Comment choisir le bon compresseur d'air pour votre entreprise
Il y a quelques mois, nous avons reçu un appel d'un directeur d'usine dont la facture d'électricité avait grimpé bien au-delà de ce à quoi on s'attendait après l'installation d'un nouveau compresseur. Sur le papier, tout semblait bien. L’unité avait une capacité suffisante, la pression nominale correspondait à la fiche technique et la production n’avait pas manqué un battement.
Il s'est avéré que le compresseur n'était pas le problème. Celui qui a conçu le système l’avait dimensionné pour la demande de pointe absolue de l’usine et s’était arrêté là – sans jamais regarder ce qui se passait le reste de la journée, lorsque la demande était beaucoup plus faible et que le compresseur fonctionnait toujours, mais ne faisait pas beaucoup de travail utile.
Nous voyons cela plus souvent que vous ne le pensez.
Choisir le bon compresseur ne consiste pas vraiment à faire correspondre un moteur à un numéro sur une fiche technique. Il s’agit de comprendre ce qui arrive à cet air à partir du moment où il est comprimé jusqu’au moment où il est utilisé – et un système réellement bien conçu maintient une pression constante, fonctionne de manière fiable et ne gaspille pas d’énergie.
Commencez par le processus, pas par le compresseur
Avant même d’examiner les modèles de compresseurs, vous devez comprendre ce qui consomme réellement l’air.
Il n’existe pas deux usines ayant la même courbe de demande. Une ligne fonctionnant 24 heures sur 24 est un problème complètement différent de celui d'un atelier où quelques outils pneumatiques sont utilisés quelques heures par jour. Donc, avant que quiconque spécifie un équipement, cela vaut la peine d’y travailler.
Supposons qu'une usine fonctionne à 7 bars, atteint une moyenne de 18 m³/min, mais atteint 30 m³/min en pointe, pendant 6 000 heures par an. Si vous dimensionnez le système pour ce pic de 30 m³/min et que vous le dites terminé, vous avez construit quelque chose qui passe la majeure partie de sa durée de vie à fonctionner bien en dessous de son niveau d'efficacité. Le véritable travail consiste à équilibrer ce qui se passe au sommet et ce qui se passe à l'autre.90%de l'époque.
Ne présumez pas que plus c'est gros, mieux c'est
C’est probablement l’erreur la plus courante que nous rencontrons : dimensionner pour le pire des cas et rien d’autre.
Un compresseur plus gros vous donne de la marge, bien sûr. Mais s’il passe la plupart de son temps à flâner dans sa plage de fonctionnement efficace, vous payez pour cette marge toutes les heures, que vous en ayez besoin ou non. Prenez une unité de 110 kW dimensionnée pour un pic de 25 m³/min : si la moyenne réelle de l'usine est de 12 à 15 m³/min, ce compresseur va passer beaucoup de temps à se décharger ou à fonctionner de manière inefficace. Ajoutez à cela quelques milliers d’heures et vous obtenez de l’argent réel.
Ce que nous examinons en réalité, c'est la demande moyenne, la demande minimale, la durée des pics, le modèle de charge/décharge et le type de contrôle utilisé par le compresseur.
La plupart du temps, la meilleure solution n’est pas un gros compresseur, mais deux ou trois travaillant ensemble. Une unité à vitesse fixe gérant la charge de base constante, une unité à vitesse variable suivant les oscillations et quelque chose tenu en réserve en cas de casse. Cette combinaison a tendance à suivre la demande réelle bien mieux qu’une seule machine surdimensionnée ne le fera jamais.
La pression coûte plus cher que ce que les gens pensent
Tout le monde fait attention au flux d’air. La pression est ignorée, et elle ne devrait pas le faire.
Augmenter la pression de refoulement demande plus d’énergie, point final. Et de nombreuses usines fonctionnent à une pression plus élevée que ce dont elles ont réellement besoin – non pas parce que la production l’exige, mais parce que le système de distribution présente des fuites, est sous-dimensionné ou est mal aménagé, et que faire monter le compresseur est le moyen le plus simple de compenser.
Supposons qu'un processus n'ait besoin que de 7 bars au point d'utilisation, mais que le compresseur fonctionne à 8,5 bars juste pour compenser les pertes en cours de route. Ces 1,5 bars supplémentaires n’aident personne en aval : ils ne font que payer pour une mauvaise tuyauterie, des filtres obstrués, un trop grand nombre de raccords ou un trajet de distribution trop long au départ.
En règle générale, chaque barre supplémentaire de pression de refoulement ajoute environ 6 à 10 %.7%à votre facture d'énergie. Une bonne pratique consiste à maintenir la chute de pression totale dans le système de distribution sous environ 0,3 à 0,5 bar. La plupart des plantes que nous avons mesurées dépassent largement cette limite sans s’en rendre compte.
Les fuites sont là où va réellement l’argent
Nous avons visité de nombreuses installations dotées d'un compresseur parfaitement fonctionnel et efficace, ainsi que d'un système de distribution qui laisse échapper de l'air par une douzaine de raccords que personne n'avait examinés depuis des années.
Une seule fuite ne semble pas grand-chose. Faites-le fonctionner en continu pendant un an et cela s’accumule rapidement.
Voici une idée approximative de l'échelle : un trou de 3 mm à une pression de ligne de 7 bars perd généralement environ 1 m³/min d'air libre. Exécutez cela en continu pendant 6 000 heures par an et vous obtenez environ 360 000 m³ d’air gaspillé. Avec une consommation typique de 0,11 à 0,13 kWh par m³ pour un système à 7 bars, cela représente environ 4 000 à 5 000 kWh par an pour une seule fuite – et la plupart des usines en ont plusieurs.
Avant que quiconque commence à parler de remplacement du compresseur, cela vaut la peine de parcourir l’usine et de vérifier :
- Raccordements de tuyaux
- Raccords rapides
- Vannes
- Outils et équipements pneumatiques
- Des lignes qui ne sont même plus utilisées
La moitié du temps, la mise à niveau la moins chère disponible consiste simplement à réparer ce qui existe déjà.
La qualité de l’air dépend entièrement de ce que vous en faites
L'air comprimé semble propre à la sortie de la conduite. Ce n’est pas le cas. L’air ambiant transporte l’humidité et l’huile, et la compression concentre tout cela.
L’importance de cela dépend du travail. La fabrication générale peut généralement se contenter d’une filtration de base et de l’élimination de l’humidité. Les lignes de peinture ont besoin d'être plus sèches et plus propres pour éviter les défauts de surface. Les travaux alimentaires et pharmaceutiques nécessitent souvent un air entièrement exempt d’huile. La fabrication de produits électroniques devient encore plus stricte en matière de contamination.
Passer de l'air comprimé brut à quelque chose d'utilisable signifie généralement des sécheurs (réfrigérés ou déshydratants), des filtres de conduite, des séparateurs huile-eau, des récepteurs et un moyen de surveiller le tout. Le compresseur n’est que le point de départ : tout ce qui suit décide si cet air est réellement utilisable.
L'étiquette de prix est le plus petit nombre dans cette décision
De nombreux acheteurs se concentrent sur le prix d’achat et s’arrêtent là. Pour les compresseurs industriels, ce chiffre représente généralement la partie la moins importante du coût total.
C’est dans l’énergie que va l’argent réel. Faites fonctionner un compresseur de 90 kW pendant 6 000 heures par an pendant dix ans, et le coût de l’électricité pendant cette durée de vie éclipse ce que vous avez payé pour la machine. Ce qui signifie également qu’une légère amélioration de l’efficacité, cumulée sur une décennie, finit par avoir beaucoup plus d’importance que ce à quoi les gens s’attendent.
Lorsque nous calculons correctement les chiffres, nous examinons le prix d’achat, la consommation d’énergie, la maintenance, les pièces, le service et la durée de vie prévue – ensemble, et non le prix d’achat seul.
Le compresseur le moins cher à l’achat est rarement celui le moins cher à faire fonctionner.
La fiabilité n'est pas facultative
Dans de nombreuses usines, si l’air comprimé s’arrête, la production s’arrête avec lui. L'équipement s'arrête, la qualité peut baisser et l'horloge commence à fonctionner pendant les temps d'arrêt.
Le coût réel d’une panne de compresseur n’apparaît presque jamais sur la facture de réparation. Cela apparaît dans ce qui n’a pas été produit pendant que la ligne était en panne.
C'est pourquoi la planification de la fiabilité ne se limite pas à la fiche technique, mais s'intéresse notamment à l'historique réel du compresseur, à la rapidité avec laquelle l'entretien peut être effectué sur site, à la disponibilité réelle des pièces et au type de surveillance à distance et de maintenance préventive mis en place.
Construire là où va l'entreprise, pas seulement là où elle se trouve
Un système dimensionné exactement pour répondre à la demande actuelle a tendance à devenir un problème dans deux ou trois ans, une fois que la production augmente ou que de nouveaux équipements sont ajoutés.
Il vaut la peine de se poser la question avant de finaliser quoi que ce soit : la capacité est-elle susceptible d’augmenter ? D’autres équipements pneumatiques arrivent-ils ? La demande va-t-elle devenir plus variable ? Y a-t-il même de la place dans la salle des compresseurs pour une deuxième unité sur toute la ligne ?
Planifier cela maintenant coûte presque toujours moins cher que de démolir plus tard un système sous-dimensionné.
Cela dépend du système dans son ensemble, pas de la plaque signalétique
Le choix d'un compresseur n'a jamais vraiment consisté à faire correspondre un nombre de kW à une tâche. Il s’agit de comprendre comment cette machine s’intègre dans le processus, le bâtiment et l’activité qui l’entoure.
Un système qui fonctionne réellement bien vous offre une pression stable, le bon débit d’air, une faible consommation d’énergie, une réelle fiabilité, une maintenance gérable et une marge de croissance.
Le bon compresseur n’est pas le plus gros du marché. Il s’agit d’une solution adaptée à ce dont l’entreprise a réellement besoin : fonctionner de manière efficace, fiable et cohérente, aussi longtemps qu’elle est en service.
Si vous n'êtes pas sûr de la situation de votre propre système, un audit de l'air (profil de demande réel, chute de pression, charge de fuite, tous mesurés plutôt que supposés) est généralement le moyen le plus rapide de savoir si le problème vient du compresseur ou de tout ce qui en dépend.
Nous voyons cela plus souvent que vous ne le pensez.
Choisir le bon compresseur ne consiste pas vraiment à faire correspondre un moteur à un numéro sur une fiche technique. Il s’agit de comprendre ce qui arrive à cet air à partir du moment où il est comprimé jusqu’au moment où il est utilisé – et un système réellement bien conçu maintient une pression constante, fonctionne de manière fiable et ne gaspille pas d’énergie.
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Cas appliqués connexes
Foire aux questions
Presque toujours, une lente chute de pression s’accumule dans le système de distribution – un filtre bouché ou une nouvelle fuite. Vérifiez d’abord la pression différentielle du filtre.
Pas nécessairement. Souvent, le compresseur dispose d'une capacité inutilisée et la nouvelle conduite n'a besoin que de sa propre tuyauterie de taille appropriée.
Vérifiez le point de consigne de pression par rapport à ce qu’il était auparavant. Les techniciens le font parfois "pour des raisons de sécurité" sans le signaler.
Examinez la ventilation de la salle des compresseurs avant l’unité elle-même – ceci est courant lorsqu’un deuxième compresseur ou un autre équipement s’installe à proximité.
Il s'agit généralement d'un sèche-linge qui ne correspond pas au débit d'air réel ou d'un drain récepteur qui ne fonctionne plus. Cela vaut également la peine de vérifier les conditions ambiantes saisonnières.
