Formule de calcul de la consommation électrique d’un compresseur d’air

Formule principale: calcul basé sur la puissance et le temps

La consommation électrique d’un compresseur d’air correspond, par définition, à l’énergie électrique qu’il consomme sur une période donnée; le calcul le plus simple consiste à multiplier la puissance d’entrée par la durée de fonctionnement.

Formule:Consommation d’électricité (kWh) = Puissance d’entrée (kW)×Temps de fonctionnement (h)

• Si l’on peut mesurer directement la puissance d’entrée du moteur ou de l’appareil dans son ensemble, il suffit de la substituer dans la formule.
• Lorsque la plaque signalétique ne indique que la puissance nominale, celle-ci peut généralement servir de référence approximative en régime de pleine charge.
• En cas de besoin d’une comptabilisation précise, il est recommandé de se fier aux relevés du compteur électrique, du compteur d’énergie ou du système de suivi de la consommation énergétique.

Considérer le taux de charge ainsi que les opérations de chargement et de déchargement

En service réel, le compresseur d’air n’est pas toujours en régime de pleine charge. Les fluctuations de la consommation d’air, les réglages de pression et les modes de régulation influencent tous la puissance d’entrée moyenne; il est donc possible d’introduire un facteur de charge pour effectuer une estimation.

Formule d’estimation:Consommation électrique réelle ≈ Puissance d’entrée nominale × Taux de charge moyen × Durée de fonctionnement

• Les modèles à charge et décharge à fréquence industrielle fonctionnent près de la pleine charge pendant la phase de charge, tout en présentant des pertes à vide lors de la phase de décharge.
• Les modèles à variation de fréquence adaptent la vitesse de rotation en fonction du débit d’air, ce qui assure une régulation plus continue du taux de charge.
• En l’absence de données mesurées, le taux de charge ne peut être utilisé que comme une estimation empirique et ne doit pas servir directement de base pour la facturation.

Estimation selon le volume de déplacement et la puissance spécifique

Si l’on connaît le débit d’air et la puissance spécifique du compresseur, il est également possible d’estimer la consommation d’énergie électrique à partir du débit de production d’air. La puissance spécifique correspond généralement à la puissance d’entrée par unité de débit d’air.

Formule:Consommation d’énergie (kWh) ≈ Puissance spécifique (kW /(m³/min))×Volume total d’échappement(m³)÷60

On peut également commencer par calculer la puissance d’entrée moyenne: puissance d’entrée (kW)≈Puissance spécifique(kW /(m³/min))×Volume d’échappement moyen(m³/min), puis multiplié par la durée de fonctionnement.

Lors de l’utilisation de cette méthode, il convient de veiller à la cohérence des paramètres tels que le débit d’échappement, la pression et la température; les résultats peuvent varier selon les conditions de fonctionnement.

Estimation par la tension et le courant

Sur le terrain, si l’on peut mesurer la tension, le courant et le facteur de puissance d’un moteur triphasé, il est possible d’estimer d’abord la puissance électrique d’entrée, puis de calculer la consommation d’énergie.

Estimation de la puissance d’entrée triphasée:Puissance d’entrée (kW)≈√3×tension(kV)×courant(A)×Facteur de puissance

Si l’unité de tension est le volt (V), le résultat du calcul doit être divisé par 1 000 pour être exprimé en kilowatts (kW). Si l’on souhaite également analyser la puissance de sortie du moteur ou la puissance sur l’arbre de la machine principale, il convient d’intégrer l’efficacité du moteur et l’efficacité de la transmission.

Facteurs influençant les résultats du calcul

• Réglage de la pression de refoulement: plus la pression est élevée, plus la consommation d’énergie est généralement élevée.
• Température d’admission et altitude: les variations des conditions d’admission influencent la capacité réelle de débit d’échappement ainsi que la consommation d’énergie.
• Fuites dans le réseau de tuyauteries: les fuites entraînent un gaspillage d’air comprimé et augmentent la consommation d’électricité.
• Fluctuations de la consommation d’air comprimé: des cycles fréquents de mise en marche et d’arrêt, ou un fonctionnement à faible charge, peuvent affecter la consommation moyenne d’énergie.
• État d’entretien: le colmatage des éléments tels que les filtres, les séparateurs huile‑air et les échangeurs de chaleur peut entraîner une augmentation des pertes.

Exemple de calcul simple

Supposons qu’une certaine compresseur d’air ait une puissance d’entrée moyenne réelle de 45 kW et fonctionne 8 heures par jour; sa consommation électrique quotidienne serait alors d’environ 45 × 8 = 360 kWh.

Supposons en outre que la puissance nominale d’entrée soit de 55 kW, que le facteur de charge moyen soit de 80 % et que l’appareil fonctionne pendant 10 heures; on estime alors que la consommation d’énergie sera d’environ 55 × 0,8 × 10 = 440 kWh.

Les méthodes de calcul ci‑dessus conviennent aux estimations préliminaires et aux analyses d’économie d’énergie. Pour des évaluations officielles, la répartition des coûts ou la validation des résultats en matière d’économie d’énergie, il est recommandé d’utiliser des données de comptage de l’énergie électrique ayant fait l’objet d’une vérification.