Conseils pour le contrôle de la pression du compresseur à vis à économie d'énergie

Variateur de vitesse : la technologie de base derrière les économies d'énergie

La technologie qui a changé le calcul de l’efficacité du compresseur à vis est le variateur de vitesse – VSD, parfois appelé variateur de fréquence ou VFD. Dans le moderne Compresseurs à vis économes en énergie , un VSD ajuste la vitesse du moteur en temps réel pour répondre à la demande réelle en air comprimé. Lorsque la demande est faible, le moteur ralentit. Lorsque la demande augmente, elle s’accélère. Au lieu de fonctionner à un débit constant quels que soient les besoins du système, le compresseur fournit uniquement l'air requis à ce moment-là, réduisant ainsi le gaspillage d'énergie et améliorant l'efficacité opérationnelle globale.

Les économies d’énergie qui en découlent sont significatives. La consommation électrique du moteur évolue à peu près avec le cube de sa vitesse : réduire la vitesse du moteur de 20 % ne réduit pas la consommation électrique de 20 %, cela la réduit considérablement davantage. Dans la pratique, les installations passant des compresseurs à vis à vitesse fixe aux compresseurs à vis VSD signalent généralement des réductions d'énergie de l'ordre de 20 à 40 % sur leurs systèmes d'air comprimé, en fonction de la variabilité réelle de leur profil de demande.

Les économies sont plus prononcées dans les opérations où la demande varie considérablement au cours d’un quart de travail ou d’une semaine de travail. Une installation dont la demande est quasi constante bénéficiera moins du VSD qu’une installation présentant des pics et des creux prononcés.

Récupération de chaleur : des économies souvent négligées

La compression génère de la chaleur, en grande partie. Dans un compresseur à vis standard, la chaleur produite lors de la compression est simplement évacuée dans l'atmosphère via les systèmes de refroidissement. Il disparaît sans accomplir un travail utile.

Les compresseurs à vis économes en énergie intègrent de plus en plus de systèmes de récupération de chaleur qui redirigent cette production thermique. La chaleur récupérée peut être utilisée pour réchauffer l’eau de traitement, contribuer au chauffage des locaux de l’installation ou alimenter d’autres applications thermiques qui nécessiteraient autrement un apport d’énergie distinct. Dans les installations présentant une véritable demande thermique, une configuration de récupération de chaleur correctement intégrée peut compenser une partie significative des coûts de fonctionnement du compresseur, en récupérant parfois 70 à 80 % de l'énergie d'entrée sous forme de chaleur utilisable plutôt que de gaspillage.

Il s'agit d'une dimension de la performance énergétique des compresseurs qui n'apparaît pas toujours dans les principaux chiffres d'efficacité, mais qui fait une différence tangible dans le tableau énergétique total lorsqu'elle est prise en compte.

Pression du système et coût de fonctionnement trop élevé

Un facteur d’efficacité qui se situe en dehors du compresseur lui-même – mais qui affecte directement sa consommation d’énergie – est la pression du système. De nombreux réseaux d’air comprimé fonctionnent à des pressions supérieures à celles requises par leurs applications réelles. La surpression se développe souvent progressivement au fil du temps, à mesure que des équipements sont ajoutés, que des fuites se développent ou que la chute de pression dans les canalisations vieillissantes augmente, et la pression du système est augmentée pour compenser.

Chaque barre supplémentaire de pression du système au-dessus de ce qui est réellement nécessaire coûte de l'énergie. En règle générale, dans le domaine de l'ingénierie de l'air comprimé, chaque augmentation de 1 bar de la pression de refoulement augmente la consommation d'énergie du compresseur d'environ 7 %. Les compresseurs à vis économes en énergie avec contrôles de gestion de pression intégrés peuvent maintenir la pression de refoulement dans des plages plus serrées que les anciennes unités à vitesse fixe, ce qui permet d'éviter l'inflation rampante de la pression qui ajoute des coûts inutiles au fil du temps.

Choisir la bonne capacité pour l'application

Le sous-dimensionnement d'un compresseur à vis est un problème : le système ne peut pas répondre à la demande en période de pointe. Le surdimensionnement est un problème plus subtil, mais réel. Un compresseur fonctionnant en continu à une fraction de sa capacité nominale fonctionne moins efficacement qu'un compresseur fonctionnant plus près de sa plage de conception. Les compresseurs VSD gèrent cela mieux que les unités à vitesse fixe, mais il existe encore des limites quant à la limite dans laquelle un compresseur doit être étranglé avant que l'efficacité ne chute fortement.

Un audit de l'air comprimé — cartographiant la demande réelle sur une période de production représentative — constitue le point de départ pratique pour spécifier Compresseurs à vis économes en énergie . Il transforme le processus de sélection d'une estimation approximative en une décision fondée sur des données d'exploitation réelles. Dans de nombreux cas, l'audit révèle également des inefficacités du système telles que des chutes de pression, des fuites d'air ou des équipements surdimensionnés qui peuvent être corrigés indépendamment du remplacement du compresseur lui-même, améliorant ainsi davantage la performance énergétique et les coûts d'exploitation à long terme.