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AIR COMPRIME
REGULATION DES COMPRESSEURS
Jos Van Hoye
Resp. dpt compresseurs
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ÉCONOMIES D’ÉNERGIE ...
- L’air comprimé est indispensable
- L’air comprimé est beaucoup utilisé
- L’air comprimé est cher
- diminuer son prix et sa consommation ont une influence directe
sur le prix de revient de votre produit
- diminuer sa consommation a une influence positive sur
l’environnement
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RENDEMENT D’UN SYSTÈME PNEUMATIQUE
Pour 100% d’énergie consommée par le compresseur:
10% ou moins sont restitués en énergie par l’air comprimé.
L’air comprimé coûte donc environ 10x plus que l’énergie
électrique
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12%
10%
3%
75%
COUT DE L’AIR COMPRIME
Achat
Entretien
Installation
Energie
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OU ECONOMISER L’ENERGIE ?
Détection de fuites
Réservoir de taille correcte
Récupération
de chaleur
Système de régulation
Apport d‘air frais
Traitement correct
Pertes de charge
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SYSTEMES DE REGULATION DE COMPRESSEURS
- Marche - Arrêt
- En charge - A vide
- Combinaison Marche/Arrêt et en Charge/A vide
- Régulation proportionnelle à l’aspiration
- Combinaison proportionnelle et en Charge/A vide
- Régulation de vitesse
- Régulation proportionnelle interne
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MARCHE / ARRET
Le compresseur est commandé par un pressostat et démarre quand la
pression est minimale et s’arrête à la pression maximale de consigne
Le nombre de démarrages doit être limité (moteur! Huile!)
Le réservoir doit être très bien dimensionné
Il faut tenir compte des pointes de courant (coût des pointes quart
horaire)
Cette régulation sera généralement réservée à des machines plus petites
et à des installation à usage intermittent
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MARCHE EN CHARGE / A VIDE
Le clapet d ’aspiration est fermé quand la pression maximale est atteinte
et s’ouvre à la pression minimale. Quand le clapet est fermé, une
soupape s’ouvre et réduit la pression interne de la machine qui tourne
alors « à vide ».
Le moteur (et donc le compresseur) tourne en permanence
A chaque décompression il y a moussage de l ’huile, le nombre de
mises à vide doit donc être limité (Hystérésis de pression et
réservoir adapté)
Le fonctionnement en marche à vide coûte de l’énergie
consommée inutilement
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MARCHE EN CHARGE / A VIDE
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MARCHE EN CHARGE / A VIDE
Puissance %
R = demande/ capacité du compresseur
R
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COMBINAISON EN CHARGE / A VIDE ET MARCHE / ARRET
Pour limiter la consommation d’énergie, le compresseur est arrêté après
un certain temps de marche à vide. Ce temps (minutes) est généralement
égal à 60 min/nombre de démarrages autorisés par heure (limite du
moteur), par exemple un moteur de 30kw peut démarrer 10x par heure, le
compresseur sera réglé pour s’arrêter après 6 min de marche à vide.
Le compresseur ne tourne donc plus nécessairement en permanence
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COMBINAISON EN CHARGE / A VIDE ET MARCHE / ARRET
Marche à vide trop courte,
le compresseur ne s’arrête
pas
Marche à vide suffisament longue, le compresseur
s’arrête
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ASPIRATION PROPORTIONNELLE
Le clapet d’aspiration du compresseur s’ouvre et se ferme
proportionnellement à la demande d’air comprimé.
Le clapet est piloté pneumatiquement ou hydrauliquement
par la pression, toute baisse de pression entraine son
ouverture plus ou moins grande.
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ASPIRATION PROPORTIONNELLE
Puissance %
R = demande/ capacité du compresseur
R
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ASPIRATION PROPORTIONNELLE
1 bar(a)
0,57 bar(a)
8 bar(a)
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REGULATION DE VITESSE
Le compresseur tourne en permanence
- la vitesse de rotation varie en fonction de la variation de
pression d’air comprimé
- donc le débit délivré varie suivant la demande en air
- il n’y a normalement plus de marches à vide
La puissance absorbée est donc quasi proportionnelle à la demande.
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REGULATION DE VITESSE
Débit
Puissance absorbée
Pression
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REGULATION DE VITESSE
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0
10
20
30
40
50
0 1 2 3 4 5 6 7
demande, m3/min
kW
co
nsu
mp
tio
n
VS 40 ES 37
ES 37 avec réservoir de 1.5 m3
Max 9 bar, Min 8.5 bar
COMPARAISON ENTRE REGULATION DE VITESSE ET EN CHARGE A VIDE
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REGULATION DE VITESSE COMMUNICATION ENTRE MACHINES
com
pr.
1 in
sta
rt/s
top
100
120
140
160
180
200
220
240
260
280
300
compr. 1 (VS) compr. 1 (VS)
compr. 2 (VS)
compr. 1 (VS)
compr. 2 (VS)
compr. 3 (VS)
min
. capcity
VS
20
40
60
80
capacity (%)
com
pr.
3 s
tart
s V
S @
90%
com
pr.
2 s
tart
s V
S @
90 %
com
pr.
3 s
tops V
S @
40%
com
pr.
2 s
tops V
S @
40%
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REGULATION INTERNE
Un système à clapet hélicoïdal tourne en fonction de la
demande d’air et fait varier le volume de la chambre de
compression du bloc de vis.
Ce système est limité à une certaine plage de
fonctionnement;
Entièrement mécanique, donc extrèmement fiable
Peu utilisé en Europe sur les compresseurs d’air, fréquent sur
les compresseurs de process (gaz) et de réfrigération. Très
fréquent aux USA et en Asie.
![Page 23: AIR COMPRIME REGULATION DES COMPRESSEURS ......moteur), par exemple un moteur de 30kw peut démarrer 10x par heure, le compresseur sera réglé pour s’arrêter après 6 min de marche](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050217/5f637ff5bdf9bf002c7a7e56/html5/thumbnails/23.jpg)
REGULATION INTERNE
Pour complément d’information:
P, bar
V 1 V 2
P1
P 2
Energie consommée
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RESUME DES REGULATIONS
![Page 25: AIR COMPRIME REGULATION DES COMPRESSEURS ......moteur), par exemple un moteur de 30kw peut démarrer 10x par heure, le compresseur sera réglé pour s’arrêter après 6 min de marche](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022050217/5f637ff5bdf9bf002c7a7e56/html5/thumbnails/25.jpg)
COMMANDE « INTELLIGENTE »
Les cascades classiques imposent un palier par compresseur, donc un grand delta
P, donc une pression inutilement élevée
Les commandes modernes : pilotent plusieurs compresseurs de type et/ou de marque différents (à
l’exclusion des compresseurs dynamiques) avec un seul seuil de pression
choisissent la meilleure combinaison de compresseurs pour une production
économique
Bénéfice immédiat par la baisse de pression maximum, et par la réduction des
marches à vide. Le système s’amortit généralement en moins d’un an.
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COMMANDE « INTELLIGENTE »
3 compresseurs de taille similaire, dont une vitesse
variable pilotés par une cascade conventionnelle
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COMMANDE « INTELLIGENTE »
Remplacement de la cascade conventionnelle par un
système « intelligent » GD Connect
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COMMANDE « INTELLIGENTE »
Cascade
conventionnelle Cascade
intelligente
GAIN ANNUEL
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Compressor 1 Compressor 2 Compressor 3 Receiver Dryer Filter
RS485-1
-> up to 12 compressors Line pressure
sensor
Analogue input AI-1
Selection switch to
activate a profile Dig. input DI-2
Dig. input DI-1
RS485-2
RS485-3
digital I/O
ModBus-RTU
PROFIBUS (optional)
RS485
Customer's PLC
to control the air station
Dig.inputs
Selection
switch to
activate a
profile
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Bonjour,
Désolé pour la réponse tardive mais il fallait consolider des valeurs pendant plusieurs mois pour
annoncer un potentiel d’économie d’énergie
Depuis le démarrage du GD CONNECT en juin 2014, les réglages en juillet et la mise en route définitive,
la diminution de la P d’environ 0.5 bar, les résultats (ratio kWh consommés/nm³ d’air produit) sont de :
Moyenne de janvier à mai (sans GD CONNECT) 0.1666 kWh/nm³
Moyenne de août à octobre (avec GD CONNECT) 0.1329 kWh/nm³
Soit un gain énergétique de +/- 20.5 %
Bien à vous
COMMANDE « INTELLIGENTE »
« Feedback »
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RESERVOIR
Un réservoir est très rarement trop grand, il est très
souvent trop petit.
Le réservoir a une influence directe sur la
consommation d’énergie!
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RESERVOIR
Réserve d’air comprimé pour absorber les pointes de débit
Optimise la marche du compresseur
Aide au refroidissement de l’air
Séparation de condensats
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RESERVOIR
Réservoir trop petit, le compresseur ne se met pas complètement à vide
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RESERVOIR
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0
% charge
kW
h,
ab
so
rbés
2m³ 5m³
Compresseur 55KW, dP 1 bar
Influence de la taille du réservoir sur la consommation d’énergie
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RESERVOIR
Un réservoir trop petit génère:
- consommation d’énergie accrue
- moussage de l’huile du compresseur
- consommation d’huile
- usure prématurée des paliers, les cycles de charge décharge
étant trop fréquents
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Merci de votre attention, pour info complémentaire: [email protected]