Comment effectuer le calcul de la capacité d’un système d’air comprimé ? Consommation d’air, volume de stockage, perte de charge et choix du compresseur principal.

I. Évaluation précise de la consommation totale de gaz du système

La consommation d’air constitue la base du calcul de la capacité d’un système d’air comprimé. Lors du calcul de la consommation totale d’air, il convient de prendre en compte de manière globale les aspects suivants:

• Consommation nominale de gaz de l’équipement: Calculer la somme des consommations d’air nominale de tous les équipements pneumatiques, vérins et outils pneumatiques.
• Coefficient d’utilisation simultanée: Tous les équipements ne fonctionnent pas simultanément à pleine charge; il convient de multiplier la puissance nominale par un coefficient d’utilisation simultanée adapté aux conditions réelles d’exploitation.
• Volume de fuite du réseau de canalisationsLes réseaux de canalisations vieillissants ou les systèmes mal entretenus présentent des fuites, ce qui exige généralement d’ajouter un pourcentage déterminé du volume total de gaz consommé afin de compenser ces pertes.
• Marge d’extension future: Prendre en compte la planification future de la capacité de production de l’entreprise et prévoir une marge de sécurité adéquate en matière de consommation de gaz.

II. Détermination rationnelle du volume du réservoir de gaz

Le réservoir de gaz joue dans le système un rôle de tampon, de régulation de la pression et de refroidissement initial. Le calcul du volume de stockage doit respecter les principes suivants:

• Adaptation au débit d’air de la compresseurIl est généralement recommandé que le volume du réservoir de stockage d’air soit proportionné au débit d’échappement du compresseur, afin d’atténuer les pulsations du flux d’air.
• Gestion des pics de consommation de gaz: En cas de pics ponctuels de consommation de gaz, le volume du réservoir de stockage doit être augmenté de manière appropriée afin d’assurer un volume suffisant de gaz tampon avant la mise en charge du compresseur.
• Stabilité du systèmeUn réservoir de stockage d’air de grande capacité contribue à réduire les fréquentes mises en marche et arrêts du compresseur, ce qui permet d’abaisser la consommation d’énergie et de prolonger la durée de vie de l’équipement.

III. Calcul précis de la perte de charge dans le réseau de canalisations

La perte de charge influence directement le bon fonctionnement des équipements en bout de ligne; la perte de charge totale du système est composée des éléments suivants:

• Perte de charge le long de la canalisationCela dépend de la longueur de la canalisation, du diamètre des tuyaux, de la rugosité de la paroi intérieure ainsi que de la vitesse d’écoulement du gaz. Lors de la conception, il convient de raccourcir autant que possible les conduites, de réduire le nombre de coudes et de choisir un diamètre approprié afin d’abaisser la vitesse d’écoulement.
• Résistance locale: Pertes de charge engendrées par les accessoires tels que vannes, coudes, té, etc. Il est possible de réduire ces pertes locales en optimisant la configuration du réseau de tuyauterie.
• Perte de charge des équipements de post-traitementLes équipements de post‑traitement, tels que les filtres et les sécheurs, entraînent une perte de charge; il convient d’en cumuler les valeurs en se référant aux données techniques fournies par le fabricant.

IV. Sélection scientifique du serveur principal

Le choix du serveur détermine directement l’efficacité énergétique et la stabilité du système; il convient d’accorder une attention particulière aux paramètres suivants:

• Adéquation de la cylindréeLa capacité nominale de débit d’air des compresseurs doit être supérieure ou égale au débit total calculé du système, afin d’éviter que l’équipement ne fonctionne en permanence à pleine charge ou en surcharge.
• Réglage de la pression de refoulementLa pression nominale de refoulement du compresseur d’air doit être égale à la pression maximale requise par les équipements en bout de ligne, augmentée de la perte de charge totale du réseau de tuyauterie et de la perte de charge des équipements de traitement ultérieur. Une pression de consigne trop élevée entraîne un gaspillage d’énergie.
• Association entre la fréquence variable et la fréquence industriellePour les systèmes présentant d’importantes fluctuations de la consommation d’air comprimé, il est recommandé d’utiliser des compresseurs à vitesse variable comme équipement de modulation de pointe, tandis que des compresseurs à fréquence fixe assurent la charge de base, afin d’obtenir un rendement énergétique optimal.