Conception et planification d’un système de compresseurs d’air
La conception d’un réseau d’air comprimé industriel de A à Z vous offre l’opportunité unique d’optimiser l’efficacité, les économies et la fiabilité à long terme. Cet article vous guidera à travers les éléments essentiels de la conception d’un système qui répond à vos besoins actuels et s’adapte à ceux de demain.
Planification d’un réseau d’air comprimé efficace
Lors de la conception d’un système de compresseur d’air, de nombreux paramètres doivent être pris en compte et de nombreuses décisions doivent être prises pour répondre aux exigences de l’opérateur, à l’application d’air comprimé spécifique et pour atteindre les coûts d’exploitation les plus bas possible. L’installation doit également être conçue pour s’adapter à une extension future si cela devient nécessaire.
Il est important de noter que les machines elles-mêmes, ainsi que la planification et l’installation, ne représentent qu’une petite partie des coûts totaux du cycle de vie. Les coûts d’exploitation ultérieurs, en particulier la consommation d’énergie, représentent la majeure partie des coûts totaux. C’est pourquoi toute la planification doit se concentrer sur une technologie facile à entretenir et efficace, des compresseurs et du système de tuyauterie aux sécheurs d’air comprimé et aux filtres. Le type de technologie d’air comprimé à utiliser, en revanche, dépend de l’application ou des processus qui nécessiteront l’air comprimé.
Étape 1 : Définir les conditions du site
Pour garantir l’efficacité de la tuyauterie et des performances du système dans les grandes installations, il est préférable de placer l’installation d’air comprimé à un endroit qui permet un acheminement facile du réseau de distribution. Idéalement, il doit être situé à proximité d’équipements auxiliaires tels que des pompes, des ventilateurs ou même à proximité de la chaufferie. Cette configuration rend l’entretien et la maintenance plus rapides et plus accessibles.
Le bâtiment choisi doit être équipé d’un équipement de levage capable de manipuler les composants les plus lourds de l’installation du compresseur, généralement le moteur électrique. Sinon, l’accès à un chariot élévateur à fourche peut servir à cet effet. Il doit également disposer d’un espace au sol suffisant pour l’installation d’un compresseur supplémentaire en cas d’extension future. En outre, la hauteur de dégagement doit être suffisante pour permettre le levage d’un moteur électrique ou d’un équipement similaire, en cas de besoin.
Une évacuation au sol ou des dispositifs similaires doivent être mis en place pour gérer la condensation provenant du compresseur, du réfrigérant final, du réservoir d’air, des sécheurset d’autres composants. L’évacuation au sol doit être réalisée conformément à la législation communale.
Étape 2 : Estimer la demande d’air
Lors du choix d'un compresseur d'air, il est primordial de comprendre les exigences de votre installation en termes de débit et de pression. La pression et le débit sont des termes très couramment utilisés quand on parle des systèmes à air comprimé.
- Pression : fait référence à la quantité de force nécessaire pour effectuer une certaine quantité de travail à un moment donné. Peut être mesuré en livres par pouce carré ( psi ) ou en bar (mesure métrique de la pression).
- Débit : détermine la vitesse et l’efficacité avec lesquelles un compresseur effectue une tâche, en fonction de la durée requise. Elle est mesurée en pieds cubes par minute ( cfm ), en litres par seconde ( l/s ) ou en mètres cubes par heure ( m³/h ) en fonction de votre emplacement.
Pour calculer vos besoins totaux en air comprimé, répertoriez tous les consommateurs d’air comprimé (outils, machines, systèmes) ainsi que leurs besoins en pression et en débit. Utiliser les données du fabricant ou les valeurs estimées. Si possible, comparez-les à des installations similaires.
Après avoir additionné les besoins individuels, appliquez un « facteur de simultanéité » pour tenir compte du fonctionnement non continu. Assurez-vous d’inclure une marge pour les fuites, l’usure et l’expansion future.
Différents outils et applications nécessitent des niveaux de débit et de pression spécifiques. Voici les exigences d’air typiques pour les outils courants et les applications industrielles.
| Applications | Débit et pression (États-Unis) | Débit et pression (métrique) | Outils pneumatiques | Débit et pression (États-Unis) | Débit et pression (métrique) |
|---|---|---|---|---|---|
| Usage domicile | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0,47-0,94 l/s 4,8-6,2 bar |
Aérographe | 0.5–1.5 CFM 20–30 PSI |
0,24-0,71 l/s 1,4-2,1 bar |
| Pistolet pulvérisateur | 4–8 CFM 30–50 PSI |
1,89-3,78 l/s 2,1-3,4 bar |
Pistolet à clous | 1–2 CFM 70–90 PSI |
0,47-0,94 l/s 4,8-6,2 bar |
| Décapage au sable | 6–25 CFM 70–90 PSI |
2,83-11,8 l/s 4,8-6,2 bar |
Gonfleur de pneus | 2–3 CFM 100–150 PSI |
0,94-1,42 l/s 6,9-10,3 bar |
| Divers outils électriques | 3–10 CFM 90–120 PSI |
1,42-4,72 l/s 6,2-8,3 bar |
Clé à chocs | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1,42-2,36 l/s 6,2-6,9 bar |
| Systèmes CVC | 6–12 CFM 80–100 PSI |
2,83-5,66 l/s 5,5-6,9 bar |
Cliquet pneumatique | 3–5 CFM 90–100 PSI |
1,42-2,36 l/s 6,2-6,9 bar |
| Réfrigération | 3–5 CFM 60–80 PSI |
1,42-2,36 l/s 4,1-5,5 bar |
Marteau perforateur | 3–6 CFM 90–120 PSI |
1,42-2,83 l/s 6,2-8,3 bar |
| Assemblage automobile ; | 8–15 CFM 90–120 PSI |
3,78-7,08 l/s 6,2-8,3 bar |
Pulvérisateurs de peinture | 6–7 CFM 30–50 PSI |
2,83-3,30 l/s 2,1-3,4 bar |
| Emballage alimentaire et des boissons | 4–10 CFM 70–90 PSI |
1,89-4,72 l/s 4,8-6,2 bar |
Broyeur | 5–8 CFM 90–120 PSI |
2,36-3,78 l/s 6,2-8,3 bar |
Optimisez les performances de l’air comprimé dans les environnements complexes
Dans les environnements complexes où de multiples applications et outils dépendent de l’air comprimé, une salle dédiée au réseau d’air comprimé garantit des performances et une efficacité énergétique optimales. En équilibrant le débit d’air en fonction des différentes demandes, il empêche les chutes de pression, réduit les déchets et s’adapte aux changements de modèles d’utilisation en temps réel.
Étape 3 : Dimensionner le compresseur
Choisir le bon compresseur commence par comprendre vos besoins en matière de débit d’air. Le débit est mesuré en CFM et vous indique la quantité d’air dont votre équipement a besoin pour fonctionner efficacement. Étant donné que chaque outil ou machine peut avoir besoin d’une quantité d’air différente, il est important de choisir un compresseur adapté à vos applications spécifiques.
Ensuite, tenez compte de la pression de service requise, mesurée en PSI. Des tâches telles que l’outillage pneumatique ou la peinture par pulvérisation nécessitent souvent différents niveaux de pression pour fonctionner efficacement. N’oubliez pas de tenir compte des éventuelles chutes de pression causées par les filtres, les sécheurs ou les longues conduites.
Il est également important d’examiner l’application dans son ensemble. Certaines utilisations peuvent nécessiter une meilleure qualité de l’air ou une pression plus constante. Enfin, considérez la puissance du compresseur, mesurée en chevaux ou en kilowatts. Bien que l’alimentation soit importante, elle doit prendre en charge les besoins en débit d’air et en pression que vous avez déjà définis, et non conduire la sélection seule.
Étape 4 : Sélectionner les accessoires et les commandes
La bonne configuration d’équipement dépend entièrement de votre application. Certaines opérations peuvent nécessiter des compresseurs sans huile pour protéger les processus sensibles, tandis que d’autres peuvent s’appuyer sur des modèles à injection d’huile.
Le choix entre les compresseurs à vitesse fixe et à vitesse variable (VSD) dépend de plusieurs facteurs, notamment de la stabilité ou de la fluctuation de votre demande d’air. Les compresseurs VSD sont généralement plus efficaces dans les applications à demande variable, tandis que les unités à vitesse fixe peuvent convenir aux opérations à charge constante. En outre, le niveau de pureté de l’air requis doit guider votre choix de filtres à air et de systèmes de séchage.
Des sécheurs d’air efficaces, des filtres hautes performances et des configurations intégrées peuvent améliorer la fiabilité globale du système, réduire la maintenance et gagner de l’espace, en particulier lorsqu’ils sont adaptés à vos exigences de pression et de débit.
Les temps d’arrêt peuvent également être évités en utilisant un système de commande de compresseur. Un système de commande central peut gérer plusieurs compresseurs. Il équilibre les heures de fonctionnement entre les unités pour réduire l’usure, rationalise les tâches de maintenance et remplace facilement toute unité défectueuse ou hors ligne, garantissant une pression constante et une production ininterrompue.
Conseil de pro : réduire les coûts totaux du cycle de vie
Un coût d’achat inférieur peut sembler comme une bonne affaire, mais cela peut entraîner des dépenses plus élevées à long terme. Dépenser un peu plus à l’avance est souvent payant, en particulier lorsque le compresseur est plus efficace et plus facile à entretenir.
Il est essentiel d’atteindre une consommation d’énergie réduite, car la consommation d’énergie peut représenter jusqu’à 80 % du coût total de la vie d’un compresseur.
C’est pourquoi il est important de choisir une technologie et un équipement conçus pour économiser de l’énergie. Des compresseurs à vitesse variable (VSD) aux systèmes de récupération de chaleur, le choix des bons composants dès le départ permet de réduire les coûts d’exploitation et l’empreinte environnementale.
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