Réduire les coûts d'exploitation en optimisant le nombre de compresseurs

Nous pensons toujours à la réduction dans le contexte de l'enlèvement ou de la réduction de quelque chose. Que ce soit se faire couper les cheveux ou maigrir pour l'été, l'objectif final est toujours moins que le point de départ. Donc, cela peut sembler contre-intuitif que la réduction des coûts d'exploitation totaux nécessite parfois d'ajouter des machines à votre système d'air comprimé.

Qu'est-ce qu'un compresseur d'appoint (trim compressor) ?

Faire fonctionner les compresseurs au-dessus de leur capacité optimale peut consommer un excès d'énergie et surmener les machines, menant à la surchauffe, l'usure prématurée de la machine et des besoins de maintenance accrus. La maintenance, la facture d'énergie, le remplacement de pièces et les temps d'arrêt potentiels peuvent être extrêmement coûteux pour les opérateurs. Les compresseurs d'appoint résolvent ce problème. Un compresseur d'appoint est un compresseur supplémentaire qui fonctionne le plus efficacement à charge partielle. Il reprend la charge de travail supplémentaire quand les demandes d'air comprimé augmentent pendant différents quarts, tout en permettant aux compresseurs principaux de rester en charge de base (ce qui signifie qu'ils fonctionnent à pleine capacité et pression). Cela assure que les compresseurs principaux ne sont pas surmenés quand la demande d'air augmente.

Méthodes de contrôle d'appoint

Il y a plusieurs méthodes de contrôle d'appoint. Chaque usine ou installation devrait déterminer ses besoins d'appoint basés sur les types de compresseurs dans l'usine et leurs systèmes de contrôle. Quelques-unes des méthodes les plus courantes sont listées ci-dessous :

• Démarrage/Arrêt : La forme la plus simple de contrôle, démarrage/arrêt utilise un pressostat pour détecter la pression du système. Quand un seuil de pression prédéterminé ou un plafond est atteint, un signal est envoyé au moteur principal pour démarrer ou arrêter le compresseur d'appoint. Les opérateurs peuvent ajuster le pressostat pour déterminer le réglage supérieur et faire du réglage inférieur une pression fixe ou un différentiel entre les pressions les plus hautes et les plus basses. Cette méthode de contrôle nécessite un réservoir d'air pour éviter les démarrages et arrêts fréquents et est généralement utilisée avec des compresseurs de 30 hp et moins.

• Chargement/Déchargement : Contrairement aux contrôles démarrage/arrêt, le contrôle chargement/déchargement ne fonctionne pas dans une plage de pression. Au lieu de cela, des soupapes de déchargement maintiennent les soupapes d'admission ouvertes pour que l'air soit aspiré et expulsé sans aucune compression n'ayant lieu. À cause de cela, les contrôles chargement/déchargement ne peuvent fonctionner qu'à 0 ou 100 pour cent, à moins qu'une poche de jeu ne soit ajoutée. Une poche de jeu est un volume secondaire qui peut être ouvert temporairement pour créer cinq étapes de contrôle, permettant au compresseur de fonctionner à 0, 25, 50, 75 ou 100 pour cent de capacité.

• Modulation de soupape d'admission (IVM) : L'IVM fonctionne quand une soupape de régulation détecte la pression de refoulement sur une certaine plage. Quand la pression de refoulement atteint à 10 psi (certains modèles plus récents fonctionnent dans 3 psi) de ce point, une pression proportionnelle est envoyée pour moduler ou ajuster la soupape d'admission, causant une chute de pression et augmentant le rapport de compression. Ce type de contrôle ne peut être utilisé qu'avec des compresseurs rotatifs à air à injection de lubrifiant et est généralement limité à fonctionner dans la plage de 40 pour cent à 100 pour cent de la capacité nominale.

• CDC (Contrôle de déplacement variable) : Le CDC s'adapte à la demande en variant le déplacement des rotors. La modulation de soupape d'admission et le contrôle chargement/déchargement accompagnent le CDC après la régulation initiale du rotor. Il y a trois types de CDC : soupape coulissante, soupape spirale ou soupape tournante. Les compresseurs rotatifs à air à injection de lubrifiant peuvent aussi utiliser le CDC sous forme de soupapes de contrôle par étapes ou soupapes à boisseau, qui utilisent des étapes discrètes de pourcentage de capacité.

• CSV (Contrôle de vitesse variable) : Le contrôle de vitesse variable est le principe derrière les compresseurs VSD. Dans ce processus, la vitesse variable peut être accomplie par un entraînement à fréquence variable CA ou un entraînement à reluctance commutée CC. Dans ce système, le déplacement de l'extrémité d'air est directement proportionnel à la vitesse du rotor, mais l'efficacité de l'extrémité d'air dépend de la vitesse de pointe du rotor mâle. La plupart des VSD fonctionnent à ou au-dessus de la vitesse de pointe idéale du rotor mâle. À cause de cela, les compresseurs VSD réalisent les plus grandes économies d'énergie quand ils fonctionnent de longues heures dans la plage de capacité moyenne à basse, les rendant les mieux adaptés pour le service d'appoint.

Avantages VSD

Le coût initial d'achat d'un compresseur VSD pour des fins d'appoint est élevé comparé aux autres types de compresseurs. Mais quand il est correctement appliqué pour l'usage d'appoint, le VSD économise plus d'argent sur la durée de vie de la machine. Quand les compresseurs VSD fonctionnent à charge partielle, ils sont beaucoup plus efficaces énergétiquement que les compresseurs avec modulation de soupape d'admission ou chargement/déchargement, car ceux-ci perdent généralement de l'efficacité en dessous de 90 pour cent de capacité.

Quand ils fonctionnent au-dessus de 80 pour cent de capacité, les compresseurs VSD n'offrent pas d'économies d'énergie significatives, et une fois qu'ils approchent 100 pour cent de capacité, ils peuvent devenir plus coûteux à faire fonctionner que les compresseurs à vitesse fixe standard. À cause de cela, les compresseurs VSD sont idéaux pour l'usage d'appoint. Les avantages d'un compresseur d'appoint VSD sont encore plus significatifs dans les zones avec des tarifs électriques élevés. Avant d'acheter un compresseur VSD, vérifiez s'il y a des rabais offerts par les services électriques locaux dans votre région. Cela pourrait réduire davantage les coûts et amplifier les économies.

Réduire les coûts des compresseurs d'air peut nécessiter l'ajout ou le remplacement d'une machine. L'utilisation d'un compresseur d'appoint peut protéger vos compresseurs principaux de l'usure rapide des instruments, de la durée de vie raccourcie de la machine et de la consommation d'énergie inutile apportée par la surexploitation. Pionnier par Atlas Copco, les compresseurs VSD offrent des économies significatives sur la durée de vie de la machine. Contactez un représentant Atlas Copco aujourd'hui pour trouver le meilleur compresseur VSD pour votre application.