Construire un système compresseur intelligent pour booster l'efficacité dans l'automobile

Extrait de l'article « Designing a Smart Compressor System for Automotive Manufacturing » par Deepak Vetal, responsable marketing produit chez Atlas Copco Compressors. Version complète disponible en ligne ou dans le numéro d'août d'Industrial Equipment News.

L'air comprimé sert à diverses applications, mais si les compresseurs sont vitaux pour l'automobile, ils alourdissent la facture énergétique. Il est donc crucial de concevoir le système d'air comprimé le plus intelligent pour économiser l'énergie et gagner en fiabilité.

Près de 80 % du coût de cycle de vie d'un compresseur provient de sa consommation d'énergie. Réduire cette consommation de seulement 1 % peut générer des économies annuelles de plusieurs milliers de dollars. Les économies d'énergie ne s'improvisent pas : elles demandent analyse, planification et stratégie, mais le résultat en vaut la peine. En examinant leur profil de demande, les constructeurs automobiles peuvent créer des systèmes intelligents qui économisent air et argent.

Profil de demande typique

Exemple de fluctuation de demande typique chez un constructeur automobile sur 24 heures :

Comparons deux options de systèmes pour voir comment optimiser l'efficacité énergétique et la fiabilité.

Option 1 : Deux compresseurs centrifuges de 3 000 cfm

Que se passe-t-il ?

Avec une demande variable, une quantité significative d'énergie est gaspillée en raison de la plage de modulation limitée et du dégazage (blow-off) d'air comprimé.

Pourquoi ?

Le débit et la pression des compresseurs centrifuges sont contrôlés par un dispositif d'admission (IGV ou vanne de régulation et soupape de dégazage). Lorsque la position de l'IGV atteint le point de contrôle de pompage, la soupape s'ouvre et évacue l'air comprimé excédentaire pour maintenir le compresseur hors de la zone de pompage.

Le pompage est une instabilité aérodynamique observée dans les compresseurs dynamiques comme les centrifuges. La phase de compression ne peut plus augmenter la pression en raison de sa conception, entraînant l'arrêt du flux puis son inversion.

Cette instabilité induit des contraintes de haut niveau sur les composants rotatifs. Pour éviter les dommages, le compresseur doit rester hors de cette zone.

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