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Le compresseur à vis

Displacement Compressors Compressor Types Compressors Compressed Air Wiki

Vous savez peut-être déjà qu'il existe deux principes de base de la compression de l'air. L'un d'eux est le principe de la compression volumétrique. Il y a beaucoup de types de compresseurs classés comme compresseurs volumétriques. L'un des plus connus et des plus populaires est le compresseur à double vis (rotatif).

What are twin rotary screw air compressors?

schéma d'un compresseur rotatif à vis

Le principe du compresseur volumétrique rotatif à double vis a été mis au point au cours des années 1930 dû à la nécessité d'un compresseur rotatif à haut débit et débit stable sous des conditions de pression variables. Les parties principales de l'élément à double vis sont les rotors mâle et femelle, qui tournent en sens inverse tandis que le volume d'air qui les sépare de leur logement diminue.

Chaque élément à vis a un rapport de pression de consigne fixe qui dépend de sa longueur, de son pas de vis et de la forme de son orifice de décharge. Pour atteindre une efficacité maximale, le rapport de pression de consigne doit être adapté à la pression de service requise. Le compresseur à vis n'est généralement pas équipé de vannes et n'est soumis à aucune force mécanique pouvant provoquer un déséquilibre. Il peut par conséquent fonctionner à une vitesse d'arbre élevée et combiner un débit important et de faibles dimensions extérieures. La force axiale causée par la différence de pression entre l'entrée et la sortie doit être surmontée par les roulements.

compresseurs rotatifs à vis sans huile

compresseur rotatif à vis sans huile

Les premiers compresseurs à double vis avaient un rotor à profil symétrique et n'utilisaient pas de liquide de refroidissement à l'intérieur de la chambre de compression. On les appelait compresseurs à vis secs ou sans huile. Les compresseurs à vis sans huile modernes à haut-débit ont une vis à profil asymétrique, ce qui a permis d'améliorer considérablement leur efficacité énergétique en raison de la diminution des fuites internes. Les engrenages externes sont le plus souvent utilisés pour ajuster la position des rotors en contre-rotation. Comme les rotors n'entrent pas en contact les uns avec les autres ni avec le carter du compresseur, aucune lubrification n'est nécessaire à l'intérieur de la chambre de compression.


Par conséquent, l'air comprimé est totalement exempt d'huile. Les rotors et carters sont fabriqués avec une grande précision pour minimiser les fuites de pression côté admission. Le rapport de pression de consigne est limité par la limitation de l'écart de température entre l'admission et le refoulement. C'est pourquoi le refroidissement des compresseurs à vis sans huile s'effectue fréquemment en plusieurs étages et étages intermédiaires avant d'atteindre des pressions plus élevées.

Comment fonctionnent les compresseurs à vis à injection liquide ?

Dans les compresseurs à vis à injection liquide, un liquide est injecté dans la chambre de compression et souvent dans les roulements du compresseur. Sa fonction est multiple : refroidir et lubrifier les pièces mobiles de l'élément compresseur, refroidir l'air compressé à l'intérieur, et enfin, réduire les fuites de retour à l'admission. Aujourd'hui, l'huile est le liquide de prédilection pour l'injection grâce à ses bonnes propriétés d'étanchéité et de graissage. Toutefois, d'autres liquides sont également utilisés, par exemple, l'eau ou certains polymères. Les éléments compresseurs à vis à injection liquide peuvent être fabriqués pour des rapports de pression très élevés avec un seul étage de compression, ce qui est généralement suffisant pour des pressions jusqu'à 14 bar, et même 17 bar, mais va au détriment de leur efficacité énergétique.

Compresseurs à vitesse fixe vs compresseurs à entraînement à vitesse variable (VSD)

La différence fondamentale entre les deux technologies réside déjà dans leur nom. Les compresseurs à vitesse fixe tournent en continu à vitesse constante et sont généralement très efficaces à 100 % de leur capacité, c'est-à-dire lorsque leur moteur tourne et qu'ils fabriquent de l'air comprimé. L'inefficacité d'un compresseur à vitesse fixe est très vite perceptible et peut facilement être mesurée lorsque l'unité se décharge et cesse de générer de l'air. Avant son arrêt complet, le moteur continue de fonctionner même sans produire d'air, gaspillant dès lors énergie et argent. L'inefficacité et le gaspillage sont surtout visibles dans les usines qui fonctionnent en plusieurs équipes ou qui subissent une grande fluctuation de la demande de débit tout au long de la journée.


La technologie d'entraînement à vitesse variable (VSD) fonctionne sur un principe différent. Le régime du moteur s'adapte à la quantité d'air nécessaire à l'intérieur d'une usine ou installation donnée. En d'autres termes, plus la demande/le besoin en air augmente, plus le moteur tourne vite et plus le débit / CFM augmente. D'autre part, si la demande diminue, le moteur ralentit automatiquement et utilise uniquement l'énergie nécessaire pour fournir le débit approprié. Les compresseurs d'air VSD adaptent leur rendement à la demande nécessaire et peuvent détecter la quantité de débit utilisée tout en ajustant leur vitesse en conséquence. En cas de ralentissement de la production, de pauses pendant la journée, ou pendant le travail en effectifs réduits comme les deuxième et troisième équipes, la technologie VSD est particulièrement utile car elle élimine le gaspillage d'électricité et fait, par conséquent, économiser de l'argent.


Partant du principe que l'utilisation d'air comprimé est coûteuse, puisqu'elle représente plus de 70 % du coût total de possession en frais d'électricité, l'utilisation de la technologie VSD peut contribuer à des économies de 35 à 50 %. En fonction de la taille du compresseur, les économies peuvent varier de 100 $ à 10 000 $ annuels ou plus, ce qui en fait un investissement idéal pour tout établissement. Les compresseurs d'air VSD sont en train de devenir la norme plutôt que l'exception, car ils permettent à beaucoup de clients de faire des économies d'énergie et de pouvoir réinvestir l'argent dans d'autres actifs.

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