L'utilisation de systèmes de distribution d'air comprimé inadéquats se traduit par des
L'utilisation de systèmes de distribution d'air comprimé inadéquats se traduit par desfactures énergétiques élevées, une faible productivité et une baisse de performances des outils pneumatiques. Pour éviter cela, trois exigences doivent être satisfaites.
Une faible perte de charge entre le compresseur et le point de consommation
Le moins de fuites possibles au niveau de la tuyauterie de distribution
Une séparation correcte des condensats, en l'absence d'un
L'utilisation de systèmes de distribution d'air comprimé inadéquats se traduit par desfactures énergétiques élevées, une faible productivité et une baisse de performances des outils pneumatiques. Pour éviter cela, trois exigences doivent être satisfaites.
Une faible perte de charge entre le compresseur et le point de consommation
Le moins de fuites possibles au niveau de la tuyauterie de distribution
Dans cet article, nous allons vous expliquer comment satisfaire ces facteurs pour obtenir des performances optimales.
Comment maintenir une faible perte de charge entre le compresseur et le point de consommation ?
Les trois exigences ci-dessus s'appliquent essentiellement à la tuyauterie principale pour la
Les trois exigences ci-dessus s'appliquent essentiellement à la tuyauterie principale pour laconsommation d'air comprimé actuelle et planifiée.Comparée à la refonte du système de distribution complet, l'installation ultérieure d'une tuyauterie de plus grand diamètre est relativement moins coûteuse. L'acheminement, la conception et le dimensionnement sont des critères importants pour garantir
Parfois, on essaye de compenser des pertes de charge trop élevées en augmentant la pression de service d'un compresseur (de 7 bar(e) à 8 bar(e), par exemple). Cette approche nuit à l'efficacité et peut entraîner une hausse de pression au point de consommation au-delà du niveau autorisé. Il est plutôt recommandé de procéder à l'évaluation des raccords.
Mesure de votre réseau de tuyauterie
Les réseaux de distribution d'air comprimé fixes doivent être dimensionnés de sorte que les pertes de charge dans les tuyaux ne dépassent pas 0,1 bar. Cette mesure prend en compte le point de consommation le plus éloigné d'un compresseur. Les flexibles, raccords et autres accouplements doivent également être pris en compte lors du calcul de la pression. C'est souvent au niveau de ces connexions que les pertes de charge les plus importantes se produisent.
L'équation suivante permet de calculer la longueur maximale autorisée dans le réseau de tuyauterie pour une perte de charge spécifique.
l = longueur de tuyau totale (m)
∆p = perte de charge autorisée (bar)
p = pression d'entrée en absolu (bar(a))
qC = débit d'air libre (FAD) du compresseur (l/s)
d = diamètre intérieur du tuyau (mm).
Conception d'un système optimal
La meilleure solution consiste à concevoir un système de tuyauterie en boucle fermée. A partir de ce point de départ, des tuyaux auxiliaires peuvent alors être reliés aux différents points de consommation. Cette approche assure une alimentation en air comprimé uniforme, car l'air est acheminé vers le point de consommation depuis deux directions.
Pour maintenir une pression idéale, toutes les installations de compresseurs d'air doivent utiliser ce système, sauf si une grande distance sépare la machine du point de consommation ; auquel cas, il faut ajouter une tuyauterie principale distincte.
L'importance du réservoir d'air
Un ou plusieurs réservoirs d'air sont inclus dans chaque installation de compresseur. Leur taille dépend de la capacité du compresseur, du système de régulation et du
Un ou plusieurs réservoirs d'air sont inclus dans chaque installation de compresseur. Leur taille dépend de la capacité du compresseur, du système de régulation et duschéma de besoin en air du consommateur. Le réservoir d'air constitue une zone de stockage tampon pour l'air comprimé ; il équilibre les pulsations du compresseur, refroidit l'air et recueille la condensation.
Obtention du bon volume
Par conséquent, le réservoir d'air doit être équipé d'un dispositif de purge des condensats. L'équation suivante s'applique au dimensionnement du volume du réservoir. Notez que ce calcul s'applique uniquement aux compresseurs avec
Par conséquent, le réservoir d'air doit être équipé d'un dispositif de purge des condensats. L'équation suivante s'applique au dimensionnement du volume du réservoir. Notez que ce calcul s'applique uniquement aux compresseurs avecrégulation de décharge/charge.
V = volume du réservoir d'air (l)
qC = débit d'air libre du compresseur (l/s)
p1 = pression d'entrée du compresseur (bar(a))
T1 = température d'entrée maximum du compresseur (K)
T0 = température de l'air dans le réservoir du compresseur (K)
(pU -pL) = différence de pression définie entre la charge et la décharge
fmax = fréquence de charge maximum (1 cycle toutes les 30 secondes pour les compresseurs Atlas Copco).
Le volume de réservoir d'air requis pour les compresseurs
Le volume de réservoir d'air requis pour les compresseursà variateur de vitesse (VSD),est considérablement réduit. Lors de l'utilisation de la formule ci-dessus, le facteur qC doit correspondre au
Le volume de réservoir d'air requis pour les compresseursà variateur de vitesse (VSD),est considérablement réduit. Lors de l'utilisation de la formule ci-dessus, le facteur qC doit correspondre audébit d'air libreà la vitesse minimale. Notons par ailleurs qu'il n'est pas conseillé de dimensionner le compresseur/le réseau de tuyauterie pour une forte demande d'air sur de courtes périodes.
Compensation d'une forte demande d'air
Dans le scénario ci-dessus, il faut dimensionner un réservoir d'air distinct, pour garantir une alimentation en air optimale, et le placer près du point de consommation. Dans les cas les plus extrêmes, on associe un compresseur haute pression plus petit à un réservoir de plus grande capacité. Cette configuration permet de répondre aux besoins à court terme de grands volumes d'air sur de longues périodes.
Calcul de la consommation moyenne
En gardant à l'esprit votre utilisation globale, l'équation suivante est utilisée pour répondre à la consommation moyenne.
V = volume du réservoir d'air (l)
q = débit d'air pendant la phase de vidange (l/s)
t = durée de la phase de vidange (s)
p1 = pression de service normale dans le réseau (bar)
p2 = pression minimum pour le fonctionnement du consommateur (bar)
L = air requis pour la phase de remplissage (1/cycle de travail).
Cette formule ne tient pas compte du fait que le compresseur est capable de fournir de l'air pendant la phase de vidange.
Conception et dimensionnement du réseau d'air comprimé
Lors de la conception et du dimensionnement d'un réseau d'air comprimé, il est judicieux de s'appuyer sur une nomenclature détaillant tous les points de consommation et leurs emplacements. L'idéal est de regrouper ces points en unités logiques et d'utiliser le même tuyau de distribution pour l'alimentation en air à partir des colonnes de l'installation de compression d'air.
Un grand réseau d'air comprimé est généralement divisé en quatre parties principales.
Colonnes
Tuyauterie de distribution
Tuyauterie de service
Raccords pour air comprimé
Les colonnes transportent l'air comprimé depuis l'installation de compression jusqu'à la zone de consommation. La tuyauterie de distribution répartit l'air dans la zone de distribution. La tuyauterie de service achemine l'air depuis les tuyaux de distribution vers les différents postes de travail/points de consommation.
Un système de tuyauterie adapté
La distribution de l'air comprimé génère des pertes de pression en raison du frottement dans les tuyaux. Ainsi, la
La distribution de l'air comprimé génère des pertes de pression en raison du frottement dans les tuyaux. Ainsi, lapressiongénérée directement par le compresseur n'est en général pas entièrement prête à l'emploi. En outre, des effets
La distribution de l'air comprimé génère des pertes de pression en raison du frottement dans les tuyaux. Ainsi, lapressiongénérée directement par le compresseur n'est en général pas entièrement prête à l'emploi. En outre, des effetsd'étranglementet des changements de direction du débit se produisent dans les vannes et les coudes des tuyaux. Ces pertes, qui sont converties en chaleur, entraînent des pertes de charge.
Par conséquent, il est essentiel de déterminer les longueurs de tuyauterie nécessaires pour les différentes parties du réseau (colonnes, tuyauterie de distribution et tuyauterie de service). Pour cela, un dessin à l'échelle du plan de réseau envisagé permettra de réaliser les calculs nécessaires. La longueur de la tuyauterie est rectifiée via l'ajout de longueurs de tuyauterie équivalentes pour les vannes, les coudes, les raccords, etc., comme illustré ci-dessous.
Au lieu de la formule ci-dessus, il est possible d'utiliser un nomogramme (voir ci-dessous) pour trouver le diamètre de tuyauterie le plus approprié. Pour réaliser ce calcul, il faut cependant connaître les valeurs de débit, de pression, de perte de charge autorisée et de longueur de tuyauterie. Une tuyauterie standard, du diamètre supérieur le plus proche, est alors sélectionnée pour l'installation.
Les longueurs de tuyauterie équivalentes pour toutes les parties de l'installation sont calculées à l'aide d'une liste de raccords et de composants de tuyauterie. De plus, la résistance à l'écoulement est exprimée en corrélant la longueur des tuyaux. Les dimensions sélectionnées du réseau sont ensuite recalculées pour garantir que la perte de charge ne sera pas trop importante. Pour les grandes installations, les sections individuelles (tuyauterie de service, tuyauterie de distribution et colonnes) doivent être calculées séparément.
Mesure du débit dans une installation de compresseur
Des débitmètres placés de manière stratégique facilitent le débit interne et l'allocation économique de l'utilisation d'air comprimé au sein de l'entreprise. L'air comprimé est un moyen de production qui fait partie du coût de production de chaque service de l'entreprise. De ce point de vue, toutes les parties concernées peuvent bénéficier de tentatives de réduction de la consommation au sein des différents services.
Aujourd'hui, les débitmètres disponibles sur le marché fournissent aussi bien des valeurs numériques pour la lecture manuelle, que des données de mesure envoyées directement sur un ordinateur ou un module de débit. Ces débitmètres sont généralement installés à proximité des vannes d'arrêt. Dans un circuit en boucle fermée, la mesure requiert une attention particulière, car le débitmètre doit pouvoir mesurer le débit en amont et en aval.
Comment assurer une distribution correcte de l'air comprimé
Nous espérons que cet article vous aidera à élaborer une configuration qui vous garantira des performances optimales avec des pertes de charge et des fuites minimales. N'hésitez pas à utiliser les équations susmentionnées, elles constituent un excellent point de départ. Si vous hésitez toujours sur la meilleure approche, n'hésitez pas à nous contacter. Notre équipe se fera un plaisir de vous accompagner.
Pour en savoir plus sur le processus d'installation d'un compresseur, voir ci-dessous.
Positionnement du compresseur et conditions de fonctionnement optimales
Avec l'électricité, l'eau et le gaz, l'air comprimé fait tourner le monde. Nous ne le voyons peut-être pas toujours, mais l'air comprimé est partout autour de nous. En raison de la diversité de ses utilisations (et de la demande), les compresseurs sont désormais disponibles dans tous les types et toutes les tailles. Dans ce guide, nous décrivons le rôle des compresseurs, les raisons pour lesquelles vous en avez besoin et les types d'options qui s'offrent à vous.
Besoin d'aide supplémentaire ? Cliquez sur le bouton ci-dessous et l'un de nos experts vous contactera sous peu.
Un certain nombre de décisions doivent être prises lors du dimensionnement d'une installation d'air comprimé afin qu'elle s'adapte à différents besoins, qu'elle offre un maximum d'économies d'exploitation et qu'elle soit prête pour une future expansion. Pour en savoir plus, consultez cet article.
L'installation d'un compresseur est plus simple qu'avant. Mais il y a cependant quelques éléments à garder à l'esprit, le plus important étant le lieu où installer le compresseur et la manière d'organiser l'espace autour de ce dernier. Pour en savoir plus, cliquez ici.