Guide technique de l'air comprimé - Kaeser Kompressoren AG

www.kaeser.comGuide techniquede l'air compriméNotions fondamentales, informations pratiques et conseils utiles

Connaissez-vous voscoûts d'air comprimé?Pour en avoir le coeur net, confiez-nous dès aujourd'hui l'analyse de votre profild'air comprimé (ADA).Vous trouverez également des informations détaillées dans les chapitres 11 à13 ou dans notre documentation „Analyse et Conseil“.Des informations utiles, conseils et outils pour une planification correctede votre alimentation en air comprimé sont par ailleurs donnés sur notre siteInternet :www.kaeser.com > Services > Conseil et Analyse

Sommaire04 1. Qu'est ce que l'air comprimé?06 2. Traitement économique de l'air comprimé08 3. Pourquoi sécher l'air comprimé?10 4. Purge fiable des condensats12 5. Traitement économique et fiable du condensat14 6. Gestion efficiente des compresseurs16 7. Commande par bande de pression :Adaptation des compresseurs à la consommation réelle d'air comprimé18 8. Economie d'énergie par la récupération de calories20 9. Eviter les pertes d'énergie (1) :Replanification du réseau d'air comprimé22 10. Eviter les pertes d'énergie (2) :Modernisation du réseau d'air comprimé24 11. Planification exacte des stations de compresseurs (1) :Analyse des besoins en air comprimé (ADA)26 12. Planification exacte des stations de compresseurs (2) :Détermination du concept le plus rentable28 13. Planification exacte des stations de compresseurs (3) :Détermination de la consommation réelle30 14. Planification exacte des stations de compresseurs (4) :Un refroidissement efficace : le refroidissement par air32 15. Exploiter efficacement les systèmes d'air comprimé :Optimisation des coûts et fiabilité durables

Avec l'air comprimé, il en vacomme dans la vie quotidienne:Un petit détail peut modifierson déroulement et il n'est pasrare que les petites causes produisentde grands effets, bonsou mauvais. Certaines choses1. Qu'est-ce que l'aircomprimé ?4. Puissance électrique absorbéeLa puissance électrique absorbée estla puissance que le moteur d'entraînementdu compresseur absorbe surle réseau électrique pendant une sollicitationmécanique de l'arbre moteur(puissance absorbée sur l'arbre). Elleest égale à la puissance absorbée surl'arbre plus les pertes de puissance dumoteur, électriques comme mécaniques,dues au frottement des paliers età la ventilation. La puissance absorbéeidéale au point nominal P se calculesuivant la formule:partir de 160 kW 4 à 5 % de la puissanceabsorbée. Les moteurs EPACTchauffant beaucoup moins, les pertesc) 6% de plus d'air comprimé avecmoins d'énergieLes faibles pertes calorifiques présententde plus l'avantage d'une meilleuremieux considérées peuvent êtredifférentes de celles vues aupremier abord. Ainsi, l'air comprimépeut être très cher, utilisédans des conditions peu favorablesou très rentable, utilisé dansdes conditions-cadres appropriées.Peut-être tirerez-vous àla longue un plus grand profitde nos conseils que de ceux devotre conseiller en placements.Pour commencer, nous consacronsce premier chapitre à ladéfinition de quatre termes dela technique de l'air compriméet à ce qu'il est nécessaire desavoir.1. DébitLe débit d'un compresseur est la quantitéd'air détendu que le compresseurcomprime et refoule dans le réseau.La mesure conforme de cette quantitéest fixée par les normes DIN1945, partie 1, Annexe F et ISO 1217,Annexe C. Par ailleurs il existe aussila recommandation PN 2 CPTC 2 deCAGI-Pneurop. Le procédé suivant estutilisé pour mesurer le débit: on mesurerad'abord la température, la pressiond'air atmosphérique et l'humidité del'air côté aspiration de la centrale. Lapression maximale de service, la tem-pérature de l'air comprimé et le volumed'air débité seront ensuite mesuréscôté refoulement de la centrale de compression.Enfin, on ramènera le volumeV2 mesuré à la sortie d'air compriméaux conditions d'aspiration à l'aide del'équation des gaz (voir graphique 1).Puissance nominale du moteurLe résultat de ce calcul correspond audébit de la centrale de compression. Ane pas confondre avec le débit du blocde compression (débit bloc).V 1=V 2x P 2x T 1T 2x F 1Attention:Les normes DIN 1945 et ISO 1217seules ne concernent que le débitdu bloc. Il en est de même de larecommandation PN 2 CPTC 1 deCAGI-Pneurop.2. Puissance absorbée sur l’arbremoteurC'est la puissance qui correspond autravail résistant de la machine, c'est àdire la puissance absorbée du compresseurmajorée de la puissance absorbéepar la transmsission. On appelle puissancenominale du moteur la puissancedisponible à 100% pour une utilisationtotale de rendement électrique et dufacteur de puissance cos φ, sans surchargedu moteur. Ces indications sontinscrites sur la plaque constructeur dumoteur électrique.Attention! Si la puissance absorbéesur l'arbre diffère trop de la puissancenominale du moteur, le compresseurne travaille pas de façon rentable et/ou risque une usure prématurée.3. Puissance spécifiqueLa puissance spécifique d'un compresseurest le rapport entre la puissanceélectrique absorbée et le volume d'airdébité à une pression donnée. Lapuissance électrique absorbée parun compresseur est le total des puissancesélectriques absorbées par tousles dispositifs du compresseur, parexemple moteur principal, moteur ventilateur,moteur de pompe à huile, kithors-gel etc. Pour le calcul des bilansde consommation énergétique, la puissancespécifique doit tenir compte de lapuissance totale de la centrale et de lapression maximale de service. La valeurde la puissancetotale absorbée à lapression maximalede service sera alorsdivisée par la valeurdu débit du compresseurà la mêmepression.P = U nx l nx √3 x cos ϕ nU n, l n, et cos ϕ nsont indiqués surla plaque constructeur du moteurélectrique.5. EPACT – Nouvelle formuled'entraînement compresseuréconomique en énergieLes efforts déployés par les USA pourréduire la consommation d'énergie desmoteurs asynchrones triphasés ontabouti à l' "Energy Policy Act" (EPACT)qui entra en vigueur en 1997. Depuis1998, KAESER propose sur le marchéeuropéen des compresseurs à vis avecmoteurs satisfaisant à cette normerigoureuse. Les "moteurs EPACT" présententd'importants avantages:a) Basses températures de serviceL'échauffement de certaines pièceslors de la compression et le frottementdes roulements du moteur entraînentdes pertes de rendement internes quipeuvent atteindre sur les petits moteursjusqu'à 20 % et sur les moteurs àPertes de rendement internes comprisesdans le rendement moteurVolume d'air comprimédébitéPuissance électriqueabsorbéecalorifiques sont nettement inférieures.Alors que sur un moteur classique encharge normale, la température de serviceaugmente de près de 80° K pourune réserve de température de 20° Ken classe d'isolation F, celle du moteurEPACT ne s'élève dans les mêmesconditions que de près de 65° K avecune réserve de température de 40° K.b) Durée de vie prolongéeLes basses températures de servicesignifient avant tout une plus faiblesollicitation thermique du moteur, desroulements et du bornier, d'où une plusgrande longévité du moteur.Consommation d’énergierentabilité. KAESER est ainsi parvenu,en adaptant exactement ses compresseursaux possibilités des moteursEPACT, à augmenter les débits desmachines de 6 % et à optimiser les puissancesspécifiques de 5 %. Le résultat:un meilleur rendement, des temps demarche plus courts et une plus faibleconsommation d'énergie par mètrecubed'air comprimé produit.4 5

Les experts discutent inlassablementsans parvenir à se mettred'accord sur la méthode la plusrentable de traitement d'air comprimé.La question est de savoirquel système de compressionconvient le mieux pour produire2. Traitement économiquede l'air compriméle plus économiquement possiblede l'air comprimé exempt d'huile.Indépendamment des affirmationsde certains constructeurs,un fait est aujourd'hui certain :une haute qualité d'air compriméexempt d'huile peut aussi bienêtre obtenue avec un compresseurnon lubrifié que refroidi parhuile ou par fluide de refroidissement.La rentabilité sera donc lefacteur déterminant dans le choixdu compresseur.1. Que signifie "air comprimé exemptd'huile"?Selon la norme ISO 8573-1, l'air comprimépeut être qualifié d'exempt d'huilesi sa teneur en huile (vapeur d'huilecomprise) est inférieure à 0,01 mg/m³.Cela représente environ un centièmede ce qui est contenu dans l'air atmosphérique.Cette quantité est tellementinfime qu'il est quasiment impossible dela déceler. Mais qu'en est-il de la qualitéde l'air aspiré par les compresseurs?Elle dépend fortement de l'environnement.Dans les zones à trafic normal,la teneur en hydrocarbures peut, enraison de la pollution due à la circulationet aux industries, se situer entre4 et 14 mg par mètre-cube d'air. Dansles zones industrielles où l'huile estutilisée pour le graissage, le refroidissementet autres processus, la teneuren huile minérale seule peut dépasser10 mg/m³. A cela s'ajoutent d'autresimpuretés telles que hydrocarbures,dioxyde de sulfure, suie, poussièresmétalliques et poussières ensuspension.2. Pourquoi un traitement ?Tout compresseur, lubrifié ou non, fonctionnecomme un immense aspirateurqui absorbe les impuretés, les accumuleau travers de la compression d'airet les rejette, en l'absence de dispositifde traitement, dans le réseau d'aircomprimé.a) Qualité d'air comprimé produit parles compresseurs "non lubrifiés"C'est le cas en particulier des compressseursdont la chambre decompression est exempte d'huile. Enraison des valeurs indiquées au point1, il est impossible de produire de l'aircomprimé exempt d'huile avec un compresseuruniquement équipé d'un filtreantipoussières de 3 microns. Les compresseurssans huile ne disposent, àl'exception de ces filtres antipoussières,d'aucun autre élément de traitement.b) Qualité d'air comprimé produit parles compresseurs refroidis par huileou par fluideL'huile ou l'agent réfrigérant des compresseursà vis refroidis par huile oupar fluide ont un pouvoir liant sur lesparticules solides et absorbent lessubstances agressives contenues dansl'air comprimé. Malgré le haut degré depureté de l'air comprimé ainsi obtenu,son traitement reste incontournable.L'air comprimé exempt d'huile, de qualitéconforme à la norme ISO 8573-1, nepeut être obtenu ni par un compresseurnon lubrifié ni par un compresseur àinjection d'huile.c) Séchage de l'air compriméLe séchage de l'air comprimé constituela base de chaque traitement adaptéà l'utilisation prévue. Dans la plupartdes cas, le séchage frigorifique à faibleconsommation d'énergie est le procédéle plus économique (voir chapitre "Pourquoisécher l'air comprimé?", page 9).3. Sélection du systèmede compression appropriéLorsque des compresseurs non lubrifiésou des compresseurs refroidis parhuile ou par fluide sont recommandéspour des cas d'application déterminés,ce n'est pas la qualité d'air obtenue parles différents types de compresseursqu'il faut considérer, mais la rentabilité.Celle-ci est notamment déterminée parles coûts d'énergie et d'entretien dontla part peut représenter jusqu'à 90 %du total des coûts de production d'aircomprimé. La plus grande part, de 75 à85 %, est détenue par les coûts énergétiques.Dans le secteur basse pressionde 500 mbar (a) à env. 3 bar (a), lessystèmes non lubrifiés tels que les surpresseursà pistons rotatifs jusqu'à 2 bar(a) sont très économiques en énergie.Dans la plage de 4 bar (a) à 16 bar (a)ce sont les compresseurs à vis refroidispar fluide ou par huile qui l'emportentsur les compresseurs "non lubrifés" enmatière de rentabilité. Ces derniers doivent,à partir de 5 bar (a) être bi-étagésafin que le rapport puissance nécessaire/débitdélivré soit satisfaisant.Les nombreux refroidisseurs néces-Sélectionnez la qualité d’air comprimé correspondant à votre cas d’utilisation :Traitement d’air comprimé par sécheur frigorifique (point de rosée +3 °C)Exemples d’utilisation : Sélection du degré de traitement selon ISO 8573-1 1)Ingénierie d'air stérile et salle surblanche demande 4 1Laiterie, brasserieFabrication de produitsalimentaires et de luxeAir véhiculé particulièrementpropre, installations chimiquesIngénierie d'air stérile etsursalle blanche demande 4 1Industrie pharmaceutiqueMétiers à tisser, laboratoiresphotographiquesPeinture au pistolet, revêtement parpoudreTechnologie d’emballage,air process et air instrumentAir d'usine en général, sablageavec demande de qualitéGrenaillageGrenaillage sans demandede qualitéAir véhiculé pour systèmes detraitement des eaux uséesSans spécification de qualitéPour les réseaux non protégés contre le gel : Traitement d’air comprimé par sécheur par adsorption (point de rosée jusqu'à -70 °C)Industrie pharmaceutique, laiterie,brasserieFabrication de micro-plaquettes,optique, fabrication de produitsalimentaires et de luxeChaîne de vernissageIngénierie d'air stérile et salleblancheAir industriel, industriepharmaceutiqueLaboratoire photographiqueAir véhiculé particulièrement sec,peinture au pistolet, air de régulationde précisionPoussières EauIngénierie d'air stérilesuret salle blanche demande 1-3 1saires, les grandes vitesses de rotation,une technique de régulation extrêmementcoûteuse, le refroidissementpar eau et les frais d'investissementélevés sont autant de facteurs quiremettent en question la rentabilitédu compresseur dans cette plage depression. Par ailleurs, l'air compriméproduit par les compresseurs "exemptsd'huile" est agressif en raison de lamauvaise qualité des condensats etdes particules de soufre aspirées:sa valeur pH se situe entre 3 et 6.4. Système de purification d'airLes compresseurs à vis modernesrefroidis par huile ou par fluide ont un1121111223384444444477991 1-321121-31-31-31-31-3Huile BactériesPoussières Eau Huile Bactériessurdemande1111112334451112KAESERFSTDHSFEKAESERDHSDHSDHSDHSsurdemandeFSTKAESERKAESERDHSsurdemandeKAESERFDFFGACTFECompresseurs à vis KAESERKAESERautres compresseursKAESERDHSDHSsurdemandeFST1 1-3 1 DHS FE11KAESERDHSFSTKAESERKAESERKAESERFGFDsurdemandeKAESERKAESERACTFDKAESERFFFF*KAESERKAESERKAESERKAESER*KAESERFBKAESER**FCKAESERKAESERT ECD Compresseur THNFKAESERKAESERKAESERAquamatKAESER*Les sécheurs frigorifiquesdes séries TG à TI peuventêtre équipés de filtresmicroniques FE (option).KAESERAT FE ECDFiltreRéservoird'air comprimé AT FE ZKKAESERKAESERInstallation adaptée àde fortes variations d'aircompriméKAESER KAESERKAESERKAESERFiltreRéservoir d'aircomprimé T ZKInstallation adaptée àde fortes variations d'aircompriméKAESERKAESERKAESERCompresseur THNFKAESERKAESERAquamatLégende :THNF = Filtre grandes poussières pour lenettoyage d'un air aspiré chargé de poussières etparticulièrement polluéZK = Séparateur cyclonique pour la séparationdes condensatsECD = ECO-DRAIN Purgeur électronique decondensat commandé par niveauFB = PréfiltreFC = PréfiltreFD = Filtre secondaire (usure par frottement)FE = Filtre micronique pour séparer les vapeursd'huile et les particules solidesFF = Filtre micronique pour séparer les aérosolsd'huile et les particules solidesFG = Filtre à charbon actif pour l’absorptiond’huile dans la phase d’évaporationFFG = Filtres combinés micronique et àcharbon actifT = Sécheur frigorifique pour le séchage d'aircomprimé, point de rosée +3 °CAT = Sécheur par adsorption pour le séchaged'air comprimé, point de rosée jusqu'à -70 °CACT = Colonne de charbon actif pour l’absorptiond’huile dans la phase d’évaporationFST = Filtre stérile pour un air comprimé 100 %exempt de bactériesAquamat = Système de traitement de condensatsDHS = Système de maintien de pressionImpuretés contenues dans l'air comprimé :+ Poussières+ Eau/Condensat+ Huile+ BactériesDegrés de filtration:Particules solides/ Humidité 2) TeneurPoussières 1) totale enhuile 2)Classe ISO 8573 -10Particulessolidesmax.µmDensitéparticulairemax.mg/m³Point de rosée(x=teneur eneau liquide eng/m ³)par ex. pour ingénierie d'air stérile et salleblanche après consultation de KAESERmg/m³1 0,1 0,1 ≤ - 70 ≤ 0,012 1 1 ≤ - 40 ≤ 0,13 5 5 ≤ - 20 ≤ 14 15 8 ≤ + 3 ≤ 55 40 10 ≤ + 7 –6 – – ≤ + 10 –7 – – x ≤ 0,5 –8 – – 0,5 < x ≤ 5 –9 – – 5 < x ≤ 10 –1)selon ISO 8573 -1:1991 (Les teneurs en particules nesont pas données selon ISO 8573-1:2001, car lesvaleurs limites qui y sont définies pour la classe 1 serefèrent aux chambres blanches).2)selon ISO 8573 -1: 2001rendement supérieur de près de 10 %par rapport aux compresseurs non lubrifiés.Le système de purification d'air pourcompresseurs à vis refroidis par huileou par fluide, mis au point par KAESER,permet de réduire jusqu'à 30 % lescoûts occasionnés par la productionde l'air comprimé exempt d'huile. Un aircomprimé avec une teneur résiduelleinférieure à 0,003 mg/m³, soit nettementinférieure à la valeur limite fixée par lanorme ISO, peut être obtenu. Le systèmecomprend tous les éléments detraitement nécessaires à la productionde la qualité d'air comprimé requise.L'utilisation du sécheur frigorifique oudu sécheur par adsorption (voir chapitre"Pourquoi traiter l'air comprimé?",page 9) et des différents éléments defiltration dépend du cas d'application.C'est ainsi qu'il est possible de produirede façon fiable et économique de l'aircomprimé plus sec, exempt de particules,techniquement déshuilé à 100%ou stérile dans les classes de qualitédéterminées par ISO.5. Schéma de traitementLe schéma ci-dessus se trouve danschaque nouvelle notice commercialesur les compresseurs à vis KAESER. Ilpermet de déterminer d'un seul regardla combinaison d'appareils nécessairespour chaque cas d'application.––––6 7

Le problème est dans l'air – auvrai sens du mot: un refroidissementde l'air atmosphérique,comme c'est le cas après sacompression dans le compresseur,entraîne une condensationde la vapeur. Un compresseur3. Pourquoi sécher l'aircomprimé?30 kW avec un débit de 5 m 3 /minà 7,5 bar produit ainsi, dans desconditions de service normales,près de 20 litres de condensatpour 8h de fonctionnement.Celui-ci doit être évacué du circuitd'air comprimé afin d'évitertout risque de défaut de fonctionnementet de détérioration.Le séchage de l'air compriméest donc une partie intégranteet essentielle du traitementadapté au cas d'utilisation.Vous trouverez dans ce chapitredes informations utiles sur leséchage économique et écologiquede l'air comprimé.Air ambiant : 10 m³/minà 20 °C avec 102,9 g/min d’eau,degré de saturation 60 %Rapport volumétrique1 :101 Bm 3 /min, à 80 °C avec102,9 g/min d'eau, degré desaturation 35 %1. Exemple pratiqueLorsqu'un compresseur refroidi parfluide aspire, par une température de20 °C et à la pression ambiante, 10 m³d'air à la minute, sous une humiditérelative de 60 %, env. 100 g de vapeurd'eau sont contenus dans cet air. L'aircomprimé à un rapport volumétriquede 1:10 pour une pression absoluede 10 bar donne 1mètre-cube d'airindustriel.L'air peut, avec une température de80 °C après la compression, retenir290 g d'eau par mètre-cube. Du fait qu'ilne contient que 100 g de vapeur d'eau, ilest relativement sec, avec une humiditérelative d'env. 35 %; il ne se forme pasde condensat. Dans le refroidisseur finaldu compresseur, la température de l'aircomprimé de 80 °C est réduite à env.30 °C. Le mètre-cube d'air ne peut plusalors absorber que près de 30 g d'eau;l'excédent de 70 g/min est condensé etséparé. Près de 35 litres de condensatRefroidissement : 1 Bm 3 à +3 °Cavec 102,9 g/min d'eau,degré desaturation 1728 %, productionde condensat 96,95 g/min, 46536g/8h par jour = env. 47 litressont ainsi produits par journée de travailde 8 heures.Si par ailleurs, un sécheur frigorifiqueest monté en aval, il produira 6 litresde condensat par jour. L'air compriméamené dans le sécheur est refroidi à+3 °C puis réchauffé à la températureambiante. Il en résulte une sous-saturationd'humidité de près de 20 % d'oùun air comprimé relativement sec et demeilleure qualité.2. Humidité d'airNotre air atmosphérique est plus oumoins humide, c'est à dire qu'il présentetoujours une teneur en vapeur d'eau.Cette humidité varie en fonction de latempérature. Ainsi par exemple, un airsaturé d'humidité à 100 % retient, à unetempérature de +25 °C, près de 23 gd'eau par mètre-cube.3. CondensatsLes condensats se forment lorsque l'airest réduit en volume pendant que satempérature baisse. Il n'est alors plusen mesure de retenir la totalité de lavapeur d'eau. C'est exactement ce quise produit dans le bloc de compressionet dans le refroidisseur final d'uncompresseur.4. Les termes techniques et leursignificationa) Humidité absolue de l'airIl s'agit de la vapeur d'eau contenuedans l'air, indiquée en g/m³.b) Humidité relative de l'air (H rel)L'humidité relative de l'air indique ledegré de saturation, c. à d. le rapport dela teneur effective en vapeur d'eau aupoint de saturation effectif de l'air (100 %H rel). Celui-ci est fonction de la température:l'air chaud peut retenir davantagede vapeur d'eau que l'air froid.c) Point de rosée atmosphériqueLe point de rosée atmosphérique estla température à laquelle l'air atteint, àla pression atmosphérique (conditionsambiantes), un degré de saturationd'humidité (H rel) de 100 %.Quelques exemples de valeurs:Point de rosée en °CTeneur en eau maxien g/m³+40 50,7+30 30,1+20 17,1+10 9,40 4,9-10 2,2-20 0,9-25 0,5RéfrigérantCompositionFormuled) Point de rosée sous pressionIl s'agit de la température à laquelle l'aircomprimé atteint, à la pression absolue,son point de saturation d'humidité(100 % H rel). Dans le cas de l'exempleci-dessus, cela signifie: L'air à 10 bar (a)avec un point de rosée sous pressionde +3 °C a une humidité absolue de 6 gpar mètre-cube d'air industriel. En effet:Si l'on détend le mètre-cube industrielsous 10 bar(a) (suivant exemple cidessus)à la pression atmosphérique,il décuplera en volume. La teneur envapeur d'eau reste de 6 g mais serépartit sur le volume décuplé. Chaquemètre-cube d'air détendu ne contientplus alors que 0,6 g de vapeur d'eau.Cela correspond à un point de roséeatmosphérique de -24 °C.5. Séchage d'air comprimééconomique et non polluanta) Sécheur frigorifique ou sécheurpar adsorption?Les nouvelles mesures légales concernantles frigorigènes pour la protectionde l'environnement n'ont rien changéau fait que les sécheurs par adsorptionne représentent nullement une alternativeaux sécheurs frigorifiques surle plan rentabilité comme sur le planenvironnement. Ces derniers ne nécessitentque 3 % de l'énergie consomméepar un compresseur pour produire l'aircomprimé alors que les sécheurs paradsorption en consomment 10 à 25 %sinon plus. C'est la raison pour laquelleaujourd'hui encore, il y a lieu d'utiliserdes sécheurs frigorifiques pour lesapplications normales.Par contre, lorsque des qualités d'aircomprimé très sec avec des points derosée sous pression jusqu'à -20, -40 ou-70 °C sont requises, les sécheurs paradsorption restent les plus indiqués.b) Quel frigorigène employer?L'utilisation de FCKW tel que les fluidesfrigorigènes R 12 et R 22 est interditepour les nouveaux sécheurs frigorifiques.Les frigorigènes disponibles etPotentiel d'ozonolyse(angl.: ODP = ozonedepletion potential)[R 12 = 100 %]leur action sur l'environnement sontdonnés dans le tableau ci-dessous.Les constructeurs de sécheurs frigorifiquesont utilisé pour la plupart jusqu'en2000 le R 22, un FCKW à halogénationpartielle. Il ne présentait par rapportau R 12 qu'un potentiel d'ozonolysede 5 % et un potentiel d'effet de serreégalement plus faible de seulement12 %. Aujourd'hui, les constructeurs utilisentprincipalement le H-FKW R134a,recommandé par la législation pour soneffet inoffensif sur la couche d'ozonede l'atmosphère en alternative au R 22,pour remplacer le R 12. Le R 134a présentel'avantage de pouvoir être utilisésur les anciennes machines ayant fonctionnéjusqu'alors au R 12 sans que degrandes modifications mécaniques del'appareil soient nécessaires.En dehors du R 134a, de nouveauxH-FKW tels que le R 404A et le R 407Cavec également un potentiel d'ozonolysede 0 % sont aussi utilisés de nosjours. Il s'agit en fait de "Blends", desmélanges de différents fluides frigorigènesqui présentent d'une part des"glissements" de température différemmentimportants, c'est à dire desécarts de températures d'évaporationet de condensation de leurs composantset d'autre part un potentiel d'effetde serre plus élevé que le R 134a (voirtableau ci-dessous). C'est pourquoi leR 407C ne peut être utilisé que dansdes domaines d'application particuliers.Le R 404A par contre est intéressantpour les débits élevés à partir de 24 m³/min, du fait de son faible glissement detempérature.Potentiel d'efet de serre(angl.: GWP = global warmingpotential)[R 12 = 100 %]Glissement de température.Ecart possible entre latempérature d'évaporationet la température decondensation [K]H-FCKW Réfrigérant R 22 CHClF 25 % 12 % 0H-FKWR 134ARéfrigérant et „Blends“ R404ACH 2F-CF 30 % 8 % 0R 143a/125/134a 0 % 26 % 0,7R 407C R 32/125/134a 0 % 11 % 7,48 9

Le condensat est un sous-produitde l'air comprimé aussi inévitablequ'indésirable. Nous avonsexpliqué dans le chapitre "Pourquoisécher l'air comprimé?" (p.8)comment il se forme. C'est ainsiqu'un compresseur 30 kW avec4. Purge fiable descondensatsdans le réseau d'air comprimé en zonehumide, on évitera les entrées et sortiesvers le haut et sur les côtés. Lespiquages devront être situés aux pointsbas des conduits pour faciliter l'évacuationdu condensat.Pour une circulation d'air à une vitessede 2 à 3 m/s dans des conditions deservice normales, un point d'évacuationd'eau dans une zone humide ducircuit d'air comprimé peut séparer lecondensat aussi efficacement qu'unréservoir d'air comprimé (Photo 1)c) Séparateur décentraliséLorsqu'il n'y a pas de séchage centraliséd'air comprimé, de grandes quantités decondensats se forment au niveau desséparateurs d'eau installés en amontdes consommateurs d'air comprimé.Ces séparateurs nécessitent alors unentretien intensif.2. Systèmes de purge courantsActuellement, trois systèmes sont généralementutilisés:c) Purgeur de condensatcommandé par niveau "ECO DRAIN"(Photo 3)Aujourd'hui, les purgeurs à commandeintelligente par niveau sont généralementutilisés. Ils présentent l'avantaged'être équipés d'une sonde électroniqueau lieu du flotteur sujet aux anomalies.Cela signifie que, contrairement aupurgeur à flotteur, les défauts dus à uncolmatage ou à une usure mécaniquesont exclus. De plus, un calcul précisdes temps d'ouverture de la soupapeun débit de 5 m³/min produit,dans des conditions moyennesde service, env. 20 litres decondensat par journée de travail.Ce condensat doit être évacuédu circuit d'air afin d'éviter toutdéfaut de fonctionnement, arrêtde production et risque de corrosion.Ce chapitre informe sur lamanière appropriée d'évacuer lecondensat et de réaliser d'importanteséconomies d'énergie.1. Purge de condensatsDes condensats chargés d'impuretésse forment toujours à différentsendroits du circuit d'air comprimé(Photo ci-dessus). L'évacuation deces condensats est absolument indispensable.De sa fiabilité dépendent laqualité de l'air comprimé, la sécurité defonctionnement et la rentabilité de lastation d'air comprimé.a) Points de collecte etd'évacuation des condensatsLes premiers points de collecte etd'évacuation des condensats sont lesorganes mécaniques du circuit d'aircomprimé. C'est là que sont engendrés70 à 80 % de la totalité des condensats– à condition que les compresseurssoient équipés d'un refroidisseur finalefficace.Séparateur cyclonique:Il s'agit d'un séparateur mécanique quisépare les condensats de l'air sousl'effet de la force centrifuge (Photoci-dessous). Pour qu'il puisse donnerle meilleur rendement, il doit toujoursêtre raccordé à la production d'aircomprimé.Refroidisseurintermédiaire:Sur les compresseursbi-étagésavec refroidisseurs intermédiaires,le condensat se forme aussi auniveau du séparateur du refroidisseurintermédiaire.Réservoir d'air comprimé:Outre sa fonction principale destockage, le réservoir d'air compriméassure la séparation des condensats del'air sous l'effet de la force de gravité.Si son dimensionnement est approprié(débit compresseur/min: 3 = volume duréservoir en m³), il est aussi efficacequ'un séparateur cyclonique. Il peutcependant, contrairement à ce dernier,être installé sur la tuyauterie collectricecentralisée d'air comprimé de la stationde compresseurs, lorsque l'entrée d'airest situé en haut et la sortie d'air enbas. Le réservoir contribue de plus aurefroidissementde l'air comprimépar sagrande surfacede dissipationthermiqueet favorise laséparation descondensats.Points bas dansle conduit d'aircomprimé:Pour assurerle bon acheminementducondensatPhoto 1: Point bas avec purgeur de condensat Photo 2: Purgeur à flotteur Photo 3: "ECO DRAIN" avec vanne d'arrêtb) Sécheur d'air compriméDes points de collecte et d'évacuationde condensat se trouvent également auniveau du séchage de l'air comprimé.Sécheur frigorifique :Des condensats se forment égalementdans le sécheur frigorifique pendant leséchage de l'air par refroidissement.Sécheur par adsorption:Le refroidissement dans le conduit d'aircomprimé entraîne la formation decondensats au niveau du préfiltre dusécheur par adsorption. Dans le sécheurpar adsorption même, l'humidité ne sedégage que sous forme de vapeur, enraison de la pression partielle.a) Purgeur à flotteur (Photo 2)Le purgeur à flotteur est l'un des plusanciens systèmes de purge; il a remplacéla purge manuelle à la foisantiéconomique et peu fiable. Cettepurge de condensat suivant le principede flotteur s'est cependant avéréesensible aux anomalies du fait desimpuretés contenues dans l'air comprimétout en demandant beaucoupd'entretien.b) ElectrovanneLes électrovannes offrent une plusgrande sécurité de fonctionnement queles purgeurs à flotteur mais il est nécessaired'en vérifier le colmatage éventuelà intervalles réguliers. Un mauvaisréglage des intervalles d'ouverture desoupape peut entraîner des pertes d'aircomprimé et par conséquent une plusforte consommation d'énergie.permet d'éviter les pertes d'air comprimé(comme sur le robinet flotteur).La surveillance automatique et la possibilitéde transmission des signalisationsà un système de contrôle central sontdeux autres avantages.d) Installation appropriéeUn court tuyau avec une vanne d'arrêtdoit toujours être installé entre le systèmede séparation de condensat et lepurgeur (Photo 3).Le purgeur peut ainsi être isolé lors destravaux d'entretien sans qu'il soit nécessaired'arrêter la station d'air comprimé.10 11

La production d'air compriméentraîne la formation d'unegrande quantité de condensat(voir aussi chapitres 3 et 4).La désignation "condensat"peut porter à croire qu'il nes'agit que de vapeur d'eau5. Traitement économiqueet fiable du condensatcondensée. Mais attention!Chaque compresseur agitcomme un aspirateur surdimensionné: Il aspire avec l'air polluéde l'atmosphère toutes les impuretésqui se retrouvent ensuitesous forme concentrée dans lecondensat de l'air comprimé nonencore traité.1. Pourquoi traiterles condensats?Les utilisateurs d'air comprimé qui secontentent d'évacuer le condensat dansla canalisation encourent des sanctionsgraves. La raison: Le condensatengendré par la production de l'air compriméest un mélange nocif. Il contient,du fait de la pollution, non seulementdes particules solides, mais aussi deshydrocarbures, dioxydes de sulfure,du cuivre, du plomb, du fer et diversesautres substances. L'évacuation descondensats engendrés par les compresseursest régie par la loi sur le régimedes eaux. Celle-ci prescrit le traitementobligatoire de toute eau polluée ets'applique à tous les condensats d'aircomprimé, même ceux engendrés parles compresseurs non lubrifiés.Il existe pour toutes les matières polluanteset pour le potentiel hydrogènedes valeurs de consigne légales. Ellessont définies différemment, suivantle secteur d'activité. Par exemple lecondensat ne peut être déversé dansla canalisation des eaux usées que sisa teneur en hydrocarbures ne dépassepas 20 mg/l et si sa plage de PH se situeentre 6 et 9.2. Les types de condensata) DispersionLe condensat engendré par l'air comprimépeut être de différentes natures.Les dispersions se retrouvent généralementdans les compresseurs àvis refroidis par fluide,utilisant des fluides deredroidissement synthétiquestels que le"Sigma Fluid S460".Ce condensat peutêtre classé ni acide nibasique, sa valeur pHvariant normalemententre 6 et 9. Les impuretésaspirées avec l'airatmosphérique sontretenues dans la couched'huile nageant en surfaceet dont la séparationde l'eau s'effectue sansproblème.b) EmulsionL'aspect laiteux duliquide qui, même aprèsplusieurs jours, ne sedissocie pas, signalela présence d'émulsions (Photo cidessus).Il n'est pas rare de retrouverce type de condensat dans les compresseursà pistons, à vis et à palettesutilisant des huiles d'usage courant.Ici aussi, les matières polluantes sontmélangées aux matières huileuses.Le mélange compact et stable formépar l'eau, l'huile et les impuretés tellesque les poussières et les métaux lourdsne permet pas une séparation par laforce centrifuge. Si la teneur en huileprésente de plus un indice en ester, lecondensat risque d'être agressif et doitêtre neutralisé. Ce type de condensatne peut être traité qu'au moyen de dispositifsde clivage d'émulsions.c) Condensats engendrés parles compresseurs non lubrifiésLe condensat engendré par les systèmesde compression non lubrifiésprésente tout de même une teneur en1 2 3huile estimable du fait de la pollutiontoujours plus importante. Il contient deplus un taux élevé de dioxyde de sulfure,de métaux lourds et/ou de particulessolides. Par conséquent, ce condensatest agressif, sa valeur pH se situe entre3 et 6. Ce type de condensat ne peutpas être déversé dans la canalisationdes eaux usées, quoiqu'on en dise.3. Elimination externeIl est naturellement possible de collecterle condensat et de le faire éliminer pardes entreprises spécialisées. Ce moded'élimination coûte toutefois entre 40 et150 €/m³ selon la nature du condensat.Compte tenu des quantités de condensatsengendrés, un traitement parl'utilisateur est souvent très rentable. Ilpermet de réduire la quantité initiale decondensat à éliminer selon les techniquesécologiques à seulement 0,25 %.4. Méthodes de traitementa) DispersionsGénéralement, un séparateur à troiscompartiments composé de deux compartimentsde séparation préliminaireChaque compresseur aspire avec l'air de l'atmosphèredes vapeurs d'eau et des impuretés.L'huile et les matières polluantes doivent êtreséparées du condensat (Photo ci-dessus)engendré par la compression de l'air, avant quecelui-ci ne puisse être déversé dans les canalisationsdes eaux usées.et d'un compartiment de filtration surcharbon actif suffit au traitement dece type de condensat. La séparationproprement dite s'effectue par gravité.Les systèmes de séparation par gravité tels quecet appareil assurent le traitement fiable et économiquedes dispersions du condensatL'huile nageant en surface dans lecompartiment de l'appareil est amenéedans un réservoir collecteur pour êtreéliminée selon les techniques écologiques.Le condensat résiduel est alorssoumis à une filtration à deux étageset peut ensuite être déversé dans lacanalisation des eaux usées. La séparationcentrifuge permet d'économiserjusqu'à 95 % de ce que coûterait l'éliminationdes condensats d'origine par uneentreprise spécialisée. Les séparateursd'aujourd'hui sont adaptés pour desdébits de compresseur jusqu'à 105 m³/min. Pour des débits plus importants, ilsuffit d'utiliser plusieurs séparateurs.b) EmulsionsDeux types d'appareil sont généralementutilisés pour le traitement desémulsions stables: les systèmes deséparation à diaphragme travaillentsuivant le principe de l'ultrafiltrationqui applique le procédé Cross-Flow.Le condensat préfiltré se répand surles membranes. Une partie du liquidepasse à travers et quitte l'appareilsous forme d'eau épurée pouvant êtredéversée dans la canalisation des eauxusées. Un autre système de séparationutilise un agent séparateur pulvérisé quienrobe les particules d'huile, les transformanten flocons faciles à filtrer. Leurfiltration est assurée par des filtres d'unetexture déterminée. Le condensat ainsifiltré peut être déversé dans la canalisationdes eaux usées.c) Condensats engendrés parles compresseurs non lubrifiésLe condensat engendré par les compresseursnon lubrifiés doit être traitépar des systèmes de séparationchimique. L'un de ces procédés estla neutralisation du pH par additionde matières basiques et par liaisonet concentration de la part de métauxlourds en un gâteau de filtrage à éliminersuivant les techniques écologiques. Ceprocédé est le plus coûteux. Les autorisationsspéciales pour le déversementde ce condensat ne concernent passeulement son éventuelle teneur enhuile mais aussi la concentration desdiverses matières aspirées avec l'air del'atmosphère. Celles-ci peuvent polluerfortement le condensat.Les séparateurs à diaphragmes sont l'un des systèmesutilisés pour le traitement des émulsionsstables du condensat.12 13

Malgré tous ses avantages,l'air comprimé est un vecteurd'énergie coûteux. Par conséquent,il faut chercher à réduireles coûts. Dans de nombreuxcas d'application, les coûts surélevésrésultent souvent d'unePressionRégulation DualRégulation Pleine charge-Marche à vide-ArrêtPleinechargePressionRégulation Dual-GDPression constante, régulation progressive du débit parrégulateur progressifPleinecharge6. Gestion efficiente descompresseursmauvaise adaptation des débitsdes compresseurs aux variationsde la consommation d'aircomprimé. Il n'est pas rare queles compresseurs ne soientexploités qu'à 50 % seulement.De nombreux utilisateurs n'enprennent pas conscience si leurscompresseurs ne sont équipésque d'un compteur d'heuresde service mais non pas decompteur d'heures en charge.Les systèmes de commandeappropriés sont alors une aideefficace: ils permettent d'augmenterle taux de charge à 90 %et d'obtenir ainsi une économied'énergie de 20 % et plus.1. Commande internea) Régulation pleine charge/marcheà videLes compresseurs sont le plus souventéquipés de moteurs asynchronestriphasés. La fréquence de démarrageadmissible de ces moteurs diminue avecl'augmentation de leur puissance. Ellen'est pas en relation avec la fréquencede démarrage requise pour mettre enmarche et arrêter les compresseursavec un faible écart de régulation, enfonction de la consommation réelled'air comprimé. Ces commutationscependant ne réduisent que la sollicitationdes composants sous pressiondu compresseur alors que le moteurcontinue de tourner pendant un certaintemps, consommant de l'énergie enpure perte. Durant cette marche à vide,les compresseurs consomment encoreprès de 20 % de l'énergie consomméeen pleine charge.b) Variation de fréquenceLes compresseurs dont la vitesse derotation est réglée par un variateur defréquence n'ont pas un rendementconstant dans leur plage de réglage.Avec un moteur de 90 kW, il se réduitpar exemple dans une plage de réglageentre 30 et 100 % de 94 auf 86 %. A celas'ajoute la perte due au variateur de fréquenceet aux variations de puissancedes compresseurs.Employés mal à propos, les systèmesVF peuvent devenir énergivores à l'insude l'utilisateur. La variation de fréquencen'est donc pas un moyen infaillible pourréduire au maximum la consommationénergétique des compresseurs.2. Classification de la consommationd'airGénéralement, les compresseurs sontclassés selon leur fonction pour chargede base, pour charge moyenne oucharge de pointe ou de soutien.a) Consommation d'air en chargede baseIl s'agit de la quantité d'air requise parune entreprise en permanence.b) Consommation d'air en chargede pointeIl s'agit de la quantité d'air requise lorsdes pointes de consommation. Ellevarie en fonction des demandes d'airdes différents outils pneumatiquesalimentés.Pour pouvoir remplir au mieux leursdiverses fonctions, les compresseursdoivent être équipés de différentescommandes. Celles-ci doivent être enmesure, en présence d'un défaut du systèmede gestion prioritaire, d'intervenirpour éviter un arrêt du compresseur etune interruption de l'approvisionnementen air comprimé.3. Commande prioritaireLes commandes prioritaires sont dessystèmes qui coordonnent le fonctionnementdes compresseurs d'une stationd'air comprimé et mettent en marche ouarrêtent les appareils en fonction de laconsommation d'air.a) Splitting des compresseursLe splitting est la répartition des compresseursde puissance et de régulationidentiques ou différentes entre la chargede base et la charge de pointe suivantla consommation réelle d'air.b) Fonctions des systèmes derégulationLa coordination des compresseurs estune tâche aussi délicate que complexe.Pour être à la hauteur de cette tâche,les systèmes de gestion prioritairesd'aujourd'hui doivent non seulementPressionMarche àArrêtvidePuissance nominale moteuren %Régulation QuadroRégulation Pleine charge-Marche à vide-Arrêt avec sélectionautomatique du mode de fonctionnement appropriéPleinechargeMarche àArrêt videPuissance nominale moteuren %La commande interne de compresseur "Sigma Control KAESER" comporte quatre concepts de gestion pour la configurationêtre en mesure de commander lamise en service au moment opportunde compresseurs de types et de puissancesdifférents, mais aussi d'assurerla surveillance de leur nécessité d'entretienet la répartition de leur charge,de déceler les défauts éventuels afin delimiter les coûts d'entretien de la stationd'air comprimé et d'optimiser la sécuritéde fonctionnement.c) Régulation appropriéeUne condition essentielle de l'efficacité- c'est à dire de l'aptitude à économiserl'énergie - d'une commande prioritaireest une régulation appropriée des compresseurs.Le débit total des appareilspour la charge de pointe doit être supérieurau débit du compresseur de basesuivant à mettre en service. Si un compresseurà variation de vitesse est utilisépour la charge de pointe, sa plage deréglage doit être conséquemment supérieurau débit du compresseur suivant àmettre en service. Sinon, la rentabilitéde l'alimentation en air comprimé nepeut pas être garantie.d) Transmission fiable des donnéesUne autre condition essentielle au fonctionnementsans défaut et à l'efficienced'une commande prioritaire est la fiabilitéde la transmission des données.Non seulement les signalisations individuellesdes différents compresseursTempsTempsSFC (VF)mais aussi les messages entre lescompresseurs et le système de gestionprioritaire doivent être transmis.Par ailleurs, le circuit de signalisationdoit rester sous surveillance afin queles défauts tels qu'une rupture de câblepuissent être décelés aussitôt.Voies de transmission courantes:1. Contacts sans potentiel2. Signaux analogiques 4 – 20 mA3. Interfaces, par ex.RS 232, RS 485 ou Profibus DP.Variation de fréquence – régulation progressivedu débit par régulation de la vitesse moteurUne technique de transmission desplus modernes est le Profibus. Il permetla transmission rapide de grandesquantités de données sur de grandesdistances (Photo ci-dessous). Ainsi,les systèmes de gestion prioritaires nedoivent pas être installés obligatoirementdans la station d'air comprimé.Le Profibus permet la transmission rapide des données de la station de compresseurs au système degestion prioritaireCentre de serviceCompresseursPressionMarche àArrêtvidePuissance nominale moteuren %PleinechargeMarche àArrêt videPuissance nominale moteuren %SMS sur téléphonemobileVente/SAVSIGMA AIRMANAGERModemEthernetModemCentre de contrôle»Sigma Air Control«Processus Profibus – DPOrganes detraitementTempsTempsFiltre avecEco Drain14 15

Les stations d'air comprimé secomposent généralement de plusieurscompresseurs de mêmetaille ou de tailles différentes. Unecommande prioritaire est nécessairepour coordonner chacunde ces appareils. Autrefois, cette7. Commande par pression –Adaptation optimale des compresseursaux consommations réelles d'air comprimétâche était relativement simple:il suffisait d'alterner des compresseursde même taille dansla fonction charge de base pourobtenir une répartition égale deleur charge. Aujourd'hui, elleest plus complexe: la productiond'air comprimé doit être exactementadaptée aux besoins del'utilisateur et donner le meilleurrendement énergétique. Enprincipe, il existe deux différentssystèmes de gestion prioritairede compresseurs : la commandeen cascade et la commande parpression.1. Commande en cascadeLa commande en cascade est laméthode classique de couplage decompresseurs pour une gestion ensérie. Pour cela, un point de commutationinférieur et un point de commutationsupérieur sont attribués à chaque compresseur.Si plusieurs compresseursdoivent être coordonnés, leur régulationde manière échelonnée rappellera unescalier ou une cascade. Lorsque laconsommation d'air est faible, un seulcompresseur est mis en service, lapression de ce compresseur se situealors dans la plage supérieure, entrela valeur minimale (p min) et la valeurmaximale (p max) et baisse en cas d'augmentationde la consommation d'air etde mise en service de plusieurs compresseurs(Photo 1). La constellationqui en résulte n'est guère favorable:lors d'une faible consommation d'air, lapression dans le circuit atteint le niveaumaxi avec une augmentation des pertesd'énergie dues aux fuites; lors d'uneforte consommation d'air, la pressionbaisse et la réserve de pression dans lecircuit se réduit.Commande en cascade/Commande par pressionVariation de pressionCoffret de couplage et de permutation courantVariations de pression SAM ou VESISSécuritéPhoto 1: Différences de variations et de réductionde pression entre les commandes en cascade(coffrets de couplage et de permutation) et lescommandes par pression ("SAM" ou "VESIS")a) Commande en cascadeavec contacteur manométriqueSi la commande en cascade est activéepar pressostat ou par manomètre, lapression différentielle minimale decommutation doit généralement êtreréglée à 0,5 bar pour chaque compresseurpendant que l'écart entre lesdifférents points de commutation doitêtre d'au moins 0,3 bar. Avec quatrecompresseurs, la quantité maximalerecommandée pour ce type decommande, la pression différentielleminimale de commutation est généralementde 1,4 bar.b) Commande en cascade avecpressostat électroniqueL'utilisation d'un pressotat électroniquepermet de réduire les pressions différentiellesde commutation entre la pressionmaximale et la pressionminimale à 0,2 bar demême que les écartsentre les points decommutation. Dans lesconditions favorables,une pression différentiellede 0,7 bar peutêtre atteinte.Comme mentionnéTempsprécédemment, il estvivement déconseilléd'accoupler plus de 4compresseurs à unecommande en cascade. Il pourrait enrésulter de très importantes pertesd'énergie et de charge du fait du grandécart de pression.(Commande par pression)2. Régulation de la plage depressionUn système de coordination deplusieurs compresseurs, incontestablementplus moderne, particulièrementface aux hautes exigences d'efficiencecitées précédemment, est la commandepar pression. Ce système permet, àl'aide d'une seule plage de pression,de coordonner autant de compresseursque nécessaire (Photo 1). Unecondition indispensable est cependantl'utilisation d'un système de gestion parmicroprocesseur ou mieux encore, d'unPC industriel avec une technique decommande intelligente. La commandepar pression offre également diversespossibilités.a) Commande vectorielleLa commande vectorielle déterminela hausse ou la baisse de pressionentre les pressions minimale et maximaledéfinies pour ensuite calculer laconsommation d'air. Les compresseurssont pratiquement commandés parrétrospective, en fonction de ce qui aVecteurHausse de pressionsur un temps donnéVecteur 1 Vecteur 2Photo 2: Commande vectorielle de compresseursété consommé (Photo 2). Dans les systèmesd'air comprimé à consommationd'air variable, des vibrations peuvent seproduire dans le réseau de tuyauteries,entraînant la nécessité d'un amortissement.C'est alors que l'adaptationdes compresseurs prend une importanceparticulière. Généralement, cemode de commande ne permet pas deréduire la pression différentielle à moinsde 0,5 bar car la mesure est effectuéedans la plage entre pression minimaleet pression maximale.b) Commande par pressionavec détermination de tendancePlus efficiente encore que la commandevectorielle, la commande par pressionavec détermination de tendance permetd'obtenir des pressions différentiellesde seulement 0,2 bar. Cette valeur estactuellement reconnue la plus bassedans la technique de l'air comprimé. Ladétermination de tendance ne se basepas sur le calcul de la hausse ou de labaisse immédiate de pression dans unepériode définie. La commande observeplutôt le profil de consommation dansle circuit d'air comprimé après la miseen marche d'un compresseur et tireles conclusions en conséquencepour les mises encircuit suivantes (Photo 3).Ainsi la détermination de tendance,travaillant avec uneprécision de 0,01 à 0,03 bar,reste toujours actuelle cequi permet à la commandede coordonner de manièreoptimale même les compresseursavec de fortesvariations de consommationet d'obtenir des pressions différentiellesminimales. Il est aujourd'hui possiblede relier 16 compresseurs entre euxpour leur commande en série dans uneplage de pression de seulement 0,2 bar.La bande de pression est, pour lessituations d'urgence, sécurisée par unebande dite de secours, si bien que la fiabilitéde l'alimentation en air compriméreste assurée. Ces commandes peuventcontribuer pour une grande part àéconomiser l'énergie dans les systèmesd'air comprimé. En effet: une baisse depression de 0,1 bar représente déjà uneéconomie d'énergie d'1%.VecteurChute de pressionsur un temps donnéCo mmande de pression pour plusieurs compresseurs(SAM/VESIS)1. Point de commutation d'un compresseur2. Point de commutation d'un compresseurPhoto 3: Commande par pressionavec détermination de tendance(ci-dessus)c) Commande en fonction de lacharge de pointeLes commandes par pression avecdétermination de tendance répartissentles compresseurs en groupes enfonction de leur puissance. Elles sontainsi non seulement en mesure d'assurerune répartition égale de leursheures de service et heures en chargemais aussi de sélectionner le compresseurle mieux approprié au moment leplus opportun (Photo 4). La conditionessentielle est cependant une répartition(splitting) optimisée. Cela signifieque les compresseurs dePointnominalpuissance identique ou différenteseront répartis pour lacharge de base ou la chargede pointe selon la consommationd'air (voir aussichapitre "Gestion efficientedes compresseurs").Ce mode de commande decompresseurs, le plus rentableactuellement, requiertnéammoins l'échange etle traitement d'une grande quantitéde données. Seuls les PC industrielsPhoto 4: Meilleure sollicitation des compresseurspar une répartition (splitting) optimisée et unecoordination efficienteintelligents tels que le "Sigma AirManager" (SAM) proposé parKAESER sont en mesure de traiter cesquantités de données. Les PC industrielsse laissent également raccorderaux systèmes de gestion prioritaire etremplissent en même temps que lafonction d'une commande hautementperformante, celle d'un serveur Webavec pages programmées en HTML.Il est ainsi possible, sans logicielspécial, de saisir les données de fonctionnementdes compresseurs, le tauxde charge et le rendement de toute lastation d'air comprimé, de visualiserles données sous une forme compréhensible,de les analyser et de réagiren conséquence (voir aussi page 27"Sigma Air Manager").16 17

Face à la hausse continuelle desprix de l'énergie, son économieest devenue une nécessité nonseulement écologique mais économique.Les constructeurs decompresseurs proposent à cettefin une multitude de possibilités8. Economie d'énergie par larécupération des caloriesInstallation de gaines d'évacuation d'airGaine de conduite d'air pour le chauffage des locaux attenantscomme par exemple la récupérationdes calories émises par lescompresseurs à vis.1. Les compresseurs produisenten premier lieu de la chaleurCela peut surprendre mais toutel'énergie consommée par un compresseurest transformée à 100 % en chaleur.L'air dans le compresseur se charged'un potentiel d'énergie lors de sa compression.Cette masse énergétique,détendue à la pression atmosphérique,refroidie et réchauffée à la températureambiante, peut être réutilisée.2. Jusqu'à 94%d'énergie réutilisable72 % des calories récupérables, soitla plus grosse part, se trouvent dansl'agent réfrigérant des compresseurs àinjection d'huile ou de fluide; 13 % dansl'air comprimé et jusqu'à 9 % dans laperte de chaleur du moteur d'entraînementélectrique. Sur les compresseursà vis refroidis par huile ou par fluide,de construction carrossée, il est mêmepossible de récupérer cette perte dechaleur du moteur électrique par unrefroidissement approprié. Ce sont doncjusqu'à 94 % de l'énergie consomméepar le compresseur qui peuvent êtreréutilisés pour le chauffage. Seuls 2 %des calories sont dissipés par rayonnementalors que 4 % sont retenues dansl'air comprimé (voir le diagramme derépartition, page 19).3. Les possibilités derécupération de caloriesLes utilisateurs soucieux d'une rentabilitémaximum de leur station d'aircomprimé peuvent choisir entre différentesversions de récupération decalories.a) Production d'air chaudSur les compresseurs à vis refroidispar air et par huile ou par fluide, la formulede récupération de calories la plussimple consiste à réutiliser directementl'air de refroidissement réchauffé par lecompresseur. L'air chaud est canalisévers les zones nécéssitant un apportcalorifique. Cet air chaud peut naturellementêtre utilisé pour d'autres usagestels que les processus de séchage, lesdispositifs de fermeture de porte ou leEconomie de coûtsénergétiquespar le perfectionnementtechniqueInvestissement station d’air compriméPart des coûts d’entretienpréchauffage de l'air de combustion.Des registres ou dispositifs à volets àcommande manuelle ou automatiqueévacuent l'air chaud vers l'extérieurlorsqu'il ne doit pas être utilisé. Unerégulation thermostatique des registrespermet d'adapter exactement le débitd'air chaud nécessaire pour obtenirdes températures toujours constantes.Cette formule permet de réutiliserjusqu'à 94 % de la puissance électriqueabsorbée par un compresseur à vis.Elle peut s'avérer tout aussi rentableavec des compresseurs de petite taille,car l'énergie calorifique produite par uncompresseur de 18,5 kW suffit déjà pourle chauffage d'une maison familiale.Economie de coûts énergétiques possiblepar la récupération de caloriesPart des coûts énergétiquesPotentiel d'économie de coûts énergétiquesCoûts réduits sur la durée de vie totale de l'appareil et économie d'énergie par la récupération de caloriesb) Production d'eau chaudeL'installation d'un échangeur de chaleursur le circuit de fluide des compresseursà vis à refroidissement par air ou pareau permet de produire de l'eau pourdes usages divers. Un échangeur dechaleur à plaques ou un échangeur dechaleur de sécurité sera utilisé, selonl'usage prévu de l'eau chaude: alimentationd'un réseau de chauffage centralou à usage sanitaire ou processus defabrication ou de nettoyage de pièces.Ces échangeurs de chaleur permettent9 %Moteur72 %Refroidissement dufluideDiagramme de répartition :94 %Calories récupérables100 %Puissance électrique totaleabsorbée13 %Refroidissement del'air compriméde produire de l'eau chaude jusqu'à70 °C. Les frais d'investissement de cemode de récupération de calories avecdes compresseurs à partir de 18,5 kWpeuvent être amortis en l'espace de 2ans, à condition toutefois d'une planificationdans les règles.4. Observation des mesures desécuritéEn principe, le système de refroidissementprimaire du compresseur ne doitjamais être utilisé pour la récupération25 %Chaleur ambiante2 %Calories dissipées parrayonnement4 %Calories retenues dans l'aircomprimé25 %Potentiel d'énergiede l'air comprimédes calories. La raison: une éventuellepanne de la récupération des caloriescompromettrait également le refroidissementdu compresseur et par conséquentla production d'air comprimé. C'est pourquoi,il y aura toujours lieu d'équiper lecompresseur d'échangeurs de chaleursupplémentaires, spécialement pour larécupération de calories. En présenced'un défaut, le compresseur peut veillerà sa propre sécurité de fonctionnement:si l'évacuation thermique ne s'effectuepas par l'échangeur de chaleur fluide/eau du système de récupération decalories, le compresseur se permutesur le système de refroidissement air oueau primaire sans perturber l'alimentationen air comprimé.5. ConclusionLa récupération des calories représenteun moyen sûr de maximaliser la rentabilitéd'une station d'air comprimé touten préservant l'environnement. L'investissementnécessaire est relativementfaible. Il varie selon les conditionsambiantes du lieu d'installation, l'utilisationprévue et le mode de récupérationde calories choisi.18 19

L'air comprimé est un vecteurd'énergie polyvalentmais pas spécialement bonmarché. Il ne devient rentableque si sa production, son traitementet sa consommationsont parfaitement adaptés.9. Eviter les pertes d'énergie (1)Précautions à prendre lors de la planification etde la mise en place d'un réseau d'air compriméUne planification et une miseau point adéquates de la stationde compresseurs mais aussi undimensionnement et une installationappropriés du réseaud'air comprimé sont pour celanécessaires.1. Production économiqued’air compriméTous les coûts d'énergie, d'agent réfrigérant,d'entretien et d'amortissementd'un compresseur pris en considération,le prix du mètre cube d'air qui dépendaussi de la puissance, la charge, l'étatet la conception du compresseur peutvarier dans une fourchette très largeet alourdir les charges de l'entreprise.Nombreuses sont les entreprises qui,de ce fait, attachent une importanceparticulière à la rentabilité de la productiond'air comprimé. C'est ce quiexplique l'énorme succès que connaissentles compresseurs à vis refroidispar huile ou par fluide: ces appareilspermettent une réduction des coûtsde production d'air comprimé jusqu'à20 %.2. Le traitementinflue sur le réseau d'air compriméEn revanche, le traitement de l'air compriméen fonction du cas d'utilisation netrouve qu'un faible intérêt, ce qui estfort regrettable car les coûts d'entretiendes outils pneumatiques et du réseaude tuyauterie ne se laissent réduirequ'avec un air comprimé traité dans lesrègles.a) Les sécheurs frigorifiques réduisentles nécessités d'entretienLes sécheurs frigorifiques suffisent autraitement de l'air comprimé dans prèsde 80 % de tous les cas d'utilisation.Ils dispensent souvent des filtres dontl'installation sur le réseau de tuyauteriesentraîne des pertes de charge;leurs coûts d'énergie correspondent àprès de 3 % des coûts d'énergie d'uncompresseur produisant un débit d'airéquivalent. Par contre, l'économiede coûts qu'ils permettent de réaliserdu fait d'une réduction des nécessitésd'entretien et de dépannage du réseaude tuyauteries et des outils pneumatiquesreprésente 10 fois leur coûténergétique.b) Ensembles de faibleencombrementIl existe, pour les petites entreprises oupour les usines nécessitant une alimentationen air comprimé décentralisée,des ensembles compacts composésd'un compresseur à vis, d'un sécheurfrigorifique et d'un réservoir d'air comprimé(Photo à droite) ou d'uncompresseur à vis monté sur unsécheur frigorifique.3. Planification et mise en placed'un réseau d'air compriméIl s'agit en premier lieu de déterminersi l'alimentation en air comprimésera centralisée ou décentralisée.L'alimentation centralisée se prêtegénéralement mieux aux petites etmoyennes entreprises non confrontéesaux inconvénients résultantdes vastes réseaux décentralisésd'air comprimé: coûts d'installationélevés, risque de givrage en hiver desconduites externes insuffisamment isolées,fortes chutes de pression duesaux longues tuyauteries.a) Dimensionnement appropriédu réseauLe dimensionnement du réseau detuyauterie doit en tous cas être déterminépar un calcul prenant pour baseune chute de pression maximale de 1 barentre le compresseur et les outils pneumatiques,traitement standard d'aircomprimé (sécheur frigorifique) inclus.Les pertes de charge sont évaluées endétail comme suit (Photo à droite):Tuyau principal 1Tuyau distributeur 2Tuyau d'alimentation 3Sécheur 4Unité d'entretien etFlexible 5Total max.0,03 bar0,03 bar0,04 bar0,20 bar0,50 bar0,80 barCette répartition montre l'importanced'un calcul des pertes de charge auxdifférents points de la tuyauterie. Lesraccords et organes d'isolement sontégalement à prendre en considération. Ilne suffit donc pas de prendre le métragelinéaire de la tuyauterie et d'appliquerune table de calcul ou une formule. Leslongueurs de tuyauterie sont à déterminerselon la technique des fluides.Il est généralement difficile, en débutde planification, de se représenter lesraccords et organes d'isolement dans25leur ensemble. On multipliera alors lemétrage linéaire de tuyauterie par 1,6.Les diamètres des tuyaux sont ensuitecalculés simplement, en fonction dudiagramme de dimensionnement courant(voir Photo à droite).b) Economie d'énergieà la pose même des tuyauxUne pose de tuyaux aussi rectiligne quepossible permet d'économiser l'énergie.Les sinuosités, par exemple sur le pourtourdes piliers de soutien, peuvent êtreévitées par une pose du tuyau longeantl'obstacle. Les points anguleux desangles droits qui entraînent de fortespertes de charge peuvent facilementêtre remplacés par des coudes à 90°à courbure surdimensionnée. Utiliserdes robinets d'arrêt ou des soupapesà clapet à passage intégral au lieudes organes d'arrêt d'eau que l'on rencontreencore souvent. Dans les zoneshumides du réseau, c'est à dire uniquementdans la salle de compresseursd'une station d'air comprimé moderne,les entrées et sorties de la conduiteprincipale sont à diriger vers le haut oudu moins à poser en biais. La conduiteprincipale doit avoir une inclinaison dedeux pour mille. La possibilité d'évacuationdu condensat est à prévoir aupoint le plus bas de la tuyauterie. Dansles zones sèches par contre, les tuyauxsont à poser horizontalement et les sortiesà diriger vers le bas.314c) De quelle matière les tuyauxdoivent-ils être?Aucun matériau particulier ne peutêtre recommandé du simple fait de sespropriétés, mis à part le fait qu'il fautLongueur de tuyauterie (m)m³/hConsommationd'airm³/mintoujours utiliser des conduites métalliquesdans les compresseurs en raisondes sollicitations thermiques élevées.Les prix seuls ne peuvent pas non plusreprésenter un critère de choix absolu.Les tuyaux galvanisés, en cuivre ouen matière plastique se retrouvent aumême niveau de prix lorsque tous lescoûts de matériel et d'installation ontété additionnés. Les tuyaux en inoxcoûtent environ 20 % de plus, mais destechniques de traitement plus rentables,développées entretemps, ont ici aussipermis une réduction des prix.De nombreux fabricants proposentaujourd'hui des tableaux énonçant lesconditions optimales des différentsmatériaux pour tuyauterie. Avant toutinvestissement, il est recommandéd'étudier soigneusement ces tableaux,de prévoir l'évolution de l'exploitation dela station d'air comprimé, puis d'établirun cahier des charges pour la tuyauterie.Ce n'est qu'ainsi que le meilleurchoix sera fait.d) Important : une technique deraccordement appropriéePour raccorder les tuyaux entre eux,les souder, les coller ou les fixer parvis avant de les coller. Leur démontagepeut s'avérer difficile, mais ce mode deraccordement réduit sûrement les risquesde fuite au strict minimum.Diamètre intérieurPression deservice (bar)Perte de charge20 21

Nombreuses sont les entreprisesoù l'argent s'envole par milliersd'Euros d'année en année. Unedes causes est la flambée dela consommation en énergiedu circuit d'air comprimé due àl'ancienneté du réseau de tuyau-10. Eviter les pertes d'énergie (2)Précautions à prendre lors de la remise à neufd'un réseau d'air compriméVL =VK x ∑ t xTLégende:VL = Vol. de fuite (m³/min)VK = Débit d'airdu compresseur (m³/min)∑x = t1 + t2 + t3 + t4 + t5Durée de fonctionnementen charge du compresseur (min)T = Durée totale (min)Pour localiser les fuites du réseau detuyauteries principales, utiliser de préférenceun détecteur à ultra-sons.Les fuites localisées et éliminées, lessections de tuyauteries adaptées à laconsommation réelle d'air comprimé,l'ancien réseau (re)devient un systèmede distribution d'air comprimé rentable.Photo 4 : Mesure des fuites au niveau desconsommateurs d'air compriméteries et/ou à la médiocrité de lamaintenance. Qui veut mettrefin à ce gouffre doit agir defaçon réfléchie. Voici quelquesconseils utiles pour mener à bienla modernisation des réseauxd'air comprimé.1. Condition primordiale :un air comprimé secDe nombreuses erreurs et par conséquentles problèmes qui en résultentpourraient être évités dès le départ,au moment même de la planificationd'un nouveau réseau d'air comprimé.La modernisation d'un ancien réseaupar contre, s'accompagne souvent decertaines difficultés. Elle peut mêmedevenir une gageure, si le réseau restealimenté par un air comprimé humide.Avant toute modernisation, il faut donctoujours prévoir un dispositif de séchagecentral .2. Comment remédier à une tropgrande chute de pression réseau ?Si la chute de pression réseau resteimportante malgré l'installation d'un systèmede traitement approprié, c'est queles tuyaux sont encrassés. Cet encrassementqui provient des impuretéscontenues dans l'air comprimé réduit lasection de passage à un minimum.a) Décaper au jet d'air ou remplacerLes tuyaux fortement encrassés doiventgénéralement être remplacés. Parcontre, si le rétrécissement provoquépar le dépôt n'est pas trop importantcomme c'est souvent le cas, il suffit,pour libérer la section de passage, dedécaper les tuyaux au jet d'air puis deles sécher.b) Installation de tuyauxsupplémentairesUne très bonne solution pour répondreaux besoins d'extension de conduitesde dérivation trop justes est la poseen parallèle d'une conduite reliée à laconduite de dérivation. De même, siles conduites circulaires sont devenuestrop étroites, il suffit de poser uneseconde canalisation circulaire (Photo1). Le dimensionnement approprié d'untel système de doubles conduites dedérivation et circulaires permet d'obtenir,en plus du résultat principalementescompté d'une sensible réductionde la perte de charge, une distributiond'air comprimé encore plus fiable.Une autre possibilité de modernisationde conduites circulaires consiste enune extension du réseau par ce qu'onappelle des mailles intermédiaires(Photo 2).3. Détection et élimination des fuitesLes mesures de modernisation ne peuventnaturellement donner de bonsrésultats que si tous les points defuite du réseau d'air comprimé sontéliminés.a) Détermination du volume total defuitesAvant de localiser les différents pointsde fuite du réseau de tuyauteries, il fautd'abord déterminer l'étendue totale desfuites. Il existe pour cela une méthoderelativement simple avec l'aide d'uncompresseur: arrêter d'abord tous lesconsommateurs d'air comprimé puismesurer les temps de fonctionnementdu compresseur dans un intervalle detemps défini (Photo 3).Le volume de fuites se laisse calculersur la base de cette mesure, selon laformule suivante:Photo 1: Remise à neuf d'une conduite par lapose d'une seconde conduite en bouclePhoto 2: Extension du réseau detuyauteries par l'utilisation demailles intermédiairesb) Détermination des fuitesau niveau des consommateursPour déterminer les fuites au niveaudes consommateurs d'air comprimédécentralisés, brancher d'abord tousles outils pneumatiques, appareils etmachines, puis mesurer la totalité desfuites (Photo 4). Fermer ensuite lesrobinets d'arrêt en amont des consommateurset mesurer les fuites du réseaude tuyauteries (Photo 5).La différence entre les fuites totales etles fuites du réseau correspond auxfuites au niveau des consommateursd'air, de leurs robinets et raccords.4. 4. Où sont situés laplupart des points de fuites?On sait par expérience que près de70 % des fuites se situent sur lesderniers mètres, c'est à dire sur lesderniers points de piquage du réseaud'air comprimé. Ces fuites se laissentlocaliser avec de l'eau savonneuseou au moyen d'un spray spécial. Lestuyauteries principales ne présententgénéralement de nombreuses fuitesimportantes que si par exemple le vieilétoupage en chanvre d'un réseau àl'origine humide et alimenté en air comprimésec se dessèche avec le temps.Pression de serviceTempsPhoto 5t 1t 2t 3t 4t 5Photo 3: Détection des fuites par la mesure des temps de fonctionnement du compresseur,tous les consommateurs d'air comprimé débranchésT22 23

11. Planification exacte desstations de compresseurs (1)Analyse du besoin en air (ADA)Les stations de compresseursmodernes sont généralementdes systèmes complexes. Uneexploitation économique à longterme ne peut être garantieque s'il en est tenu compte lorsde la planification, de l'extensionou de la modernisation.KAESER propose pour cela unprogramme complet de prestations.Ce service intègre auxéléments éprouvés tels queles composants d'une stationd'air comprimé, le conseil et leservice clientèle, les nouvellespossibilités de la technologie del'information dans le secteur del'air comprimé.L'air comprimé trouve aujourd'hui sonapplication dans tous les secteurs industriels.Une condition essentielle pour unrendement optimal dans les domainesd'application les plus diversifiés est lafiabilité des technologies de productionet de traitement. Celles-ci doiventpermettre la production économiquede l'air comprimé dans des quantités etqualités exactement définies.1. Planification déterminantepour la rentabilitéUn système d'air comprimé au profilrequis doit être exactement adaptéau(x) cas d'utilisation prévu(s) et auxconditions ambiantes et d'installation.Cela signifie qu'il doit disposer de compresseurs,de dispositifs de traitementet d'un réseau de tuyauteries exactementdimensionnés, d'un système degestion efficace, d'une technique deventilation appropriée, d'un traitementfiable des condensats et si possible,intégrer la possibilité de récupérationdes calories engendrées par la compression.Ces propriétés sont réuniesdans "KESS", le système d'économied'énergie KAESER. Il englobe l'analysedu besoin en air, la planification(Photo 1), la réalisation,laPhoto 1: Les représentations 3D de systèmesCAO modernes permettent de planifier les stationsde compresseurs dans le plus détail, à lamesure des besoins de l'utilisateurformation continue et le serviceaprès-vente. La qualité du serviceconseil et la sélection dela technique la plus appropriéeaux besoins y jouent un rôledécisif: en fait les plus grandspotentiels d'économiePhoto 2: Un questionnaire spécial permet à l'intéresséde déterminer le dimensionnement de safuture station de compresseurs. Il peut être téléchargédirectement du site Internet KAESER www.kaeser.com (Rubrique „Services“/„Planification etConseil“/„Analyse“).se trouvent dans les coûts d'énergie etd'entretien et non pas à l'achat.2. Analyse de la Demande d’Aircomprimé (ADA)Le point de départ de la prestation deservice KESS débute toujours parune analyse de la consommationd'air compriméactuelle et éventuellementfutureDimensionnement descompresseursPression de service min. requise pour le consommateurPerte de pression tuyauteriePerte de pression filtre à charbon actifPerte de pression min. (début)Perte de pression max. (permutation)Perte de pression filtre submicroniquePerte de pression min. (début)Perte de pression max. (permutation)Perte de pression sécheurRégulation différentielle compresseursPression max. compresseurssi elle est appelée à se développer.Cette analyse, désignée chez KAESERsous l'appellation ADA (Analyse de laDemande d'Air), doit selon l'utilisationprévue, considérer différentes conditionsde base:a) Planification d'une nouvellestation d'air compriméAvant la planification de la station decompresseurs, l'intéressé doit remplirun questionnaire spécial (Photo 2).Les réponses données lui permettent,dans un travail en partenariat avecun consultant compétent KAESER,d'établir le profil prévisionnel de laconsommation d'air comprimé et dedéterminer l'équipement nécessaire.Les questions couvrent tous lesaspects essentiels d'une alimentationen air comprimérentable et respectueusede l'environnement.b) Extensionet modernisationContrairementà la nouvelleconception,le projetd'extensionoffresuffisamment d'éléments pour définir ledimensionnement approprié.KAESER tient à la disposition de l'intéressédes procédés et instrumentsde mesure permettant de déterminerexactement la consommation d'air compriméaux divers postes de travail à desheures différentes. Il est très importantcependant de déterminer non seulementles valeurs moyennes, mais aussiles valeurs maximales et minimales(Photo 3).c) Contrôle de l'efficiencedes stations installéesLorsque les stations sont déjà installées,il est quand même recommandéde vérifier de temps à autre, au moyend'un système d'analyse assisté parordinateur, si le taux de charge des com-Photo 3:Différents procédéset instrumentsde mesure permettent dedéterminer la consommationd'air comprimé des machinesinstallées ainsi que lespressions mini et maxi. Ledimensionnement optimal dela station de compresseurs peutêtre calculé sur la base de cettemesure.presseurs est (encore)optimal, si les systèmesde gestion prioritairessont (toujours) correctementprogramméset si le taux de fuitesse maintient dans laplage de tolérances. Ilest également recommandéde faire appel àl'analyse ADA lors duremplacement d'ancienscompresseurs par descompresseurs neufs.Elle permet de corriger leséventuelles erreurs de dimensionnement,d'améliorer latenue en service des compresseursen charge partielle et deprévoir un système de gestionprioritaire approprié (Photo 4).d) Modification desconditions d'utilisationd'air compriméIl est recommandé de consulter unspécialiste si les conditions d'utilisationdoivent être modifiées. Dans bien descas, d'énormes économies d'énergiepeuvent être réalisées avec un systèmede traitement approprié ou un réglagede la pression.Photo 4: le diagramme représente la puissancespécifique absorbée de l'ancienne centrale(courbe supérieure) et de la nouvelle centrale(courbe inférieure)24 25

Gouffre ou aubaine? La productiond'air comprimé peut êtrel'un comme l'autre. La formulemagique s'appelle "optimisationdu système". Elle permet d'économiserplus de 30 % des coûtsd'air comprimé moyens des12. Planification exacte desrstations de compresseurs (2)Définir le concept d'air comprimé le plus rentableentreprises industrielles européennes.La consommationénergétique, avec env. 70 à80 % représente la plus grandepart de ces coûts. Et il y a peude chance que le coût d'énergiebaisse, au contraire, il auraplutôt tendance à augmenter.La détermination du conceptd'air comprimé le plus rentableprendra donc pour l'utilisateurune importance toujours plusgrande.Le système d'économie d'énergieKAESER (KESS) comprend entreautres un calcul d'optimisation assistépar ordinateur. Celui-ci permet desélectionner rapidement parmi les différentesvariantes d'approvisionnementen air comprimé la formule la plus rentablepour chaque utilisateur. Le calculde base des nouvelles planificationss'appuie sur un questionnaire que l'utilisateur,aidé d'un consultant KAESER,remplit avec soin; le questionnaire porteentre autres sur le profil de la consommationd'air comprimé prévue et sur leséventuelles variations de consommation.Pour les stations de compresseursdéjà installées, le calcul de base reposesur la consommation journalière caractéristiquedéterminée par l'analyse dubesoin en air (ADA).1. Calcul assisté par ordinateurPour la modernisation d'une station decompresseurs, les caractéristiques techniquesdes compresseurs installés etdes nouvelles variantes possibles sontenregistrées sur un PC. KESS déterminela variante optimale et les économiesde coûts réalisables avec cette formule.Non seulement la consommationénergétique en fonction d'une consommationprécise d'air comprimé, toutespertes de charge inclues, est calculée,il est de plus possible de se représenterexactement les performances spécifiquesde la station de compresseurspendant toute la durée de son fonctionnement(Photo 1). Les éventuels pointsfaibles en charge partielle peuvent ainsiêtre décelés et éliminés au préalable.Le résultat final est une indication clairedes économies de coûts réalisables etde l'amortissement.2. PanachageDans la plupart des cas d'utilisation, uneconfiguration exacte de compresseursde différentes puissances représenteune solution sur mesure. Elle secompose généralement de "gros" compresseursprioritaires et de secours etde petits compresseurs utilisés pour lescharges de pointe. La fonction du systèmede gestion prioritaire est de veillerà une puissance spécifique nécessaireoptimalement équilibrée. Pour cela, ildoit être en mesure de sélectionnerautomatiquement parmi les compresseurs- 16 au maximum - d'une stationd'air comprimé les appareils prioritaireset pour charge de pointe les mieuxadaptés, avec une plage de variationde pression de seulement 0,2 bar. Lessystèmes de gestion intelligents „Vesis“et „Sigma Air Manager“ de Kaeser sontà la hauteur de ces exigences. CesPhoto 1: Comparaison de la consommation d'énergie d'une station de compresseurs existante aveccelle de nouvelles variantes sur une journée de travail, en fonction de la consommation d'air comprimécommandes peuvent, par l'intermédiaired'un système Bus, échanger lesdonnées avec les compresseurs et lesorganes de traitement tels que les purgeursde condensat et les sécheurs.Elles peuvent de plus être reliées à unestation centrale de contrôle et d'instrumentationet lui transmettre toutes lesdonnées saisies.Hauteur de plafond 5 mPhoto. 2 a: Plan d'ensemble de la station decompresseurs d'une usine d'automobilesConduite de purge decondensatPhoto 2 b: Schéma pneumatique (tuyauterie et instruments)de la même station de compresseurs3. Optimisation de la technique deconstructionLors de la planification ou de la modernisationd'une station de compresseurs,il faut essayer de tirer le maximum dela place disponible. Les systèmes deplanification modernes employés parKAESER sont une aide efficace. Ilsfont entrer dans le processus de planificationnon seulement lesplans d'ensemble et les schémaspneumatiques (Tuyauterie etInstruments) mais aussi les animationset représentations 3Dcréées par ordinateur. Ainsi parexemple, il est souvent possibleaujourd'hui, même dans lesespaces restreints, de recourirau refroidissement par air deprès 30 à 40 % plus économiqueque le refroidissement par eau.L'avantage de pouvoir déceleret éliminer les éventuels défautsau stade même de la planificationest une contribution appréciable àl'optimisation de la technique deconstruction des stations (Photos2a, 2b, 2c).4. Optimisation du fonctionnementet contrôle de gestionPour assurer une rentabilitédurable de la production d'aircomprimé, un rapport coût/rendementoptimal ne suffit pas, latransparence est de plus indispensablepour atteindre unebonne efficacité du contrôle degestion. L'élément de base estla commande interne "SigmaControl", un PC industriel avecPhoto 2 c: Les animations 3D créées par ordinateur permettent, au stade même de la planification,une visite virtuelle et une vue de la future station sous presque tous les angles.Photo 3: "Sigma Air Manager" assure l'orchestrationparfaite de tous les composants de mêmeque la disponibilité de l'air comprimé et le contrôlede gestion efficace de sa productioncinq modes de commande programmés,en mesure de transmettre les donnéessaisies à un réseau. Au niveau de lagestion prioritaire, un autre PC industriel„Sigma Air Manager“ se rangesur la même ligne (Photo 3). Outre lepilotage adapté à la consommationréelle d'air comprimé et la surveillancede la station, il a également la fonctionde saisir toutes les données significativeset de les transmettre à un réseauinformatique (Ethernet), via Internet, oupar l'intermédiaire du logiciel de gestioncentralisée "Sigma ControlCenter". Le "Sigma Air Manager"permet à l'aide du système de visualisation"Sigma Air Control" d'affichersur le moniteur une vue d'ensemblede tous les compresseurs de la stationet de leurs principales données d'exploitation.Un simple coup d'oeil suffitpour s'assurer du bon état de marchede la station, s'informer des nécessitésd'entretien ou des signalisations dedéfaut ou pour vérifier la pression deservice. Il est possible de déterminersoi-même l'étendue des informationsà consulter. Il est ainsi possible de surveillerl'ordre de marche de la station,d'établir des représentations graphiquesde la consommation d'énergie, dela consommation d'air comprimé et duniveau de pression et de fixer les délaisd'entretien préventif. Cet instrumentde contrôle de gestion moderne estune aide précieuse pour permettre à lastation de compresseurs de produire laquantité et la qualité d'air requises - aumeilleur prix.26 27

Les stations de compresseurset les systèmes d'air compriméqui, aujourd'hui, peuvent selouer d'une structure de coûtsoptimisés sont rares. Nombreuxsont les cas où les systèmesdemanderaient à être optimisés.13. Planification exacte desstations de compresseurs (3)Analyse de la Demande d'Air (ADA)La base pour une telle optimisationest une analyse détaillée duprofil de la consommation d'aircomprimé telle que la formuleADA (Analyse de la Demanded’Air) présentée dans le chapitre11 "Planification exacte des stationsde compresseurs (1)", page24. Le présent chapitre décrit lamanière de déterminer pas à pasla situation effective d'une stationdans la pratique.La condition de base pour le succèsde l'analyse et l'optimisation qui doiten résulter est un travail en partenariatbasé sur la confiance entre l'utilisateuret le spécialiste en air comprimé. Celasignifie que l'utilisateur sera disposé àfournir au préalable toutes les informationsnécessaires.1. Informations fournies parl'utilisateura) Plan d'ensembleUn plan d'ensemble de l'entreprise(Photo 1) est nécessaire à titre d'informationgénérale. La conduite principaled'air comprimé, les conduits de raccordementet les points d'alimentation dela station de compresseurs doivent yêtre représentés. De même, les donnéesconcernant le dimensionnementdes tuyauteries et leur matériau, lespostes à forte consommation d'air compriméet ceux nécessitant une pressionet une qualité d'air précises ne doiventpas manquer.b) Domaines d'utilisationde l'air compriméDu fait de la polyvalence de l'air comprimé,il est très important de disposerd'informations détaillées sur les champsd'application prévus. L'air comprimésera t-il par exemple utilisé en tantqu'air de réglage, pour le revêtement desurfaces, pour les outils de tournage, àdes fins de nettoyage ou en tant qu'airprocess etc...c) Compresseurs installésLe type, la marque descompresseurs et leur caractéristiquestechniques tellesque pression de service,débit, puissance absorbée,type de refroidissement etéventuellement récupérationde la chaleur dissipée sont àindiquer.Plan d'ensemble des différentes conduitesAir comprimé:Rouge = Conduite 3“Bleu = Conduite 2“Vert = Conduite au solMarron = Conduite ¾d) Traitement de l'air compriméPour le traitement de l'air comprimé, ilest essentiel de savoir s'il sera centraliséet/ou décentralisé et quelles quantitésd'air seront requises. Naturellementles caractéristiques techniques desorganes de traitement sont égalementà préciser. Un schéma pneumatiqueapporte la clarté nécessaire (Photo 2).e) Pilotage et surveillance descentralesLa rentabilité d'une station de compresseursétant éroitement liée auxPhoto 2: Schéma synoptique de la production etdu traitement d'air comprimé (croquis)Schéma Tuyauteries et Instruments (croquis)Station 2Salle de compressionMachinesOrganes de traitementPhoto 1: Plan d'ensemble dela conduite principale d'aircomprimé d'une entrepriseSalle de compressionpropriétés de chacun desappareils mais surtout à leurtravail d'équipe, une descriptionde la technique de commandeet de surveillance sera également àfournir.2. Echange d'idées utilisateur/spécialiste de l'air compriméToutes les informations sont-ellesréunies, un premier entretien doit permettreau spécialiste de l'air compriméde prendre connaissance du dossier etde s'informer sur les problèmes d'approvisionnementen air comprimé del'utilisateur. Il peut s'agit d'une pressiontrop basse ou instable, d'une qualitéd'air insuffisante, d'une mauvaise utilisationde la capacité des compresseursou d'un problème de refroidissement.3. Inspection du circuitd'air compriméUne inspection du circuit d'air compriméest généralement des plus révélatrices.Il est conseillé de commencer par leszones critiques, c'est à dire aux endroitsoù de fortes chutes de pression (Photo3) ou une mauvaise qualité d'air sontPhoto 3: Chute de pression dans un circuit d'aircompriméà prévoir. Nous savons par expériencequ'il s'agit le plus souvent des points desortie d'air en fin de réseau. Il faudradonc procéder comme suit:Photo 4: "Energivore": mano-détendeur endécentralisé avec décanteur d'eaua) Tuyaux de raccordement,mano-détendeurs, décanteurs d'eauLes points de fuite sont particulièrementfréquents sur les tuyaux deraccordement des consommateurs d'aircomprimé. En contrôler l'état. Si desmano-détendeurs sont utilisés, contrôlerégalement leur réglage (pression d'alimentationet pression finale) dansles conditions de charge (Photo 4).Contrôler les décanteurs d'eau installésen amont des mano-détendeurs pourdéceler toute présence de condensatsou d'impuretés. Procéder pareillementavec les conduites de sortie verticalesdirigées vers le bas (Photo 5).b) Organes d'isolementL'état des conduites de raccordementau réseau principal peut égalementinfluer considérablement sur l'efficiencedu système. Les organes d'isolementsont un des points névralgiques. Vérifiers'il s'agit par exemple de robinets d'arrêtà passage libre ou de clapets d'arrêtfavorisant la circulationou derobinets équerrequi rendentune circulationdifficile.c) Tuyauteriesdu réseauprincipalIl s'agit ici dedéterminer lespassages resserrés qui occasionnentune perte de pression.d) Système de traitement d'aircompriméLes critères de contrôle les plus importantsdu point de rosée atteint (degré deséchage) et de la pression différentielleprovoquée se trouvent ici. Selon le casd'utilisation, de nouveaux contrôles dequalité peuvent être nécessaires.e) Station de compresseursLa station de compresseurs peut elleaussi présenter des défauts graves.L'installation des machines, le circuitde ventilation, le refroidissement etles raccordements sont à contrôler.Déterminer par ailleurs la pression différentielletotale des compresseurs, lacapacité des réservoirs d'air compriméet le point de mesure à partir duquel lescompresseurs sont pilotés.f) Détermination des points demesureA l'issue de l'inspection, le spécialistede l'air comprimé détermine avecl'utilisateur les points de mesure pourl'analyse de la consommation d'air. AuEau dans le circuit?Photo 5: Eau dans le circuit? (Test)Test par ouverture de lavanne d'arrêtFuite d'eau à l'ouverture?moins une mesure de pression avantet après le traitement et une autre à lasortie du réseau d'air comprimé sontnécessaires.4. Mesure de pression etde la consommation d'air (ADA)Pour la mesure de pression et de laconsommation d'air, le fonctionnementde la station de compresseurs estanalysé pendant au moins 10 minutesà l'aide de la technique de pointe del'enregistrement des données. L’enregistreurde données saisit toutes lesmesures signifiantes et les transmet àun PC qui établit alors un diagrammede la consommation d’air comprimé.Les chutes de pression, variations depression et de consommation, la tenueen marche à vide, les temps de chargeet d’arrêt des compresseurs en fonctionde la consommation y sont représentés.Pour que la représentation soit parfaite,les fuites doivent également êtredéterminées pendant la mesure. Laprocédure est décrite dans le chapitre10 (page 22 et suivante) et nécessiteentre autres l'isolement de certainesparties du réseau pendant le weekend.28 29

Les compresseurs transformentpratiquement à 100%l'énergie électrique absorbéeen chaleur. Un compresseurrelativement petit de 18,5 kW„fournit“ quasiment en sousproduitsuffisamment d’énergie14. Planification exacte desstations de compresseurs (4)Un refroidissement efficace : le refroidissement par aircalorifique pour chauffer unemaison individuelle. Un refroidissementefficace de la stationde compresseurs est donc indispensablepour en permettre lefonctionnement fiable.La chaleur dissipée par les compresseurspermet idéalement d’économiserde l’énergie. Il est possible, à l'aide desystèmes de récupération de caloriesappropriés, de récupérer jusqu'à 94%de l’énergie consommée par les compresseurspour les réutiliser et ainsiréduire considérablement les coûts deproduction d’air comprimé (voir chapitre8 "Economies d'énergie par larécupération de calories", pages 18 etsuiv.). Les compresseurs avec systèmede récupération de calories doiventcependant être équipés d’un systèmede refroidissement efficace qui peut luiaussi contribuer à une grande économiede coûts. C’est ainsi que le refroidissementpar air peut coûter jusqu’à 30% demoins que le refroidissement par eau.La préférence est donc à donner aurefroidissement par air dans la mesuredu possible.1. Le milieu ambiant descompresseurs1.1. L’air propre et frais est un atoutmajeurLa réglementation VBG 16 pour laprévention des accidents („13.4 Compresseurs“,§ 12, Section 1) prescrit :"Les compresseurs sont à installerde telle sorte que leur accessibilité etle refroidissement nécessaire soientassurés." La prescription prévoit que lestempératures ambiantes pour les centralesà refroidissement par air et parhuile ne doivent pas être supérieuresà +40 °C. Par ailleurs il est indiquédans le § 15 : „... aucune substancedangereuse ne peut être émise dans lazone d’aspiration des compresseurs.“Station de compresseurs avec gaine d’évacuationd’air – le mode de refroidissement d’air le plusrentableCes prescriptions ne correspondentqu'aux exigences minimales. Ellesvisent à limiter le risque d’accident.Pour un fonctionnement rentable et unminimum d’entretien des compresseursil faut aller un peu plus loin.1.2 Une salle de compresseursn'est pas un débarrasUne salle de compresseurs n’est pasun débarras. Cela veut dire que le localne doit pas être inutilement encombréd’outillages, la poussière et toutes autresimpuretés sont à éviter, et le sol doitêtre résistant à l’usure. La possibilité denettoyage humide serait idéale. L’air derefroidissement – aussi bien que l’air àcomprimer – aspirés d’un milieu ambiantfortement pollué par la poussière, lasuie ou autres doivent impérativementêtre soumis à une filtration intensive aupréalable. Même dans des conditionsnormales de fonctionnement, l’air d’aspirationet l’air de refroidissement descompresseurs doivent être épurés pardes filtres incorporés.1.3 Conditions climatiquestempéréesLa température peut égalementinfluencer fortement la fiabilitéet la nécessitéd’entretien descompresseurs :l’air d’aspirationet l’air de refroidissementnedoivent être nitrop froids (moinsde +3 °C) ni tropchauds (plus de+40 °C)*. Il est indispensable d’entenir compte lors de la planification etde la réalisation. En été par exempleles rayons de soleil sur les côtés sud etmême ouest d’un bâtiment peuvent provoquerà certaines heures un sensibleréchauffement de l’air. Des températuresde +40 à +45 °C peuvent êtreatteintes même dans les zones tempérées.C’est pourquoi il est recommandéde ne pas placer les orifices d’entréed’air d’aspiration et de refroidissementaux endroits soumis à une forte radiationsolaire. Le dimensionnement desorifices varie en fonction de la puis-* ) Les températures limites indiquées se rapportentaux conditions climatiques en Europecentrale et à l’équipement standard d’une stationde compresseurssance des compresseurs et du moded’aération.2. Aération de lasalle de compresseursUne salle de compresseurs, qu’elle soitéquipée de compresseurs à refroidissementpar air ou par eau, ne doit pas êtreprivée d’une aération appropriée. Lachaleur engendrée par la compressionde l’air et celle dissipée par le moteurd’entraînement électrique doivent entout cas être évacuées. Cela correspondau total à près de 10% de la puissancemotrice du compresseur.3. Les différents modes d’aération3.1 Aération naturelle (Photo 1)L’air de refroidissement aspiré etréchauffé par le compresseur s’élève,sous l’effet de la surpression il estrefoulé vers l’extérieur, à travers unorifice d’évacuation placé en hauteur.Ce mode d’aération n’est cependantrecommandé que dans des cas exceptionnelset pour des puissances decompresseur inférieures à 5,5 kW, caril peut être perturbé par la radiationsolaire ou par la simple force du ventsur l’orifice d’évacuation.3.2 Aération artificielleCette méthode souvent pratiquée utiliseune circulation d’air de refroidissementguidée. Une gestion thermostatiqueest à prévoir pour éviter les températureshivernales inférieures à +3 °C.Des températures trop basses risquentde compromettre le bon fonctionnementdes compresseurs, l’évacuationet le traitement des condensats. Larégulation par thermostats est nécessairecar, avec l’aération artificielle, lasalle de compresseurs est soumise àune certaine dépression qui empêcheun refoulement de l’air chaud dans lasalle. Il existe deux variations d’aérationartificielle:3.2.1 Aération par ventilateurexterneUn ventilateur externe avec gestionthermostatique (Photo 2) installé dansl’orifice d’évacuation de la salle de compresseursaspire l’air chaud. Pour cemode d’aération, il importe que le dimensionnementde l’orifice d’aspiration nesoit pas trop juste. Il en résulterait unetrop grande dépression accompagnéed’une émission sonore intense due à lavitesse de passage de l’air. L’efficacitéde refroidissement de la station enserait par ailleurs affectée. L’aérationdoit être dimensionnée de telle sorteque l’augmentation de température dueà la chaleur produite par la compressionne soit pas supérieure à 7 K. Cecipour éviter un recyclage thermique etune panne des compresseurs. Il faut deplus tenir compte du fait que les ventilateursexternes occasionnent des coûtsénergétiques supplémentaires.3.2.2 Aération pargaine de ventilation (Photo 3)Les compresseurs à vis d’aujourd’hui,entièrement carrossés, peuventêtre équipés d’une gaine deventilation qui représente un moded’aération pratiquement idéal: le compresseuraspire l’air atmosphérique parun orifice et évacue l’air chaud à traversla gaine conduisant directement horsde la salle de compresseurs. Cetteméthode présente l’avantage particulierd’utiliser un air de refroidissementpouvant être chauffé jusqu’à env. 20 K,ce qui permet de réduire la quantitéd’air de refroidissement nécessaire.En principe, les ventilateurs qui fontpartie de l’équipement standard descompresseurs suffisent pleinementà l’évacuation de l’air sortant. Celasignifie que, contrairement à l’aérationpar ventilateur externe, ils n’entraînentpas de coûts énergétiques supplémentaires.Cela n’est valable que si laréserve de surpression des ventilateursn’est pas dépassée. En outre, la gained’évacuation doit être équipée de registresde circulation d’air (Photo 4) afind’éviter une trop basse température dela salle de compresseurs en hiver. Sides sécheurs à refroidissement par airsont également installés dans la sallede compresseurs, il faut considérerque le compresseur et le sécheur nedoivent pas s’influencer mutuellementau niveau de l’aération. En cas de températuressupérieures à + 25 °C, il estrecommandé d’installer un ventilateurà gestion thermostatique supplémentaireafin d’augmenter le débit d’air derefroidissement.Photo 1: Salle de compresseurs avec aérationnaturelle - pour centrales de moins de 5,5 kWPhoto 2: Aération artificielle avec un ventilateurexterne - pour centrales de 5,5 à 11 kWPhoto 3: Aération artificielle avec gaine d'évacuationd'air chaud – pour centrales à partir de11 kWRegistre decirculationd’airPhoto 4: Un registre de circulation d’air à régulationthermostatique assure l’équilibre thermique.hEntrée d'airpar ex. dumagasinEntréed'airexterne30 31

15. Exploiter efficacement lessystèmes d’air compriméOptimisation des coûts et fiabilité durablesEn pages 20 à 31 , il était questiondes points à observer lorsde l’installation de nouveaux oude la modernisation d’anciensréseaux d’air comprimé et de lamanière de planifier une stationde compresseurs pour la rendreperformante.La prise en considérationde la consommationénergétique et des coûts lors dela planification et de l’élaborationne représente que la moitié dusujet. Pour assurer une rentabilitédurable de la production d'aircomprimé, il est nécessaire deveiller à une exploitation efficacedu système d’air comprimé.La focalisation des efforts sur lemaximum d’efficience de l’air comprimés’avère triplement payante pour les utilisateurs:fiabilité accrue de l’alimentationen air comprimé, baisse des coûts d’aircomprimé et de la consommationd’énergie. Le potentiel de rentabilité estimportant: selon une étude de "SAVEII", le programme pour la promotion del’efficacité énergétique dans la Communautéeuropéenne, les compresseursd’air européens auraient consommé en2002 près de 80 milliards de kWh; 30%auraient pu être économisés.1. Que signifierentabilité optimale?La rentabilité d’un système d’air comprimése reflète dans sa structure descoûts. L’optimum atteint varie en fonctiondes usines et de la production. Lestemps de marche des compresseurs, lapression de service et autres paramètrescommerciaux sont déterminants.Exemple de système optimisé d’unestation de compresseurs refroidis parair – durée de fonctionnement 5 ans,coûts d’électricité 8 centimes d’euro,taux d’intérêt 6 %, pression de servicemaxi 7 bar, qualité d’air compriméconforme à ISO 8573-1: huile résiduelleMise en service/FormationTotal traitement de condensatBase: 0,08 Euro/kWhDurée: 5 ansTaux d'intérêt: 6 %.Coûts d'installation/Commande système de gestion prioritairePhoto 1: Structure des coûts d’un système d’air comprimé optimiséClasse 1, poussière résiduelle Classe 1,eau résiduelle Classe 4 (Photo 1). Cetexemple met en évidence: même dansdes conditions optimales, la consommationénergétique se taille la part dulion avec presque 70 % du total descoûts d’air comprimé.2. Rentabilité à caractère durableQui est intéressé par une alimentationen air comprimé rentable de façondurable, doit tenir compte de quelquespoints importants:2.1 Entretien orienté vers lesbesoinsLes systèmes modernes de commandeinterne de compresseur tels que "SigmaControl" et les systèmes de gestion telsque "Sigma Air Manager" basés surle principe du PC industriel informentCoûts d'investissement organes de traitementCoûts d'investissement compresseursCoûts d'entretien organes de traitementCoûts d'entretien compresseursexactement sur les intervalles d’entretiendes composants d’une station decompresseurs. Il est ainsi devenu possiblede réaliser les travaux d’entretienen fonction des besoins et de prendreles mesures préventives nécessaires.Le résultat: descoûts d’entretienréduits, une rentabilitéet une fiabilitéplus élevées del’alimentation enair comprimé etpar cela une plusgrande sécuritéCoûts énergétiques organes de traitementPression de service: 7,5 barRefroidissement par airQualité d'air comprimé Huile 1(selon ISO 8573-1) Poussières 1Eau 4Coûts énergétiques compresseursopérationnelledes systèmes deproduction.2.2 Choix adéquat deconsommateurs d’air compriméNon seulement les constructeurs maisaussi les utilisateurs courent le risqued’économiser au mauvais endroit. Parexemple lorsqu’ils investissent dans desmachines de production moins chèresà l’achat mais travaillant avec unepression de service plus élevée. L’augmentationde pression et/ou l’extensiondu système d’air comprimé nécessairesauront vite surpassé l’excédentde prix d’une machine travaillant avecune pression de service plus basse, de6 bar par exemple. C’est pourquoi lorsde l’acquisition de machines de productionil faut faire entrer en ligne decompte non seulement l’alimentationélectrique mais aussi l’alimentation enair comprimé.Photo 2: Appareil de mesure de la consommationd’air comprimé. Le débit est déterminé par lamesure de la pression différentielle à l’aide d’untube gradué dans la conduite de refoulement2.3 Nouvelles exigencesimposées par la production2.3.1 Changementsde la consommation d'air compriméa) Transformation de la productionLes variations de consommation d’uneéquipe de travail à une autre sontchose courante. Ce fait est très souventnégligé et il peut arriver qu’aprèsune transformation de la production lacapacité des compresseurs ne soit utiliséeque partiellement par une équipede travail alors que la consommationd’air par une autre équipe soit élevée aupoint d’épuiser les réserves de sécurité.L’approvisionnement en air comprimédoit donc toujours être adapté aux variationsdes structures de production.b) Extension de la productionDans le cas d’une extension, les puissancesdes compresseurs mais aussiles tuyauteries et le traitement de l’aircomprimé sont à réadapter aux nouvellesconditions. Si l’augmentation dela capacité de production d’une usineest solutionnée par l’extension d’uneinstallation existante, il est conseilléd’appliquer une technique de mesurepermettant de déterminer la consommationd’air comprimé de l’installationexistante (Photo 2) afin de disposerd’un maximum d’informations nécessairespour adapter l’alimentation enconséquence.Photo 4: Station avec traitement de deux qualités d’air comprimé différentes2.3.2 Sécurité d’alimentationUn compresseur en stand-by est généralementprévu pour les stations decompresseurs. Pour les installations detraitementd’air comprimé par contre, cesréserves de sécurité sont souvent sacrifiées.Lorsque la consommation d'airaugmente, le compresseur en stand-byintervient, et il en résulte une dégradationde la qualité d’air comprimé du faitdu manque de capacité au niveau dutraitement. C’est pourquoi il est recommandéde prévoir aussi une unité detraitement (sécheur/filtre) pour chaquecompresseur en stand-by (Photo 3).2.3.3 Modification de la qualité d’aircompriméSi une qualité d’air comprimé plusélevée est requise, il faut discerner si laproduction toute entière est concernéeou une seule partie. Dans le premiercas, il ne suffit pas d’équiper la centralede traitement d’air comprimé enconséquence. Les tuyauteries danslesquelles l’air de qualité moindre étaitconduit doivent également être nettoyéesou remplacées. Dans le secondcas, il est recommandé de mettre enplace un système de traitement séparépour assurer la qualité d’air requise(Photo 4). Un régulateur de débit sera àinstaller sur le système, ceci pour éviterl’arrivée d’une trop grande quantité d’aircomprimé à traiter, le systèmen’étant pas configuré pour le débitmaximum des compresseurs.2.4 Surveiller les fuitesDes fuites peuvent se produiredans tout réseau d’aircomprimé, aussi parfaitementmaintenu soit-il,et elles auront tendanceà s’aggraver. Elles peuventparfois entraînerdes pertes d'énergieconsidérables. La causeprincipale est l’usure desoutils, des flexibles deliaison et des pièces de constructionmécanique. Il est donc importantPhoto 3: Pour garantir la qualité d’aircomprimé, une unité de traitement està prévoir pour chaque compresseuren stand-by.de procéder à une recherche préventivede ces défauts et d’y remédier le caséchéant. De plus, il est recommandéde mesurer par roulement toutes lesfuites à l’aide de systèmes modernesde gestion et de surveillance tels que le„Sigma Air Manager“. Si une accentuationest constatée, les points de fuitedoivent être détectés et colmatés.3. Maîtrise des coûts - rentabilitéLes données obtenues pendant la planificationpar l’analyse - et actualiséesen permanence – présentent ausside l’intérêt pour l’exploitation future.L’acquisition de données ne nécessitecependant plus d’analyses séparées.Des systèmes tels que "Sigma AirManager" remplissent cette tâche.Une base optimale pour les audits d’aircomprimé en ligne de même qu’unegestion effective des coûts d’alimentationen air comprimé sont ainsi assurées(Photo 5).Plus le nombre d’utilisateurs qui ainsiapportent la transparence dans leurscoûts d’air comprimé, évaluent lespotentiels d’économie et considèrent le rendement énergétique comme uncritère de qualité lors de l’achat desRéduction de laconsommationd’énergieet des coûtsPhoto 5: Avec la gestion systématique descoûts, l’utilisateur maintient toujours sescoûts d’air comprimé sous contrôlecomposants d’une station d’air comprimégrandira et plus l’objectif d’uneréduction de 30% et plus de la consommationd’énergie sur une grande échellesera proche – et les bilans d’entrepriseset l’environnement ne s’en porterontque mieux.32 33

Toujours plus d'utilisateursd'air comprimé font confianceaux compresseurs KAESERConcept et RédactionPublication:KAESER KOMPRESSOREN GmbH, Carl-Kaeser-Str. 26, D-96450 Coburg, Allemagne,Tél.: **49 9561 640-0; Télécopie: 09561 640-130;E-Mail: produktinfo@kaeser.com. Internet: www.kaeser.comRédaction:Michael Bahr, Erwin RuppeltMaquette/Graphique: Martin Vollmer, Ralf GüntherPhotografie:Marcel HungerImpression:Schneider Printmedien GmbH, Reußenberg 22b, 96279 WeidhausenReproduction totale ou partielle interdite à moins d'une autorisation écrite de KAESER.

La ligne de produitsCompresseurs à vis au PROFIL SIGMASécheurs frigorifiques avec la régulation àéconomie d'énergieSystèmes de gestion de compresseur avec latechnologie d'InternetTraitement d'air comprimé (filtres, purgeurs ettraitement de condensats, sécheurs par adsorption,colonnes de charbon actif)Surpresseurs à pistons rotatifs au PROFIL OMEGACompresseurs mobiles pour le B.T.P. avec lePROFIL SIGMACompresseurs à pistons pour l'artisanat et le bricolageSurpresseurs

KAESER – Présence globaleKAESER, l‘un des plus grands constructeurs au monde de compresseurs à vis, est présent sur tout le globe :ses filiales et partenaires commerciaux veillent dans plus de 90 pays à tenir à la disposition des utilisateurs d'air comprimé leséquipements les plus modernes, les plus fiables et les plus rentables.Ses ingénieurs conseil et techniciens hautement qualifiés apportent leur conseil et proposent des solutions individuelles à hautrendement énergétique pour tous les champs d‘application de l‘air comprimé. Le réseau informatique global du groupe internationalKAESER permet à tous les clients du monde d‘accéder au savoir-faire professionnel du fournisseur de systèmes.Le réseau global de service après vente assure de surcroît une disponibilité maximum de tous les produits KAESER.KAESER Compresseurs69518 Vaulx-en-Velin Cédex – France – Tél. 04.72.37.44.10 – Télécopie 04.78.26.49.15www.kaeser.comP-2010FR.4/10 Sous réserve de modifications techniques !