수영장 환기 및 제습 시스템의 '황금 비율': 공기 흐름, 습도, 에너지 소비 사이의 균형 법칙.

       실내 수영장의 설계와 운영 및 유지 관리에서 환기 및 제습 시스템의 성능은 수영장 환경의 쾌적성, 안전, 운영 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 공기 흐름, 습도, 에너지 소비 사이의 '황금 비율'을 찾는 방법은 엔지니어, 설계자, 운영 및 유지보수 팀의 핵심 과제입니다. 이 백서에서는 ASHRAE 표준 및 실제 측정 데이터를 기반으로 세 가지 요소 간의 동적 균형 전략을 분석하여 수영장 시스템 최적화를 위한 과학적 근거를 제공합니다.

‌I. 이론적 모델링: 기류 및 습도의 기본 계산‌

1. ‌ASHRAE 기류 계산 프레임워크‌
   ASHRAE 62.1에 따르면 실내 수영장에 최소한의 신선한 공기를 공급하기 위해 충족해야 하는 두 가지 조건이 있습니다:

   • ‌인체 호흡기 요구 사항1인당 10L/s의 신선한 공기(최대 탑승 인원 기준)로 계산한 수치입니다.
   • ‌습도 제어 요구 사항증발 공식을 사용하여 필요한 제습량을 계산한 다음 환기 공기 흐름을 반전시킵니다.

   방정식은 다음과 같이 단순화하여 표현할 수 있습니다:Q=ACH×V/60

   1. 그중에서도.$Q$는 신선한 공기량(m³/h)입니다.$ACH$는 시간당 공기 교환 횟수입니다.$V$는 수영장 공간의 부피(m³)이며, ASHRAE에서는 실내 수영장의 공기 교체 횟수를 시간당 4~6회로 조절하여 습도 부하에 따라 조정할 것을 권장합니다.

   2. ‌습도 제어 임계값: 이슬점 온도 및 증발량‌
      풀 표면 증발($W$)는 달튼 공식에 의해 계산됩니다:

      W=(Pw​-Pa​)×A×F

      • Pw​수온과 양의 상관관계가 있는 수면의 포화 증기압(kPa)입니다;
      • Pa​: 공기의 실제 증기압(kPa);
      • $A$수영장 수면 면적(m²);
      • $F$증발 계수(일반적으로 풍속과 활동 강도에 영향을 받는 0.1-0.2로 간주).

      환기 공기 흐름이 충분하지 않은 경우PaPa​상승하여 증발$W$습도는 낮아지지만 습도가 너무 높으면 결로 문제가 발생하고, 반대로 지나치게 환기하면 습도는 낮아지지만 열 손실과 에너지 소비가 증가합니다.

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   ‌둘째, 동적 평형: 게임의 공기량, 습도 및 에너지 소비량‌

   1. ‌"황금 비율의 세 가지 핵심 원칙‌

      • ‌원칙 1: 습도의 우선순위-구조적 부식 및 곰팡이 성장을 방지하기 위해 50%-60%(이슬점 온도 ≤14℃)에서 공기 습도를 제어합니다.
      • ‌원칙 2: 최소 공기 흐름-습도 요건이 충족되는 경우 열 손실을 줄이기 위해 최소 공기 교환 횟수(예: 4시간)를 선택합니다(예: 4회/시간).
      • ‌원칙 3: 에너지 회수--히트펌프 제습기를 통해 증발 잠열을 회수하여 환기로 인한 에너지 손실을 보상합니다.

   2. ‌에너지 효율 최적화 경로‌

      • ‌경로 1: 공기 흐름 계층적 제어‌
        수영장 사용 강도(예: 개장 시간, 방문객 수)에 따라 공기 흐름을 동적으로 조정합니다. 예시:
        • 피크 시간대: 시간당 6번의 공기 교환이 가능합니다;
        • 낮은 시간대: 제습기와 함께 시간당 4회까지 떨어뜨려 습도를 유지합니다.
      • ‌경로 2: 히트 펌프 시스템 통합‌
        열 회수 기능이 있는 제습기(예: 댄썸 CDP 시리즈)를 사용하면 제습 중에 회수한 열을 수영장 물이나 공기 난방에 사용하여 최대 60%-70%의 에너지를 절약할 수 있습니다.
      • ‌경로 3: 지능형 예측 제어‌
        습도 센서 + AI 알고리즘을 통해 증발량 변화(예: 갑작스러운 날씨 변화 또는 이벤트 예약)를 미리 판단하여 환기 및 제습 모드를 미리 조정하여 시스템 과부하 또는 중복 작동을 방지합니다.

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   ‌III. 실제 검증: 측정 데이터와 사례 비교‌

   국제 호텔 수영장 리노베이션 프로젝트를 예로 들어 원래 시스템은 시간당 6 회 고정 공기 교환 + 기존 제습기를 채택하고 리노베이션 후 주파수 변환 환기 + 히트 펌프 제습 연계 시스템으로 업그레이드되며 데이터 비교는 다음과 같습니다:

   표준	사전 전환	전환 후	감소 정도(가격, 숫자 등)
   연평균 에너지 소비량(kWh/m²)	320	180	43.8%
   습도 준수(%)	75%(매우 휘발성)	95%(안정화)	–
   장비 고장률(횟수/년)	8	2	75%

   ‌주요 개선 사항::

   • 인버터 팬은 실시간 습도에 따라 공기 흐름을 조절하여 비효율적인 환기를 줄입니다;
   • 히트 펌프 제습기는 수영장 수온 조절을 위해 열을 회수하고 보일러 부하를 줄입니다;
   • 지능형 제어 시스템으로 수동 개입 오류를 줄입니다.

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   ‌IV. 디자인 권장 사항: '황금 비율'을 달성하기 위한 4단계‌

   1. ‌정확한 부하 계산‌
      경험주의로 인한 장비 선택 오류를 방지하기 위해 전문 소프트웨어(예: Carrier HAP 또는 IESVE)를 사용하여 수영장 증발, 환기 요구 사항 및 열 손실을 시뮬레이션합니다.

   2. ‌고집적 디바이스 선택‌
      환기, 제습 및 열 회수를 위한 3-in-1 시스템(예: Calorex Varipac)을 우선적으로 사용하여 덕트의 복잡성과 공간 점유를 줄입니다.

   3. ‌규정의 중복성 허용‌
      예상치 못한 고부하 시나리오(예: 수영장 파티 또는 토너먼트 이벤트)에 대처하기 위해 공기 흐름 설계 값에 10%-15% 조절 여유를 추가합니다.

   4. ‌장기 모니터링 및 반복‌
      IoT 센서를 설치하여 습도, 공기 흐름 및 에너지 소비 데이터를 모니터링하고, 시스템의 에너지 효율 비율(COP)을 분기별로 분석하여 운영 전략을 지속적으로 최적화합니다.

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   ‌결론‌

           수영장 환기 및 제습 시스템의 '황금 비율'의 핵심은 과학적 모델링과 기술 혁신을 통해 환경 안전과 에너지 효율 사이에서 최적의 솔루션을 찾는 것입니다. 히트 펌프 기술과 지능형 제어 알고리즘의 발전으로이 균형은 더욱 세련되고 역동적이어서 실내 수영장의 지속 가능한 발전을위한 확실한 보증을 제공 할 것입니다.

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