Comment calculer la consommation d’air d’un compresseur ?

Qu’est-ce que la consommation d’air d’un compresseur d’air?

La consommation d’air d’un compresseur désigne généralement la quantité d’air comprimé consommée par le système d’utilisation au cours d’une unité de temps, l’unité couramment utilisée étant…m³/min,L/minOuNm³/minLors du calcul, il ne convient pas de ne prendre en compte qu’un seul cylindre ou un seul injecteur; il faut plutôt recenser l’ensemble des points d’utilisation de l’air comprimé et tenir compte des conditions de fonctionnement réelles ainsi que des modes de marche.

L’idée de base du calcul

• Équipements de mesure de la consommation de gaz:Énumérer tous les points d’utilisation de l’air comprimé, tels que les cylindres, les pistolets de pulvérisation, les dispositifs de purge, les vannes pneumatiques, les équipements d’emballage, etc.
• Confirmation de la consommation de gaz par appareil:Il convient de privilégier les valeurs de consommation d’air ou les paramètres de débit figurant dans les documents techniques de l’équipement, en les ramenant tous à la même pression et au même état.
• Détermination du coefficient d’utilisation:Tous les équipements ne fonctionnent pas simultanément à pleine charge; il est possible d’appliquer des corrections en tenant compte du taux d’utilisation simultanée, des équipes de travail et de la fréquence des mouvements.
• Marge de fuite et marge de sécurité:Le vieillissement des raccords de tuyauterie, des flexibles et des joints d’étanchéité augmente tous les pertes; il convient généralement d’ajouter une marge de sécurité.

Formules de calcul courantes

En l’absence de données détaillées, on peut procéder à une estimation selon la démarche suivante:

• Consommation totale de gaz:Q total = Σ (consommation de gaz d’un équipement × quantité × coefficient d’utilisation simultanée)
• Débit d’échappement requis par le système:Q demande = Q total × Coefficient de fuite × Coefficient de marge
• Conversion d’état:Les débits mesurés à des pressions et températures différentes doivent être ramenés à une même référence; on utilise couramment le débit en air libre ou le débit dans les conditions normales pour effectuer la comparaison.

Si l’on connaît le volume d’air consommé, le nombre de cycles et la durée du cycle, il est tout d’abord possible de calculer le volume d’air utilisé par cycle, puis de le convertir en débit volumétrique unitaire. Pour les charges de type vérin pneumatique, on peut procéder à une estimation en prenant en compte le diamètre du cylindre, la course, le nombre de mouvements alternatifs et la pression de charge.

Points clés sur la pression et les conversions d’unités

Le volume d’air comprimé varie en fonction de la pression. Lorsqu’on compare les consommations d’air, il convient de préciser s’il s’agit du débit d’air comprimé côté refoulement ou du débit d’air libre ramené à la pression atmosphérique normale. En effet, lorsque les conditions de pression diffèrent, une addition directe peut entraîner des erreurs. Il est recommandé, pour les calculs pratiques, de se référer à un même référentiel, par exemple le débit d’air libre couramment indiqué sur la plaque signalétique du compresseur.

Exemple d’étapes de calcul

• Première étape: établir la liste des points d’utilisation de l’air comprimé, en notant le nombre, la pression de service, la fréquence des cycles et la durée d’utilisation par cycle.
• Étape 2: Convertir le débit de chaque point d’utilisation en une même unité.
• Troisième étape: effectuer la somme en fonction des conditions d’utilisation simultanée afin d’obtenir la consommation moyenne ou la consommation maximale.
• Étape 4: Ajouter une marge pour les fuites, l’usure liée à la maintenance et les extensions futures.
• Étape 5: Vérifier que la pression de refoulement du compresseur d’air, le volume du réservoir d’air et les pertes de charge dans le réseau de tuyauteries répondent aux exigences du pic de consommation.

Sources courantes d’erreur

• On se contente d’additionner simplement le nombre d’appareils, en négligeant le coefficient de simultanéité.
• La distinction entre le débit d’air comprimé et le débit d’air libre n’a pas été établie.
• Négliger les charges de court durée à débit élevé, telles que le purgeage, le nettoyage et le soufflage intermittent.
• Les fuites de canalisation, les pertes aux raccords et la chute de pression n’ont pas été prises en compte.
• Le réservoir de gaz est trop petit, ce qui entraîne des fluctuations de pression lors des pics de consommation.

Points clés du calcul

La clé du calcul de la consommation d’air d’un compresseur est…Unité de référence, point de comptage gazier, distinction entre la valeur maximale et la valeur moyenne, marge de sécurité pour les fuites et les marges résiduellesLors du dimensionnement, il convient de procéder à une vérification en fonction des besoins de pointe, en tenant compte des exigences de pression, afin d’éviter de ne considérer que le débit total et de négliger les régimes de consommation élevée ponctuelle.