Comment rendre votre Compresseur d’air plus efficace

L’air comprimé est l’une des formes d’énergie les plus utilisées dans de nombreuses industries, environ 70% des fabricants utilisant un système d’air comprimé.

L’air comprimé peut être l’une des formes d’énergie les plus coûteuses pour les usines de fabrication, consommant souvent plus d’énergie que les autres équipements. Une puissance d’air comprimé nécessite huit puissances en électricité. Avec de nombreux compresseurs d’air fonctionnant à des rendements aussi bas que 10%, il y a souvent beaucoup de place à l’amélioration. Heureusement, 50% des systèmes d’air comprimé des petites et moyennes installations industrielles offrent des possibilités d’économie d’énergie à faible coût.

Qu’est-ce qui influence l’efficacité énergétique des compresseurs d’air? Ces facteurs comprennent le type, le modèle, la taille, la puissance nominale du moteur, la conception du système, les mécanismes de contrôle, les utilisations et le calendrier de maintenance. La principale raison de la compression inefficace de l’air est la perte de chaleur générée par l’augmentation de la température de l’air sous pression et par le frottement causé par les nombreuses pièces mobiles du système.

En ce qui concerne l’efficacité du compresseur d’air, il est important d’examiner l’ensemble du système, qui comprend non seulement le compresseur d’air lui-même, mais également les conduites d’alimentation, les réservoirs de stockage d’air, les sécheurs d’air, les récepteurs et les refroidisseurs ultérieurs. En faisant les bons ajustements à votre système d’air comprimé, vous pouvez économiser des quantités importantes d’énergie et d’argent.

Améliorez l’efficacité de votre système avec les approches suivantes:

Améliorer la qualité de l’entrée d’air

Il existe trois composants du système de compression d’air qui influencent les performances:

1. Température. La température de l’air d’admission détermine la densité de l’air. L’air frais nécessite moins d’énergie pour se comprimer.
2. Composition. L’air d’admission propre garantit que l’air comprimé peut se déplacer plus facilement dans le système. L’air sale contient des contaminants qui s’accumulent et provoquent une usure ainsi qu’une capacité de stockage réduite.
3. Humidité. L’humidité peut être nocive pour un système de compression d’air car elle s’accumule à l’intérieur du système, provoquant la rouille des composants. Cela peut entraîner une usure, des fuites et une capacité de stockage réduite. L’air sec risque moins d’endommager votre système de compression d’air et vos outils effectuant des travaux au point d’utilisation.

Correspondre aux commandes du compresseur d’air

Les commandes du compresseur d’air correspondent à la sortie du compresseur aux exigences du système de compresseur, qui peut consister en un seul compresseur ou plusieurs compresseurs. De tels contrôles sont essentiels pour l’efficacité du système de compresseur d’air ainsi que pour des performances élevées.

Les systèmes d’air comprimé sont conçus pour maintenir une certaine plage de pression et fournir un volume d’air qui varie en fonction des demandes des utilisateurs finaux. Le système de contrôle diminue la sortie du compresseur lorsque la pression atteint un certain niveau. En revanche, si la pression chute, la puissance du compresseur augmente.

Les systèmes de contrôle les plus précis peuvent maintenir une pression moyenne basse sans tomber en dessous des exigences du système. Tomber en dessous des exigences du système peut entraîner un fonctionnement incorrect de l’équipement. C’est pourquoi il est si important de faire correspondre les commandes du système à la capacité de stockage.

Les commandes suivantes peuvent aider à augmenter l’efficacité des compresseurs simples:

• Commandes de démarrage / arrêt allumez et éteignez les compresseurs en fonction de la pression.
• Fonctions de chargement et de déchargement déchargez le compresseur à la pression de décharge.Les commandes de modulation
• gèrent les besoins en débit, tandis que les commandes à plusieurs étapes permettent aux compresseurs de fonctionner dans des conditions partiellement chargées.
• Les commandes Dual-Control / Auto-Dual permettent de sélectionner le démarrage / arrêt ou le chargement / déchargement.
• La cylindrée variable peut fonctionner dans deux ou plusieurs conditions partiellement chargées.
• Variateurs de vitesse ajustent en permanence la vitesse du moteur d’entraînement pour répondre aux exigences de demande variables.
• Les systèmes à plusieurs compresseurs utilisent les commandes system master pour coordonner toutes les fonctions nécessaires à l’optimisation de l’air comprimé.
• Les commandes maîtresses du système peuvent coordonner les systèmes d’air comprimé lorsque la complexité dépasse les capacités des commandes locales et réseau. Ces contrôles peuvent surveiller les composants du système et également les données de tendance pour améliorer les fonctions de maintenance.
• Les régulateurs de pression / débit stockent de l’air à plus haute pression, qui peut ensuite être utilisé pour répondre aux fluctuations de la demande.

Un système bien conçu devrait utiliser les éléments suivants: contrôle de la demande, stockage, commandes du compresseur, bons emplacements des signaux et stratégie de contrôle globale. L’objectif principal d’un tel système est de fournir de l’air comprimé à la pression stable la plus basse tout en supportant les fluctuations avec de l’air comprimé stocké à plus haute pression.

Pour plusieurs compresseurs, les commandes de séquençage peuvent répondre à la demande en exécutant des compresseurs pour répondre aux charges du système, tout en les mettant hors ligne lorsqu’ils ne sont pas nécessaires. Les contrôles réseau aident également à gérer les charges pour l’ensemble du système.

Améliorer la conception du système

Il existe cinq façons d’améliorer la conception de votre système de compresseur d’air.

1. Redressez le chemin. Des conduites de refoulement étroites ou des coudes brusques dans ces conduites de refoulement peuvent entraîner une augmentation des frottements et des pertes de charge dans le système, ce qui signifie moins de pression atteignant le point d’utilisation. Une meilleure conception sans autant de virages et de boucles devrait produire plus de pression en utilisant la même énergie.
2. Économisez de l’énergie en cas de besoin. Un réservoir de stockage, ou récepteur, peut amortir les changements de demande à court terme et réduire le cycle marche / arrêt. Un réservoir peut également empêcher la pression du système de descendre en dessous des exigences de pression minimale lorsque la demande est à son maximum. Une chute de pression peut entraîner une augmentation de la pression du système, ce qui peut entraîner une perte de pression d’air. Les réservoirs sont dimensionnés en fonction de la puissance du compresseur. Un compresseur d’air de 50 cv, par exemple, a besoin d’un réservoir récepteur d’air de 50 gallons.
3. Refroidir l’air d’admission. Étant donné que l’énergie nécessaire pour comprimer l’air froid est inférieure à celle nécessaire pour comprimer l’air plus chaud, vous pouvez réduire l’énergie nécessaire à la compression en déplaçant l’entrée du compresseur dans une zone ombragée à l’extérieur. Une réduction de 20 degrés Fahrenheit, par exemple, peut réduire les coûts d’exploitation de près de 3, 8%.
4. Utilisez plusieurs petits compresseurs. Les compresseurs d’air surdimensionnés peuvent être très inefficaces car ils consomment plus d’énergie par unité lorsqu’ils fonctionnent avec une charge partielle. De tels systèmes peuvent bénéficier de l’utilisation de nombreux compresseurs plus petits avec des commandes de séquençage, permettant d’arrêter des parties du système simplement en éteignant certains des compresseurs.
5. Récupérer la chaleur perdue. La chaleur résiduelle peut être utilisée pour l’eau bouillante pour le chauffage des locaux et l’eau de chauffage. Une unité de récupération de chaleur correctement conçue peut récupérer 50 à 90% de l’énergie électrique utilisée dans la compression de l’air.
6. Localisez près des zones de forte demande. En localisant les récepteurs d’air près des sources de forte demande, il est plus facile de répondre à la demande avec une capacité globale de compresseur réduite.

Tenir compte des besoins en air comprimé

1. Examiner le profil de charge. Un système d’air comprimé correctement conçu devrait tenir compte du profil de charge. S’il y a de grandes variations de la demande d’air, le système devra fonctionner efficacement lorsqu’il est en charge partielle. Les compresseurs multiples fourniront une consommation d’énergie plus économique en cas de fortes fluctuations de la demande.
2. Minimisez la demande artificielle. La demande artificielle est le volume d’air excédentaire requis pour une utilisation non réglementée lors de l’utilisation d’une pression plus élevée que nécessaire pour les applications. Si une application nécessite 50 psi et reçoit 90 psi, le système produit de l’air inutilisé. Les régulateurs de pression à l’utilisation finale peuvent minimiser la demande artificielle.
3. Déterminer la pression correcte nécessaire. Les niveaux de pression requis doivent tenir compte des pertes du système causées par les filtres, la tuyauterie, les séparateurs et les sécheurs. L’augmentation de la pression de décharge augmentera la demande d’utilisation non réglementée telle que les fuites. En d’autres termes, l’augmentation de la pression générera une inefficacité accrue. Par exemple, une augmentation de 2 psi de la pression du collecteur augmentera la consommation d’énergie de 1% en raison de la consommation d’air non réglementé. Pour économiser de l’énergie, vous devez réfléchir à la manière d’obtenir des performances élevées tout en réduisant la pression du système.
4. Examinez l’offre et la demande appropriées. Vérifiez que les compresseurs d’air ne sont pas trop grands pour une utilisation finale. Considérez toutes les utilisations finales, en quantifiant le volume d’air nécessaire pour chaque application. Une évaluation générale de l’ensemble de votre système d’air comprimé devrait aider à rechercher les problèmes dans le système de distribution et à minimiser les utilisations inappropriées de l’air.
5. Utilisez des diagrammes et des profils de pression. Les diagrammes de bloc aideront à identifier tous les composants d’un système de compression d’air. Un profil de pression révèle les pertes de charge dans le système, ce qui devrait fournir une rétroaction pour le réglage des commandes. Pour compléter un profil de pression, vous devrez prendre des mesures de l’entrée du compresseur, du différentiel entre le séparateur air / lubrifiant et de l’inter-étage sur les compresseurs à plusieurs étages. En enregistrant les pressions du système et le débit d’air, vous pouvez déterminer les perturbations du système, les charges intermittentes, les modifications du système et les conditions générales. Les variations de pression et de débit d’air peuvent être gérées avec les commandes du système pour minimiser l’impact sur la production.
6. Utiliser un stockage d’air comprimé. Le stockage peut contrôler les événements de demande pendant les pics de demande en réduisant le taux de décroissance et la quantité de chute de pression. Il peut également protéger les opérations critiques contre d’autres événements du système en éteignant un compresseur si nécessaire.

Minimiser la chute de pression

Les chutes de pression se produisent lorsque l’air comprimé traverse le système de distribution. Des chutes de pression excessives peuvent entraîner des performances médiocres et une consommation d’énergie élevée. Les chutes de pression en amont du signal du compresseur entraînent une pression de fonctionnement plus faible pour l’utilisateur final. Cela nécessite des pressions plus élevées pour respecter les paramètres de contrôle du compresseur. Avant d’ajouter de la capacité ou d’augmenter la pression du système, assurez-vous de réduire les pertes de charge dans le système. L’équipement à air comprimé doit fonctionner à la pression de fonctionnement efficace la plus basse pour de meilleurs résultats.

Voici les moyens de réduire les pertes de charge:

• Maintenir une conception correcte du système. La raison la plus courante de chute de pression excessive est l’utilisation d’une taille de tuyau inadéquate entre le collecteur de distribution et l’équipement de production. Cela peut se produire si vous choisissez la tuyauterie en fonction de la demande moyenne d’air comprimé attendue sans tenir compte du débit maximal.
• Maintenir l’équipement de filtration et de séchage de l’air pour minimiser l’humidité.
• Assurez-vous que les filtres sont exempts de saleté qui limite le débit d’air et provoque des pertes de charge. L’entretien et le remplacement rapides des éléments filtrants sont essentiels pour réduire la chute de pression.
• Choisissez des séparateurs, des sécheurs, des filtres et des refroidisseurs avec la perte de charge la plus faible possible. Un différentiel de pression typique pour un filtre, un tuyau et un régulateur de pression est un différentiel de 7 livres par pouce carré (psid).
• Choisissez des régulateurs, des flexibles, des lubrifiants et des raccords offrant les meilleures performances au différentiel de pression le plus bas.
• Réduisez la distance parcourue par l’air dans le système d’air comprimé.

De nombreux outils peuvent fonctionner efficacement avec une alimentation en air de 80 livres par jauge de pouce carré (psig) ou moins. En réduisant la pression de décharge du compresseur d’air, vous pouvez réduire les taux de fuite, améliorer la capacité et économiser de l’argent. La réduction de la pression de fonctionnement peut toutefois nécessiter des modifications des régulateurs de pression, des filtres et de la taille du stockage. Gardez à l’esprit que si la pression du système tombe en dessous des exigences minimales, l’équipement peut ne plus fonctionner correctement.

La réduction des pertes de charge permet à un système de fonctionner plus efficacement à des pressions plus basses. Pour les machines qui utilisent de grandes quantités d’air comprimé, l’utilisation de l’équipement à des niveaux de pression plus bas peut permettre d’importantes économies d’énergie. Des composants tels que des bouteilles d’air plus grandes peuvent être nécessaires pour maintenir un bon fonctionnement à des niveaux de pression plus bas, mais les économies d’énergie devraient dépasser le coût de l’équipement supplémentaire.

Entretien de votre compresseur

Des systèmes de compression d’air mal entretenus peuvent entraîner un gaspillage d’énergie et d’argent. Il est donc important de vérifier constamment les fuites, l’usure prématurée et l’accumulation de contaminants dans vos systèmes.

1. Corriger les fuites. L’air gaspillé est la principale cause de perte d’énergie dans les systèmes de compression d’air, gaspillant jusqu’à 20 à 30% de la production d’un compresseur. Même de petites fuites peuvent être très coûteuses, car de grandes quantités d’air fuient avec le temps si elles ne sont pas corrigées. Gardez à l’esprit que la perte d’air est proportionnelle à la taille de la fuite et à la pression d’alimentation dans le système.

Les fuites gaspillent non seulement de l’énergie, mais elles provoquent également des baisses de pression du système qui rendent les outils pneumatiques moins efficaces. Ce manque de pression signifie que l’équipement fonctionnera plus longtemps pour obtenir les mêmes résultats. Une durée de fonctionnement accrue signifie également une maintenance supplémentaire et même des temps d’arrêt.

La détection et la réparation des fuites peuvent réduire la perte d’énergie à moins de 10% de la puissance du compresseur. Des fuites peuvent être trouvées n’importe où dans le système d’air comprimé, mais la plupart des fuites se produisent dans les régulateurs de pression, les purgeurs de condensat ouverts et les vannes d’arrêt, les déconnexions, les joints de tuyaux, les produits d’étanchéité, les raccords, les tuyaux, les tubes et les raccords.

Pour estimer la fuite dans votre système d’air comprimé, prenez des mesures qui détermineront le temps nécessaire au chargement et au déchargement du compresseur. Les fuites d’air activeront et arrêteront le compresseur en raison des pertes de charge causées par les fuites. Calculez le pourcentage de fuite totale en utilisant le formulaire suivant : Fuite (%) =. Dans un système bien entretenu, le pourcentage devrait être inférieur à 10%. Un système mal entretenu révélera des fuites de 20% ou plus.

• Détection des fuites. Un détecteur acoustique à ultrasons offre la meilleure chance de localiser les fuites en reconnaissant les sifflements. Les détecteurs à ultrasons offrent l’avantage de la vitesse, de la précision, de la facilité d’utilisation, de la polyvalence et de la possibilité d’exécuter des tests pendant le fonctionnement de l’équipement.

Si vous n’avez pas de détecteur de fuite à ultrasons, vous pouvez appliquer de l’eau savonneuse avec des pinceaux sur les points susceptibles de causer des problèmes.

• Réparation des fuites. Une fois que vous avez localisé une fuite, la réparer peut simplement être une question de resserrement des connexions. Cependant, il peut également être nécessaire de remplacer les raccords, les sections de tuyaux, les tuyaux, les joints, les pièges, les raccords et les drains. Assurez-vous de les installer avec le mastic de filetage approprié.

Jusqu’à ce que vous puissiez réparer une fuite, vous pouvez réduire les fuites en abaissant la pression dans le système d’air comprimé. Stabilisez la pression du collecteur du système à la plage la plus basse pour minimiser le taux de fuite.

• Prévention. Un programme de prévention des fuites approprié peut aider à identifier et à traiter les fuites futures. Cela aidera également à maintenir un système de compression d’air efficace, stable et rentable. Un programme de prévention des fuites peut être bénéfique en procédant comme suit:
  • Déterminez le coût des fuites d’air. Cela servira de référence pour déterminer l’efficacité des réparations.
  • Identifier les fuites. Bien qu’un détecteur de fuite acoustique à ultrasons soit le plus efficace, un compteur portatif peut également aider à identifier les fuites.
  • Documentez les fuites. Documentez la taille, l’emplacement, le type et le coût estimé d’une fuite afin de pouvoir suivre où et comment les fuites se produisent.
  • Priorisez les fuites plus importantes.
  • Ajustez les commandes pour maximiser la consommation d’énergie.
  • Réparations de documents. Une telle documentation peut indiquer l’équipement qui peut causer des problèmes récurrents.
  • Examens périodiques. Des contrôles périodiques aideront à maintenir l’efficacité de votre système.

1. Changer les filtres. Des filtres sont utilisés pour s’assurer que l’air pur atteint les utilisateurs finaux. La poussière, la saleté et la graisse peuvent obstruer les filtres, entraînant une baisse de la pression d’air du système. Si les filtres ne sont pas nettoyés, les pertes de charge peuvent nécessiter plus d’énergie pour maintenir la même pression. Assurez-vous également d’utiliser des filtres à faible perte de charge, à longue durée de vie et des filtres de taille en fonction du débit maximal.
2. Entretien. Assurez-vous que des procédures sont en place pour l’entretien du système d’air comprimé et que les employés sont correctement formés à ces procédures. Cela devrait permettre au système de fonctionner efficacement pendant des années à venir.

Heureusement, il existe de nombreuses approches pour améliorer l’efficacité de votre système d’air comprimé. Avec une maintenance adéquate, il n’y a aucune raison pour que votre système ne puisse pas réaliser des économies et des performances élevées.

Les compresseurs d’air efficaces de Quincy

Quincy peuvent assurer des performances élevées et une consommation d’énergie minimale avec des options d’économie d’énergie sur sa ligne. L’efficacité énergétique se traduit par des économies de coûts pour votre entreprise.

Compresseurs à Vitesse Variable. La famille de compresseurs à vitesse variable Quincy QGV®️ offre une conception économe en énergie sur la plage de fonctionnement la plus large. Nos variateurs de vitesse (VSD) régulent automatiquement la vitesse pour s’assurer que la sortie du compresseur correspond à la demande, offrant des économies d’énergie de 35% par rapport aux compresseurs à vis rotatifs à vitesse fixe conventionnels.

Contrôle de capacité variable. La technologie brevetée Power XT ync ™ de Quincy offre un compresseur de contrôle de capacité variable plus efficace pour les opérations nécessitant un débit de 50% à 100%. Si la capacité totale du compresseur n’est pas si souvent nécessaire, Power$ync ™ peut facilement réduire le débit d’air. Nos compresseurs à contrôle de capacité variable offrent des économies d’énergie de 30% par rapport aux compresseurs à vis rotatifs conventionnels.

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