de equilibrio dinámico entre los tres, proporcionando una base científica para la optimización de los sistemas de piscinas.

‌I. Modelización teórica: cálculo básico del flujo de aire y la humedad‌

1. ‌Marco de cálculo del flujo de aire ASHRAE‌
   Según la norma ASHRAE 62.1, hay dos condiciones que deben cumplirse para la cantidad mínima de aire fresco para piscinas cubiertas:

   • ‌necesidades respiratorias humanas: Calculado a 10 L/s de aire fresco per cápita (basado en la ocupación máxima).
   • ‌Requisitos de control de la humedadCalcula la cantidad de deshumidificación necesaria mediante la fórmula de evaporación e invierte el caudal de aire de ventilación.

   La ecuación se expresa simplificada como:Q=ACH×V/60

   1. Entre ellas.$Q$es el volumen de aire fresco (m³/h).$ACH$es el número de cambios de aire por hora.$V$es el volumen del espacio de la piscina (m³).ASHRAE recomienda que el número de cambios de aire para las piscinas cubiertas se controle entre 4 y 6 veces/hora, para ajustarlo en función de la carga de humedad.

   2. ‌Umbrales para el control de la humedad: temperatura del punto de rocío y evaporación‌
      Evaporación de la superficie de la piscina ($W$) se calcula mediante la fórmula de Dalton:

      W=(Pw​-Pa​)×A×F

      • Pw​: Presión de vapor saturado (kPa) en la superficie del agua, relacionada positivamente con la temperatura del agua;
      • Pa​Presión de vapor real del aire (kPa);
      • $A$Superficie del agua de la piscina (m²);
      • $F$: Coeficiente de evaporación (normalmente se toma como 0,1-0,2, influido por la velocidad del viento y la intensidad de la actividad).

      Cuando el caudal de aire de ventilación es insuficientePaPa​Elevado, lo que provoca evaporación$W$La humedad bajará, pero un exceso de humedad causará problemas de condensación; por otro lado, una ventilación excesiva puede reducir la humedad, pero hará que aumenten las pérdidas de calor y el consumo de energía.

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   ‌En segundo lugar, el equilibrio dinámico: volumen de aire, humedad y consumo energético del juego.‌

   1. ‌"Los tres principios básicos de la proporción áurea‌

      • ‌Principio 1: Prioridad de la humedad--Controlar la humedad del aire a 50%-60% (temperatura del punto de rocío ≤14℃) para evitar la corrosión estructural y la formación de moho.
      • ‌Principio 2: Flujo de aire mínimo--Seleccione el número mínimo de cambios de aire (por ejemplo, 4/hora) para reducir la pérdida de calor, siempre que se cumplan los requisitos de humedad.
      • ‌Principio 3: Recuperación de energía--Compensar la pérdida de energía debida a la ventilación recuperando el calor latente de evaporación mediante deshumidificadores con bomba de calor.

   2. ‌Vías de optimización de la eficiencia energética‌

      • ‌Ruta 1: control jerárquico del flujo de aire‌
        Ajuste dinámicamente el caudal de aire en función de la intensidad de uso de la piscina (por ejemplo, horas de apertura, número de visitantes). Ejemplo:
        • Horas punta: 6 cambios de aire/hora activados;
        • Horas bajas: bajar a 4 veces/hora junto con un deshumidificador para mantener la humedad.
      • ‌Ruta 2: Integración del sistema de bomba de calor‌
        Con los deshumidificadores con recuperación de calor (como la serie CDP de Dantherm), el calor recuperado durante la deshumidificación se utiliza para calentar el agua de la piscina o el aire, ahorrando energía hasta 60%-70%.
      • ‌Senda 3: Control Predictivo Inteligente‌
        A través del sensor de humedad + algoritmo AI para prejuzgar los cambios de evaporación (por ejemplo, cambio climático repentino o reserva de eventos), ajustar los modos de ventilación y deshumidificación por adelantado para evitar la sobrecarga del sistema o el funcionamiento redundante.

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   ‌III. Verificación práctica: comparación de los datos medidos y los casos‌

   Tomemos como ejemplo el proyecto de renovación de la piscina de un hotel internacional, el sistema original adopta un intercambio de aire fijo de 6 veces/hora + deshumidificador tradicional, después de la renovación, se actualiza a ventilación por conversión de frecuencia + sistema de enlace de deshumidificación por bomba de calor, la comparación de datos es la siguiente:

   norma	preconversión	tras la conversión	grado de reducción (en precios, número, etc.)
   Consumo medio anual de energía (kWh/m²)	320	180	43.8%
   Conformidad con la humedad (%)	75% (muy volátil)	95% (estabilizado)	–
   Tasa de averías del equipo (veces/año)	8	2	75%

   ‌Principales puntos de mejora::

   • Los ventiladores Inverter ajustan el flujo de aire en función de la humedad en tiempo real, reduciendo la ventilación ineficaz;
   • Los deshumidificadores con bomba de calor recuperan el calor para el termostato del agua de la piscina y reducen la carga de la caldera;
   • El sistema de control inteligente reduce los errores de intervención manual.

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   ‌IV. Recomendaciones de diseño: 4 pasos para lograr la "proporción áurea"‌

   1. ‌Cálculo preciso de la carga‌
      Utilizar programas informáticos especializados (como Carrier HAP o IESVE) para simular la evaporación de la piscina, las necesidades de ventilación y las pérdidas de calor, a fin de evitar errores de selección de equipos causados por el empirismo.

   2. ‌Selección de dispositivos altamente integrados‌
      Se da prioridad al uso de sistemas 3 en 1 para ventilación, deshumidificación y recuperación de calor (por ejemplo, Calorex Varipac), lo que reduce la complejidad de los conductos y la ocupación del espacio.

   3. ‌Permitir la redundancia en la regulación‌
      Añadir un margen de regulación 10%-15% al valor de diseño del caudal de aire para hacer frente a situaciones inesperadas de carga elevada (por ejemplo, fiestas en la piscina o torneos).

   4. ‌Seguimiento e iteración a largo plazo‌
      Se instalan sensores IoT para controlar la humedad, el flujo de aire y los datos de consumo de energía, y el coeficiente de eficiencia energética (COP) del sistema se analiza trimestralmente para optimizar continuamente la estrategia de funcionamiento.

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   ‌observaciones finales‌

           La esencia de la "proporción áurea" del sistema de ventilación y deshumidificación de piscinas es encontrar la solución óptima entre seguridad medioambiental y eficiencia energética mediante la modelización científica y la innovación tecnológica. Con el avance de la tecnología de las bombas de calor y los algoritmos de control inteligente, este equilibrio será más refinado y dinámico, proporcionando una garantía sólida para el desarrollo sostenible de las piscinas cubiertas.

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