Déperditions d'un bassin

Les bassins des piscines perdent beaucoup de chaleur. La déperdition thermique associée aux piscines extérieures a lieu surtout à la surface de l’eau par évaporation, par rayonnement et par convection. C’est surtout par évaporation que les piscines intérieures subissent des pertes thermiques. Les couvre-piscines éliminent pratiquement toutes les pertes par évaporation; elles réduisent aussi celles par rayonnement et par convection.

Évaporation

En règle générale, l’évaporation compte pour 30 à 50% de la déperdition thermique totale.
Au milieu de l’été, les piscines de grandeur moyenne perdent en général environ 50 mm d’eau par semaine de cette façon, soit l’équivalent de 150 kilowattheures. Ce phénomène s’accélère par temps sec ou venteux. L’utilisation fréquente d’une couverture de piscine réduira sensiblement les pertes par évaporation.

avec :

• P_évapo : les pertes par évaporation (kWh)
• 25+19V_v : formule empirique donnant le rapport du coefficient d'échange thermique h_conv par convection entre l'eau et l'air (W/m².K) sur la chaleur massique c_air de l'air (=0,277Wh/kg d'air.K)
• V_v : la vitesse du vent (m/s)
• S : la surface du bassin (m²)
• X : l'humidité spécifique de l'air saturé à la température de l'eau (g d'eau/kg d'air)
• X': l'humidité spécifique de l'air ambiant à la température de l'eau (g d'eau/kg d'air)
• L_v : enthalpie (ou chaleur latente) de vaporisation de l'eau : 0,68 Wh/g
• t : période sans couverture solaire (en heures)

remarque : la chaleur latente d'évaporation de l'eau vaut 2450kJ/kg soit 0,68 kWh/kg. X vaut 70% si elle était exprimée en humidité relative et 40 à 50 % pour X'.

Rayonnement

Le rayonnement s’entend du transfert thermique par l’air ambiant des objets chauds aux objets plus froids. De 25 à 35 p. 100 de la déperdition thermique des piscines se produit par rayonnement. La plus grande partie de cette perte a lieu durant les nuits claires.

avec :

• P_rayon : les pertes par rayonnement(kWh)
• U_R : coefficient d'émittance de l'eau : 3,7 W/m².K^4
• T_b : Température thermodynamique de l'eau (K)
• T_f : Température thermodynamique de l'air extérieur (K)

Convection

La convection s’entend du transfert thermique de la piscine à l’air par le mouvement de l’eau. Quand la pompe ne mélange pas l’eau chaude et l’eau plus froide, cette première monte vers le haut du bassin. La chaleur de l’eau s’échappe alors par convection dans l’air plus frais. S’il vente, la perte par convection augmente. DE 15 à 25% des déperditions thermiques se produisent par convection.

avec :

• P_conv : les pertes par convection (kWh)
• U_e : coefficient de transmission thermique de l'eau : 7,6 W/m².K
• ΔΘ : différence de température entre l'eau du bassin et la température extérieure

Il manque l'énergie apportée par le rayonnement solaire !!!

Renouvellement

Dans le cas où l'eau du bassin est renouvelée, l'apport d'eau froide crée des pertes.

avec :

• P_renouv : les pertes par renouvellement d'eau(kWh)
• V_R : volume de renouvellement journalier en litre. Pour une piscine, on prend au minimum 30 litres par baigneur et par jour.

La quantité d'eau de renouvellement minimal est de 30 litres/baigneur/jour. Il faut garder à l'esprit que le décret 81-324 du 7 avril 1981 fixant le taux de renouvellement d'eau minimal à 30 litres/baigneur/jour est abrogé depuis le 21 mai 2003 par le décret 2003-462 art. 5 30°.

Conduction

La conduction s’entend du transfert thermique lors du contact physique avec un matériau. Dans le cas des piscines, cet échange se fait par les parois et le fond du bassin. En général, les pertes par conduction sont négligeables (inférieures à 5%). Cependant une nappe phréatique élevée ou l’écoulement d’eau souterraine peuvent emporter la chaleur d’une piscine creusée.

Autres

On peut considérer que les pertes par projection de l'eau hors du bassin par des baigneurs sont compensées par les apports dus au métabolisme.

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