Comment dimensionner et installer correctement un système de compresseur d'air à vis

Le dimensionnement correct d'un système de compresseur d'air commence par une compréhension précise de la demande d'air et de la chute de pression du système. La demande d'air fait référence au volume d'air comprimé requis par les utilisateurs-finaux du système, tandis que la chute de pression du système est la perte de pression lorsque l'air circule dans les tuyaux, les filtres, les sécheurs et d'autres composants.
Calcul de la demande en air
Pour calculer la demande d'air, le débit total est généralement exprimé en pieds cubes standard par minute (SCFM) ou en litres par seconde (L/s). Il est essentiel de prendre en compte tous les équipements-consommateurs d'air du système, y compris les outils, les machines et les dispositifs pneumatiques. Cela peut être fait en additionnant les demandes individuelles de tous les équipements connectés.
Demande de pointe : identifiez la demande d'air maximale en analysant le pire des cas-lorsque tous les équipements fonctionnent simultanément.
Demande moyenne : Il s'agit du taux de consommation soutenu pendant un fonctionnement régulier. Il est souvent calculé à l’aide des données d’exploitation des équipements.
Calcul de la chute de pression du système
La chute de pression se produit lorsque l'air circule dans le réseau de canalisations et d'accessoires. Des facteurs tels que la taille des tuyaux, leur longueur, le nombre de coudes et les raccords contribuent tous à la perte de pression totale. Une règle générale consiste à maintenir une chute de pression ne dépassant pas 10 % de la pression de fonctionnement du compresseur pour garantir une efficacité optimale.

Formule pour la chute de pression :
Chute de pression (bar)=f×LD×(QD)2\\text{Chute de pression (bar)}=f \\times \\frac{L}{D} \\times \\left( \\frac{Q}{D} \\right)^2Chute de pression (bar)=f×DL​×(DQ​)2 Où :
fff=facteur de friction
LLL=longueur de tuyau
DDD=diamètre du tuyau
QQQ = débit d'air
Dans ce calcul, le choix du diamètre de tuyau approprié est crucial pour éviter des pertes de charge excessives. Un diamètre plus grand réduira le facteur de friction et minimisera les pertes, mais cela entraînera également des coûts initiaux plus élevés.

Un système de tuyauterie-bien conçu est essentiel pour garantir l'efficacité et la longévité du système de compresseur d'air. Il est important de minimiser les pertes par friction, d’éviter l’accumulation d’humidité et de permettre un accès facile pour l’entretien.
Dimensionnement de la tuyauterie
Le dimensionnement des tuyaux est basé sur le débit d’air requis et la chute de pression admissible. L'utilisation du bon matériau de tuyau (généralement de l'acier ou de l'aluminium) et du bon diamètre peut réduire les chutes de pression et éviter d'endommager le système. Les diamètres des tuyaux sont généralement déterminés par la demande d’air au point le plus éloigné du système.

Acheminement et disposition des tuyaux
Minimisez les longueurs et les courbures : plus le tuyau est court et droit, moins il y a de perte de friction et de turbulence de l'air. Évitez les coudes inutiles ou les virages serrés, qui augmentent les pertes par frottement.
Nivelez les tuyaux : assurez-vous que les tuyaux sont installés avec une légère pente descendante pour éviter l'accumulation d'eau, ce qui pourrait endommager l'équipement en aval.
Disposition principale en anneau : Une disposition principale en anneau est souvent utilisée pour les systèmes plus grands, car elle assure une distribution uniforme de l'air et réduit le risque de déséquilibres de pression.
Installation de vannes d'isolement
Une installation correcte des vannes d'isolement aux points critiques permet une isolation facile pour l'entretien et les réparations. Ceci est particulièrement important lorsqu'une partie du système doit être entretenue sans arrêter l'ensemble du réseau.

Les sécheurs d'air, les filtres et les réservoirs de stockage jouent un rôle essentiel pour garantir la qualité et l'efficacité des systèmes d'air comprimé.
Sécheurs d'air
Les sécheurs d'air sont essentiels pour éliminer l'humidité de l'air comprimé. L'humidité peut provoquer la corrosion des équipements et obstruer les outils pneumatiques. Les types courants incluent :
Sécheurs réfrigérants : ils refroidissent l’air, condensent l’humidité et l’évacuent.
Sécheurs par adsorption : utilisez des matériaux-absorbant l'humidité pour éliminer la vapeur d'eau.
Le choix du type de sécheur dépend du point de rosée requis, des conditions ambiantes et du niveau d'humidité de l'air.

Filtres
Les filtres sont essentiels pour éliminer les contaminants, tels que la saleté, l'huile et les particules, de l'air comprimé. Selon l'application, différents types de filtres (filtres coalescents, filtres à particules, etc.) peuvent être utilisés. L'emplacement des filtres est également important ; ils doivent être installés en aval du compresseur mais avant tout équipement critique.
Réservoirs de stockage
Les réservoirs de stockage amortissent les fluctuations de la demande en fournissant une réserve d'air comprimé. Cela permet d’éviter un cycle excessif du compresseur. Lors du choix d’un réservoir, il est important de considérer :
Volume du réservoir : Une ligne directrice générale consiste à dimensionner le réservoir en fonction de la puissance du compresseur, avec une période tampon de 1 à 2 minutes.
Pression nominale : Assurez-vous que le réservoir est conçu pour la pression de fonctionnement maximale du système.

Le contrôle du bruit et des vibrations est souvent négligé mais est essentiel à la longévité du système de compresseur et à la sécurité de l'environnement de travail.
Contrôle du bruit
Les compresseurs, en particulier les compresseurs à vis-, génèrent des niveaux de bruit élevés pendant leur fonctionnement. La clé du contrôle du bruit comprend :
Enceintes insonorisées : L’installation de compresseurs dans des enceintes ou des pièces insonorisées peut réduire considérablement les niveaux de bruit.
Barrières acoustiques : L’utilisation de panneaux acoustiques autour du compresseur peut réduire le bruit.
Emplacement : placer le compresseur à l'écart des zones de travail ou dans des zones où le bruit ne perturbera pas les opérations permet d'atténuer les problèmes liés au bruit-.

Isolation des vibrations
L'isolation des vibrations est essentielle pour éviter d'endommager le compresseur et les équipements environnants. Les supports antivibratoires, les coussinets et les tuyaux flexibles sont couramment utilisés pour absorber les vibrations. De plus, s’assurer que le compresseur est correctement ancré sur une fondation solide et plane minimisera les vibrations et le bruit.

Une fois le système de compresseur installé, une mise en service et des tests de performances appropriés doivent être effectués pour vérifier que tous les composants fonctionnent comme prévu.
Vérifications préalables à la-mise en service
Avant de démarrer le système, vérifiez toutes les connexions, serrez les boulons, vérifiez les niveaux d'huile et assurez-vous que le câblage électrique est correct. Assurez-vous que tous les composants tels que les filtres, les sécheurs et les vannes sont installés correctement.
Tests de performances
Lors de la mise en service, le système doit subir plusieurs tests de performances, notamment :
Test de fuite : assurez-vous qu'il n'y a pas de fuite d'air dans le système en mettant le réseau sous pression et en vérifiant avec de l'eau savonneuse ou des détecteurs spécialisés.
Test de pression et de débit : vérifiez que le système fournit le débit d'air requis à la pression correcte.
Tests d'efficacité : vérifiez la consommation d'énergie du compresseur pour vous assurer qu'il fonctionne efficacement, idéalement en utilisant des instruments pour mesurer la consommation d'énergie spécifique.
Après-examen de la mise en service
Une fois le système mis en service et testé, un examen post-mise en service doit être effectué pour évaluer les performances du système et identifier les problèmes potentiels. Cet examen doit inclure une formation des opérateurs sur les procédures de maintenance de routine et le dépannage.

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