12 juillet 2024
Il est essentiel de disposer d'un système de distribution correctement conçu pour votre réseau d'air comprimé. Si la conception est appropriée, vous économisez l'énergie et les outils pneumatiques continuent de fonctionner dans un état optimal.
Un système de distribution d'air comprimé correctement conçu doit répondre à trois exigences : une faible perte de charge entre le compresseur et le point de consommation, des fuites réduites au niveau de la tuyauterie de distribution et une séparation efficace des condensats si aucun sécheur d'air comprimé n'est installé.
Assurer une faible perte de charge entre le compresseur et le point de consommation
L'acheminement, la conception et le dimensionnement du réseau de conduites d'air sont importants pour assurer l'efficacité et la fiabilité et réduire le coût de production de l'air comprimé. Parfois, une importante perte de charge dans la tuyauterie est compensée par l'augmentation de la pression de service du compresseur, de 7 bar(e) à 8 bar(e) par exemple.
Les réseaux de distribution d'air comprimé fixes doivent être dimensionnés de sorte que la perte de charge dans les tuyaux ne dépasse pas 0,1 bar entre le compresseur et le point de consommation le plus éloigné.
La perte de charge lors du raccordement des flexibles, des raccords de tuyauterie et de tout autre accouplement doit également être prise en compte. Il est particulièrement important de bien dimensionner ces composants, car la plus grande perte de charge se produit généralement au niveau de ces connexions.
- l = longueur de tuyau totale (m)
- ∆p = perte de charge autorisée dans le réseau (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)
La meilleure solution consiste à concevoir un circuit de tuyauterie à air comprimé en boucle fermée autour de la zone de consommation d'air. Une tuyauterie annexe part ensuite de cette boucle vers les différents points de consommation. Cela permet une alimentation uniforme en air comprimé malgré une utilisation importante et intermittente, car l'air est dirigé vers le point de consommation réel depuis deux directions. Ce système à air comprimé est recommandé pour toutes les installations, sauf si des points de consommation d'air élevée sont situés à grande distance de l'installation du compresseur. Dans ce cas, un tuyau d'air principal distinct est acheminé vers ces points.
Conception du réseau de tuyauterie d'air comprimé
Lors de la conception et du dimensionnement d'un réseau d'air comprimé, le point de départ est une liste d'équipements qui détaille tous les consommateurs d'air comprimé, ainsi qu'un schéma indiquant leurs emplacements individuels.
Un grand réseau d'air comprimé est généralement divisé en quatre parties principales :
- Colonnes : transporte l'air comprimé de l'installation de compresseurs vers la zone de consommation.
- Tuyaux de distribution : répartissent l'air dans la zone de distribution.
- Tuyaux de service : acheminent l'air des tuyaux de distribution vers les lieux de travail.
- Raccords pour air comprimé
Dimensionnement du réseau de tuyauterie d'air comprimé
La pression obtenue immédiatement après le compresseur ne peut généralement pas être entièrement utilisée, car la distribution de l'air comprimé génère des pertes de pression, principalement sous forme de pertes par friction dans les tuyaux et en raison du matériau de la tuyauterie d'air comprimé.
En outre, des effets d'étranglement et des changements dans le sens du débit se produisent dans les vannes et les coudes des tuyaux. Les pertes, qui sont converties en chaleur, entraînent des pertes de charge.
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, tout comme la résistance du débit, exprimée en longueur de tuyauterie équivalente. Ces longueurs de tuyauterie « supplémentaires » sont ajoutées à la longueur de tuyauterie droite initiale. Les dimensions sélectionnées du réseau sont ensuite recalculées pour s'assurer 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.
Vélocité de l'air
Une notion très souvent négligée en matière de conception et de configuration de la tuyauterie d'air comprimé est la vélocité de l'air. Une vélocité excessive peut être à l'origine d'une contre-pression, de signaux de commande irréguliers, de turbulences et de pertes de charge dues à ces turbulences.
La BCAS (British Compressed Air Society) suggère qu'une vélocité inférieure ou égale à 6 m/s empêche l'humidité et les débris de passer par les tuyaux d'évacuation et de pénétrer dans les commandes.
Une vélocité supérieure à 9 m/s suffit pour transporter l'eau et les débris dans le flux d'air. Par conséquent, la conception de pipeline recommandée prévoit une certaine vélocité pour l'interconnexion de la tuyauterie et des collecteurs principaux, qui se monte à 6-7 m/s maximum et ne doit jamais dépasser 9 m/s.
Si vous concevez un système à air comprimé, contactez l'un des ingénieurs commerciaux d'Atlas Copco pour vous aider à concevoir le système le plus performant et le plus efficace qui vous permettra de réduire vos coûts d'exploitation et d'améliorer votre productivité.
