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Dimensionnement des installations de compresseurs à haute altitude

Dimensioning Compressor Installations Compressed Air Wiki Compressors

Plus on monte au-dessus du niveau de la mer, plus la pression ambiante et la température ambiante diminuent. Cette faible pression d'admission a une incidence sur le rapport de pression, aussi bien pour les compresseurs que pour l'équipement connecté, ce qui, en pratique, signifie un impact sur la consommation d'énergie et sur la consommation d'air. Dans le même temps, les changements provoqués par une altitude plus élevée affectent également la puissance nominale disponible des moteurs électriques et des moteurs à combustion.

Comment l'altitude influence-t-elle les installations de compresseurs ?

Compresseur à haute altitude, sur une montagne

Il est important de prendre en compte l'influence des conditions ambiantes sur l'application de l'utilisateur final. Est-ce un débit massique (dans un processus) ou un débit volumétrique requis et spécifié ? Est-ce le rapport des pressions, la pression absolue ou la pression relative qui a été utilisé pour le dimensionnement ? La température de l'air comprimé est-elle importante ? Toutes ces considérations créent des conditions différentes pour le dimensionnement d'une installation d'air comprimé en altitude et peuvent compliquer le calcul de l'installation.

Quel est l'effet de l'altitude sur le choix du compresseur ?

Pour choisir un compresseur approprié lorsque les conditions ambiantes diffèrent de celles indiquées sur la fiche technique, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

- hauteur au-dessus du niveau de la mer ou pression ambiante ;
- température ambiante ;
- humidité ;
- température du fluide de refroidissement ;
- type de compresseur ;
- source d'alimentation.

Ces facteurs affectent principalement les éléments suivants :

- pression de service maximum ;
- capacité ;
- consommation d'énergie ;
- besoin de refroidissement.

Le facteur le plus important est la variation de la pression d'admission en altitude. Un compresseur avec un rapport de pression de 8,0 au niveau de la mer aura un rapport de pression de 11,1 à une altitude de 3 000 mètres (sous réserve que la pression de service de l'application demeure inchangée). Cela affecte l'efficacité et, par conséquent, la puissance requise. Le degré de changement dépend du type de compresseur et de la conception. La température ambiante, l'humidité et la température du fluide de refroidissement interagissent et affectent les performances du compresseur à différents degrés, sur les compresseurs mono-étagés ou multi-étagés, les compresseurs dynamiques ou les compresseurs volumétriques.

Comment l'altitude affecte-t-elle les moteurs électriques ?

comment la hauteur affecte-t-elle le moteur électrique ?

En raison d'une plus faible densité de l'air à haute altitude, le refroidissement des moteurs électriques est altéré. Les moteurs standard doivent être en mesure de fonctionner jusqu'à 1 000 m, à une température ambiante de 40 °C, sans impacter les données nominales. A plus haute altitude, le tableau ci-dessous peut servir de repère en matière de réduction des performances d'un moteur standard. Notez que pour certains types de compresseurs, à haute altitude, les performances du moteur électrique sont réduites davantage que la puissance à l'arbre requise pour le compresseur. Par conséquent, pour faire fonctionner un compresseur standard à haute altitude, il faut abaisser la pression de service ou installer un moteur surdimensionné.

Comment l'altitude affecte-t-elle les moteurs à combustion interne ?

Une réduction de la pression ambiante, une augmentation de la température ou une réduction de l'humidité diminue la teneur en oxygène de l'air utilisé pour la combustion et, par conséquent, la puissance extractible du moteur à combustion interne (IC). Le degré de réduction de la puissance à l'arbre dépend du type de moteur et de sa méthode d'aspiration (à aspiration naturelle ou suralimenté), comme indiqué dans le tableau ci-dessous. L'humidité joue un rôle moins important (réduction < 1 % par 1 000 m) lorsque la température chute en dessous de 30 °C.

Notez que la puissance du moteur chute plus rapidement que la puissance à l'arbre requise pour le compresseur. Cela implique que pour chaque combinaison compresseur/moteur, il y ait une hauteur maximum de travail permettant d'utiliser l'ensemble de la marge de puissance du moteur disponible pour une utilisation au niveau de la mer. En général, les fournisseurs se chargent de calculer et d'indiquer les données spécifiques s'appliquant au compresseur, au moteur et à l'équipement de consommation d'air en question. En cas de doutes ou d'interrogations, l'installateur doit toujours contacter le fabricant de l'équipement.

Pour en savoir plus sur les différents aspects du dimensionnement des installations de compresseur, voir ci-dessous.

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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.