Ne vous contentez pas de produire de l'air…Stockez-le !

La planification de votre système de compresseur serait tellement plus facile si la demande était constante. Configuration de compresseur simple. Tuyauterie simplifiée.

Mais la plupart des conditions d'exploitation ne sont pas aussi simples ni constantes. Il y a des fluctuations dans la demande. Dans certaines conditions d'exploitation, des processus courts peuvent avoir des conséquences importantes sur les besoins totaux en air du système. Ces flux et reflux peuvent créer des difficultés sur le système du fait de la fluctuation de la pression de l'air comprimé. La confrontation d'un système à des variations de pression constantes et importantes peut conduire à :

• Usure et fatigue des compresseurs, des systèmes de traitement d'air et autres équipements
• Qualité d'air irrégulière
• Réduction de la qualité du produit
• Coûts d'exploitation élevés – favorisés par les pertes d'énergie

La plupart des systèmes d'air dans les usines ont une capacité suffisante en air comprimé. Le problème est dans la gestion de l'efficacité de distribution de cette capacité là où elle est nécessaire.

Imaginons une chaîne de production avec un processus qui utilise à intervalles réguliers 50 pieds cubiques d'air pendant 5 secondes. La conversion de cette demande en CFM donne :

50 pieds cubiques/5 secondes x 60 secondes/minute = 600 CFM

600 CFM correspond à un compresseur courant de 125 chevaux. Il est bien sûr possible d'envisager un compresseur de capacité adaptée à cette demande, mais il y a d'autres façons de répondre à ces besoins en air en augmentant notablement l'efficacité globale du système.

RÉPONSE À LA DEMANDE À PARTIR DU STOCKAGE

Dans notre exemple à pointe de consommation ci-dessus, la demande pourrait être satisfaite en fournissant 50 pieds cubiques d'air depuis le stockage dans la durée de 5 secondes, avant de compléter le stockage entre les pointes de demande. Si le temps entre les pointes est de 2 minutes, le compresseur équivalent est de 7,5 ch (au lieu de 125), ce qui représente des économies d'énergie potentiellement importantes pour un système à l'efficacité globale bien supérieure.

La Figure 1 présente une représentation graphique du flux et du reflux dans notre système d'exemple. La ligne noire pleine représente la demande moyenne du système, et les zones teintées en bleu et en rouge indiquent la demande en temps réel. Quand la demande réelle du système est en dessous de la capacité du système, le stockage se reconstitue. Pendant les pointes indiquées en rouge, le stockage du système sert à répondre aux crêtes temporaires de la demande.

Figure 1

STOCKAGE ET STOCKAGE UTILE

Le stockage du système, souvent envisagé comme un récipient ou un réservoir sous pression, offre par lui-même une valeur ajoutée limitée. Si la pression à l'entrée et à la sortie sont égales, il s'agit d'une chambre de tranquillisation. Un certain volume est stocké, mais il n'y a pas de stockage d'énergie utile. Quand de l'air quitte le réservoir de stockage, le volume restant dans le réservoir diminue et la pression d'air chute. L'utilisation efficace de l'air ne concerne pas seulement le volume de cet air, mais aussi une pression efficace minimale. Même si notre stockage fournit le volume d'air nécessaire, la chute de pression qui s'ensuit crée des problèmes.

L'ajout d'un régulateur de pression dans le circuit permet de créer une source d'énergie stockée dans le système. Le régulateur de pression s'adapte automatiquement pour stabiliser la pression en sortie du stockage. L'ajout de ce régulateur au système contribue au bon compromis entre pression et débit, ce qui stabilise les processus en amont et améliore les performances globales du système tout en optimisant le rendement énergétique.

PLANIFIER POUR RÉUSSIR

Une étude soigneuse de la totalité du système d'air comprimé – à la fois du côté demande et du côté fourniture – est le critère essentiel de réussite. Un audit d'air comprimé peut aider à identifier tous les paramètres spécifiques de votre usine et donner l'occasion de concevoir le système qui répondra le plus efficacement à vos besoins en air comprimé.

The Compressed Air Challenge donne quelques clés à garder à l'esprit pour évaluer la demande du système :

• Identifier les usages (d'air) relativement constants et qui ne nécessitent donc que peu de régulation.
• C'est encore plus important d’identifier les usages notables à caractère intermittent. Le débit moyen nécessaire sur une heure peut être très inférieur au débit de pointe sur quelques secondes ou minutes.
• Disposez un point de stockage secondaire au plus près du point de fort usage intermittent pour répondre aux demandes de pointe sans dépasser le débit moyen dans la tuyauterie de distribution principale.

Meilleurs pratiques pour les systèmes d'air comprimé, The Compressed Air Challenge®, Inc.

Bien que les détails de tuyauterie et de volume de stockage sortent du cadre de ce document, votre expert local en systèmes d'air comprimé pourra vous aider dans la conception du système qui répondra aux besoins de votre établissement. Et avec la bonne conception de système, vous pourrez optimiser l'efficacité de tous vos actifs de production.