Une machine à vis à refroidissement par eau à fréquence variable peut-elle être alimentée par une pompe à eau à fréquence fixe ?

Faisabilité de l’association d’une machine à vis à vitesse variable refroidie par eau avec une pompe à débit fixe

Les machines à vis à eau refroidie à fréquence variable peuvent tout à fait être associées à des pompes à eau à vitesse fixe. Dans le circuit de circulation d’eau de refroidissement, la machine à vis assure la compression de l’air, tandis que la pompe transporte l’eau de refroidissement. Dès lors que le débit et la hauteur manométrique de la pompe à vitesse fixe répondent aux besoins de refroidissement de la machine à vis en régime pleine charge, le système peut fonctionner normalement. Toutefois, cette configuration présente certaines limites en termes d’efficacité opérationnelle et d’économies d’énergie.

Avantages de l’utilisation d’une pompe à fréquence fixe

• Faibles coûts d’investissement initiaux:Le coût d’acquisition des pompes à fréquence fixe et de leurs armoires de commande associées est nettement inférieur à celui des pompes à fréquence variable, ce qui les rend particulièrement adaptées aux projets aux budgets restreints.
• Système de contrôle simple:Les pompes à fréquence fixe ne nécessitent qu’un simple contrôle de mise en marche et d’arrêt, sans paramétrage complexe du variateur de fréquence, ce qui réduit sensiblement le seuil d’entrée en matière de maintenance ultérieure.
• Performances stables en régime de charge maximale:Lorsque le compresseur à vis fonctionne en charge pleine pendant une durée prolongée, la pompe à vitesse fixe assure un débit d’eau de refroidissement constant et stable.

Inconvénients potentiels liés à l’association avec une pompe à fréquence fixe

• Pertes énergétiques en fonctionnement partiel:Lorsque la consommation d’air varie, le compresseur à vis à refroidissement par eau à fréquence variable ajuste automatiquement sa vitesse, tandis que la pompe à eau à vitesse fixe fonctionne en permanence à sa puissance nominale. En régime de faible charge du compresseur, la pompe continue donc de tourner à pleine vitesse, entraînant un gaspillage d’énergie électrique.
• Fluctuation de la température de l’eau de refroidissement:À faible charge, un débit d’eau de refroidissement trop élevé peut entraîner une température de l’eau de refroidissement trop basse, compromettant l’efficacité de la lubrification et le rendement de fonctionnement du compresseur à vis, voire provoquer la condensation de gouttelettes d’eau.
• Les réseaux de canalisations subissent des chocs importants:Les pompes à fréquence fixe engendrent un coup de bélier lors du démarrage et de l’arrêt, ce qui exerce une certaine sollicitation mécanique sur le réseau de distribution d’eau de refroidissement et sur les vannes.

Optimisation du système et recommandations d’amélioration

Si, en raison du budget ou des contraintes existantes, il est nécessaire d’utiliser une pompe à vitesse fixe, il est possible d’optimiser le fonctionnement du système selon les modalités suivantes:

• Sélection raisonnable:Sélectionnez la pompe conformément aux exigences nominales en eau de refroidissement du compresseur à vis, afin d’éviter le surdimensionnement et de réduire les consommations énergétiques inutiles.
• Optimisation de la logique de contrôle:L’activation et la mise à l’arrêt de la pompe sont couplées à l’état de fonctionnement du compresseur à vis, afin que la pompe s’arrête avec un délai après l’arrêt du compresseur, évitant ainsi tout fonctionnement inutile.
• Installation d’une vanne de régulation en dérivation:Un robinet de régulation électrique est installé sur la conduite d’eau de refroidissement afin d’ajuster automatiquement le débit d’eau en fonction de la température d’échappement du compresseur à vis, palliant ainsi l’incapacité des pompes à vitesse fixe à moduler leur régime.
• Modernisation ultérieure par onduleur:Lorsque le système fonctionne de manière stable et que les ressources financières le permettent, il est recommandé d’équiper une pompe à vitesse constante d’un variateur de fréquence afin de la transformer en pompe à vitesse variable, afin de tirer pleinement parti du potentiel d’économie d’énergie des machines à vis refroidies par eau à fréquence variable.

Résumé des scénarios d’application

Les machines à vis refroidies par eau à fréquence variable, associées à des pompes à eau à vitesse fixe, conviennent aux situations où la demande en air comprimé est stable, où les compresseurs fonctionnent en permanence à forte charge et où le budget d’investissement initial est strict. Si la consommation d’air de l’usine varie fortement et que les exigences en matière d’économie d’énergie sont élevées, il est recommandé d’équiper également la pompe de refroidissement d’un variateur de fréquence, afin d’optimiser la consommation énergétique de l’ensemble du système d’air comprimé.