Comprendre le coût total de l'air comprimé

Les coûts d'investissement sont fixes et comprennent le prix d'achat, les dépenses d'infrastructure, l'installation et l'assurance. Les coûts d'investissement sont déterminés à la fois par le niveau de qualité de l'air comprimé et par la période d'amortissement. Les dépenses énergétiques comprennent le temps de fonctionnement annuel, le degré d'utilisation de charge/décharge et le coût énergétique de l'unité.

Lorsque vous investissez dans de nouveaux équipements, il est préférable de prendre en compte à la fois vos besoins actuels et les expansions prévues. Vous devrez également tenir compte des facteurs susceptibles d'impacter l'installation d'air comprimé, y compris les réglementations environnementales, les opportunités d'économie d'énergie, les besoins de production et la croissance prévue.

L'optimisation du fonctionnement des compresseurs est importante pour les grandes industries dépendantes de l'air comprimé. Si vous travaillez dans un secteur en développement, la production changera au fil du temps,y compris les conditions de fonctionnement.

Grâce à notre expérience, une analyse approfondie et impartiale de vos besoins opérationnels vous aidera à réduire considérablement vos coûts globaux. Par conséquent, il est important que votre alimentation en air comprimé corresponde à la demande réelle tout en laissant de la place pour une future expansion.

Vous trouverez ci-dessous une liste des différents composants que vous rencontrerez et leur impact sur le coût global des systèmes à air comprimé.

• Compresseurs d'air : c'est la machine elle-même. Comme indiqué ci-dessus, le prix initial ne représente qu'une infime partie du coût total de possession. L'énergie représentant la majeure partie du coût global, il est logique d'investir dans la machine la plus efficace.

• Sécheurs et filtres : ces composants sont particulièrement importants pour les applications sensibles telles que les industries agroalimentaire et pharmaceutique, car ils concernent la qualité de l'air. Vous aurez besoin de la solution adaptée à votre secteur pour garantir le respect des normes.

• Tubes de vidange : les tubes de vidange sans perte intelligents déchargent les condensats accumulés d'un système à air comprimé lorsque cela est nécessaire. Economisez ainsi de l'énergie, contrairement aux tubes de vidange temporisés qui évacuent selon un intervalle de temps donné, même en l'absence de condensat. 

• Tuyauterie : un système de tuyauterie adéquat élimine les restrictions d'air, les pertes de charge et peut réduire les fuites d'air.

• Réservoirs d'air : un problème connexe est l'utilisation de réservoirs de récupération qui stockent l'air comprimé. Si la taille est correcte, cela peut éliminer les fausses demandes sur votre système à air comprimé. Ils permettent d'éliminer le besoin en compresseurs supplémentaires et aident à réduire les changements de pression du système. 

• Fuite d'air : bien que de nombreuses inefficacités peuvent être éliminées avant même qu'un système commence à fonctionner, il est essentiel de surveiller l'équipement en permanence. Cela comprend la détection et la réparation de fuites d'air onéreuses.

• Contrôleur central : dans les systèmes équipés de plusieurs compresseurs, les contrôleurs centraux peuvent jouer un rôle majeur. Ils peuvent réduire la plage de pression moyenne, contrôler la capacité du compresseur et réguler la vitesse du compresseur. 

• Récupération d'énergie : la majeure partie de la chaleur résiduelle d'un compresseur d'air peut être récupérée et utilisée dans d'autres domaines d'opération, par exemple pour chauffer des locaux, de l'eau ou des procédés de production.

Lors des calculs, il est important d'appliquer le concept de puissance globale requise. Tous les composants impliqués dans l'installation d'un compresseur doivent être pris en compte, y compris les filtres d'entrée, les ventilateurs, les sécheurs, les séparateurs et la récupération d'énergie. Pour comparer les options, il est préférable d'utiliser les normes International Organization for Standardization (ISO).

La pression de service affecte directement la puissance requise. Plus la pression est élevée, plus la consommation électrique est élevée. Factuellement, 8 % de puissance supplémentaire nécessite 1 bar de pression en plus. L'augmentation de la pression de service pour compenser une perte de charge entraîne toujours une baisse d'efficacité.

Généralement, ces pertes de charge sont dues à un système de tuyauterie inadéquat ou à des filtres obstrués. Il est conseillé d'examiner ces facteurs avant d'augmenter la pression du compresseur. Avec des installations équipées de plusieurs filtres, la perte de charge peut être considérable et onéreuse si ces problèmes d'entretien ne sont pas résolus.

Dans de nombreuses installations, il n'est pas possible d'appliquer d'importantes réductions de pression. Cependant, l'utilisation d'un équipement de régulation moderne permet d'abaisser la pression de 0,5 bar. Cette méthode permet de réaliser de légères économies d'énergie. Cette réduction peut sembler insignifiante, mais elle a un impact sur les dépenses annuelles.

Comme mentionné ci-dessus, les dépenses énergétiques sont le facteur déterminant du coût global de l'air comprimé. En fait, ils peuvent représenter jusqu'à 80 % de la possession et de l'exploitation d'un système à air comprimé. Par conséquent, il est important de se concentrer sur les solutions les plus efficaces pour répondre à vos besoins.

Bien que les équipements les plus avancés soient associés à des coûts initiaux d'investissement plus élevés, ils en valent généralement la peine pour des économies globales. Une solution idéale est un compresseur avec une capacité correspondant à la consommation d'air de votre application. Il existe également des équipements de variateur de vitesse (VSD) permettant de répondre aux différents besoins en pression.

La plupart des compresseurs sont équipés de commandes embarquées et de systèmes de régulation. Si vous utilisez plusieurs machines, vous pouvez également ajouter la télésurveillance et les commandes centrales. Vous pourrez ainsi optimiser l'ensemble de votre système et garantir des performances optimales. Avec cela, la régulation de la vitesse du moteur est une méthode d'économie d'énergie populaire en raison de son potentiel considérable.

Certains outils de surveillance peuvent également identifier les zones d'inefficacité. Ces informations sont utiles pour détecter les fuites, l'usure des équipements, une mauvaise filtration et des composants mal configurés. Comme indiqué précédemment, ces problèmes d'entretien peuvent augmenter le coût global des systèmes à air comprimé.

Souvent, les fuites peuvent représenter 20 % du débit d'air comprimé produit. Les fuites sont également proportionnelles à la pression de service. C'est pourquoi une méthode consiste à réparer les fuites d'équipement et à réduire la pression de service. La réduction de la pression de seulement 0,3 bar réduit les fuites de 4 %. Si la fuite dans une installation de 100 m3/min est de 12 %, cette réduction représente une économie d'environ 3 kW.

Vous devrez également prendre en compte le moment où vous utilisez réellement votre équipement. Si une petite quantité d'air comprimé est utilisée la nuit et le week-end, vous pouvez installer un petit compresseur pour ces périodes. Cette segmentation peut être obtenue avec des vannes d'arrêt. 

Si une application particulière a besoin d'une pression de service différente, vous devrez déterminer si une production centralisée ou fractionnée est pertinente. Le fractionnement de votre réseau d'air comprimé est également utile pour la segmentation entre les pics de forte et faible activité. Cette planification doit être basée sur des mesures de débit d'air.

A l'aide d'un système de contrôle moderne central, comme décrit ci-dessus, la centrale d'air comprimé peut fonctionner de manière optimale dans différentes situations. Choisir la bonne méthode de régulation encourage les économies d'énergie grâce à un abaissement de la pression globale du système et à une utilisation optimale. Ces contrôles peuvent également réduire les interruptions en répartissant uniformément la charge de travail.

De plus, le contrôle centralisé vous permet de programmer des réductions de pression automatiques aux heures creuses, comme la nuit et le week-end. Comme la consommation d'air comprimé est rarement constante, l'installation du compresseur doit avoir une conception polyvalente. Une combinaison de compresseurs de différentes capacités et de moniteurs à vitesse contrôlée doit être mise en œuvre.

Il est possible d'utiliser l'énergie résiduelle récupérée à partir du compresseur d'air pour remplacer entièrement ou partiellement l'électricité, le gaz ou l'huile externe pour la chaleur. Les facteurs décisifs comprennent le coût énergétique en €/kWh, le degré d'utilisation et le montant des investissements supplémentaires nécessaires.

Un système de récupération d'énergie des déchets bien planifié génère souvent un retour sur investissement en 1-3 ans. Plus de 90 % de la puissance fournie au compresseur peut être récupérée sous forme de chaleur. Le niveau de température de l'énergie récupérée détermine les zones d'application possibles et, par conséquent, sa valeur.

Le plus haut degré d'efficacité est généralement obtenu à partir d'installations refroidies par eau. Cela fonctionne lorsque la sortie d'eau de refroidissement chaude de l'installation du compresseur est connectée à un équipement exigeant de la chaleur. Par exemple, le circuit de retour de la chaudière existante.

L'énergie récupérée peut être utilisée toute l'année. Différentes conceptions de compresseurs ont des conditions préalables différentes. Dans certaines situations nécessitant un flux de chaleur important et optimal, de longues distances de transport de chaleur ou des exigences variables, vous pouvez également vendre l'énergie récupérée. En savoir plus sur la récupération d'énergie dans les installations de compresseurs.