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Régulation des compresseurs dynamiques

Compressed Air Wiki Compressor Regulation Compressor Regulation and Control Compressors

Dans de nombreux cas, les applications requièrent une pression constante dans le réseau d'air comprimé. Pour cela, il faut réguler le débit d'air comprimé à partir de la centrale air comprimé. Dans cet article, nous parlerons de la régulation de débit dans les compresseurs dynamiques.

Comment sont régulés les compresseurs dynamiques ?

Régulation à l'admission

  • Etranglement de l'admission :
    Dans un compresseur dynamique, l'admission peut être étranglée afin de réduire continuellement la capacité du compresseur. Le débit minimum est déterminé lorsque le rapport de pression atteint la limite de pompage et que la machine devient instable (pompage). La plage de régulation est déterminée par la conception de la machine (par exemple, le nombre d'étages et la conception de l'impulseur), mais également dans une large mesure par des facteurs externes tels que la contre-pression, la température d'aspiration et la température du fluide de refroidissement. Le débit minimum varie généralement entre 60 % et 85 % du débit maximum.
  • Aubages réglables à l'aspiration :
    Les aubes disposées radialement à l'admission modifient l'orientation du flux de gaz aspiré lorsque le débit est étranglé. Cette méthode a le même impact que l'étranglement mais elle offre une plus grande plage de régulation et permet une meilleure utilisation de l'énergie. Typiquement, la plage de régulation est augmentée à 50-70 % du débit nominal. Il est également possible d'augmenter légèrement la capacité et la pression du compresseur jusqu'à un certain niveau, en faisant tourner les aubes dans le sens inverse. Toutefois, cela peut également affecter les performances.
  • Régulation à la sortie

  • Aubages à réglage variable à la sortie (diffuseur) :
    Pour améliorer davantage la plage de régulation, il est également possible de contrôler le débit dans le diffuseur de l'étage du compresseur. Il est courant d'obtenir une régulation jusqu'à 30 % avec une pression constante. Cette utilisation est limitée aux compresseurs mono-étagés en raison de la complexité et de l'augmentation des coûts.
  • Décharge de pression :
    La méthode originelle pour réguler les compresseurs dynamiques consistait à utiliser une soupape de surpression ou une vanne de décharge pour libérer l'excédent d'air comprimé dans l'atmosphère. Par principe, cette méthode fonctionne exactement comme une soupape de sécurité dans un compresseur volumétrique.
  • principe de charge-décharge-arrêt

    Charge-décharge-arrêt
    Les méthodes de régulation mentionnées précédemment peuvent être combinées pour contrôler le compresseur. Deux modes sont généralement utilisés :

    Modulation ; le débit excédentaire est libéré dans l'atmosphère (ou l'admission) mais la consommation d'énergie reste inchangée.
    Auto-dual ; le débit minimum produit est limité au débit obtenue par la fermeture maximale de la vanne à l'aspiration et/ou au refoulement. Le système de régulation ferme entièrement la vanne d'admission simultanément à la mise à l'atmosphère du refoulement (à comparer à un compresseur volumétrique).
    La puissance de marche à vide est toujours relativement élevée, représentant 20 % de la puissance de charge totale, selon la conception de l'impulseur, etc.
    Régulation de la vitesse
    La régulation de la vitesse a un effet similaire à l'utilisation des aubages réglables à l'aspiration. Le débit peut être modifié avec une pression constante dans une plage limitée (turndown). A forte puissance, la variation de la vitesse est moins avantageuse en raison du coût élevé de l'installation de tels équipements.

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