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Le coût de l’air comprimé

La compression de l’air exige une quantité importante d’énergie. La production d’un kilowatt d’air comprimé coûte autant que la production de 8 kW d’électricité. Dans bon nombre d’usines, le système de compression d’air s’avère un des éléments les plus énergivores et représente jusqu’à
40 % de la facture d’électricité.

Les dépenses énergétiques peuvent atteindre 70 % du coût total de possession d’un compresseur. C’est la raison pour laquelle le rendement énergétique d’une installation de compression d’air peut vous permettre de réaliser de belles économies.

Figure 1 : Potentiel en matière d’économies d’énergie

Figure 1 : Potentiel en matière d’économies d’énergie

Limiter le fonctionnement pendant la marche à vide

Par nature, le besoin en air des systèmes industriels d’air comprimé fluctue. S’appuyer sur cette réalité pour réduire le fonctionnement durant le cycle de déchargement constitue une première étape vers l’optimisation de la consommation énergétique.

Lorsque les compresseurs continuent à tourner en dehors des heures de travail, ils consomment moins de 25 % de la quantité utilisée à pleine charge. Pire, en présence de fuites dans le système, les compresseurs peuvent de temps à autre se mettre à fonctionner à plein régime et, partant, consommer davantage d’énergie.

Moins longue est la durée de fonctionnement à plein régime, plus conséquentes seront les économies réalisées en éteignant les compresseurs au lieu de laisser tourner à vide.

Caractérisés par une grande facilité d’usage, les régulateurs sont capables de limiter le fonctionnement en heures creuses, éteindre le compresseur selon la demande d’air et analyser les paramètres afin de  déterminer le moment idéal pour éteindre le moteur du compresseur.

Figure 2 : Un seul quart de travail : économie potentielle de 28 %

Figure 2 : Un seul quart de travail : économie potentielle de 28 %

Élimination des fuites d’air

Dans les anciennes installations de com-pression d’air, les fuites peuvent engloutir jusqu’à 20 % de l’air comprimé produit.

Une fuite de 3 mm correspond à une perte de 42 000 kWh d’électricité par an.
Coût annuel* des fuites d’air (à une pression de 7 bar)  :
• Trou de 3 mm = 12 l/s = prix d’un vélo
• Trou de 6 mm = 47 l/s = prix d’une petite voiture
• Trou de 9 mm = 108 l/s = prix d’une camionnette
* Sur la base de 8 760 heures de fonctionnement par an à 0,07 $ le kWh d’électricité.

Figure 3 : Deux quarts de travail : économie potentielle de 9 %

Figure 3 : Deux quarts de travail : économie potentielle de 9%

Figure 4 : Économie d’énergie avec la fonction DSS

Figure 4 : Économie d’énergie avec la fonction DSS

Réduction de la bande de pression

Une baisse efficace de la pression permet de réduire la consommation d’énergie. À chaque diminution d’un bar (14,5 psi), la consommation d’énergie chute de 7 %. De plus, une baisse de la pression du système atténue le risque de fuites. Chaque baisse d’un bar réduit ainsi le risque de fuites de 13 %.

Figure 5 : Pertes d’énergie à cause des fuites

Figure 5 : Pertes d’énergie à cause des fuites

C’est la raison pour laquelle la technique de cascade employée par bon nombre d’installations à plusieurs compresseurs ne s’avère pas pertinente pour réguler la pression du système. Cette méthode exploite les différents paramètres de charge/déchargement de chaque compresseur.

Dès que la pression du système tombe sous une valeur donnée, le compresseur suivant dans la cascade se met à tourner à plein régime. Ces pressions de charge se révèlent souvent bien plus élevées que la pression requise. Un régulateur central peut moduler la pression du système de façon bien plus précise, car il se sert de plusieurs paramètres et de logarithmes sophistiqués.

Figure 6 : La régulation en cascade mise en oeuvre dans de nombreuses salles de compresseurs, n’est pas économe en énergie

Figure 6 : La régulation en cascade mise en oeuvre dans de nombreuses salles de compresseurs, n’est pas économe en énergie

Figure 7 : Système de cascade ou commande centrale

Figure 7 : Système de cascade ou commande centrale

Récupération d’énergie

À la pression atmosphérique, l’air contient un certain niveau d’énergie, qui est accru durant le processus de compression. Jusqu’à 94 % de l’énergie est convertie en chaleur de compression. En l’absence de récupération de l’énergie, cette chaleur est rejetée vers l’extérieur par le système de refroidissement et par radiation.

Figure 8 : La récupération d’énergie peut faire baisser les frais de carburant et d’entretien

Figure 8 : La récupération d’énergie peut faire baisser les frais de carburant et d’entretien

La quantité d’énergie qui peut être récupérée dépend de la taille du compresseur et du nombre d’heures de fonctionnement. En règle générale, le potentiel est compris entre 50 et 94 %.

Étant donné que près de 70 % des processus industriels recourent à l’eau chaude ou à la vapeur, des équipements de récupération d’énergie peuvent permettre de diminuer les frais de carburant et d’entretien des équipements alternatifs.

 

Atlas Copco Compresseurs Canada
Paul Petropoulos
Chef de produits – Pièces détachées et consommables
paul.petropoulos@ca.atlascopco.com
30, Montrose, Dollard-des-Ormeaux
Québec, Canada  H9B 3J9
Tél. : 514 421-4121

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