La sélection d’un réservoir d’air comprimé

Et avec raison: le réservoir accomplira un rôle différent selon son positionnement dans le système d’air comprimé. De plus, son impact sur le système ne sera pas facile à démontrer.

Néanmoins, l’ajout de réserves d’air ne nuit jamais. Les résultats sur le terrain le prouvent: les systèmes d’air comprimé bénéficiant de grandes réserves fonctionnent de manière plus fluide et sont plus fiables.

Différents emplacements, différents rôles

En général, on retrouve les réservoirs d’air comprimé dans trois configurations différentes:

  • dans la salle des compresseurs, en air humide (réservoir de contrôle)
  • dans la salle des compresseurs, en air sec (réservoir d’appoint)
  • sur les aires de production, dédié à une application pneumatique (réservoir d’appoint)

Chaque configuration apporte ses bénéfices et chacune a une incidence sur les autres, l’idéal étant de combiner les trois dans un même système. Dans cet article, nous aborderons uniquement le rôle du réservoir de contrôle en air humide. Les réservoirs d’appoint feront l’objet de notre prochain article.

La sélection adéquate d’un réservoir et de son emplacement exige une connaissance approfondie des systèmes d’air comprimé. Il n’existe pas de recette miracle pouvant s’appliquer à tous les systèmes puisque chacun est unique. Les recommandations formulées dans cet article sont des lignes directrices générales.

Le réservoir de contrôle: un rôle critique

Le réservoir de contrôle en air humide est probablement le plus critique, particulièrement si le système est doté de plusieurs composantes de traitement d’air comme des filtres et des sécheurs. Si l’espace ou le budget sont limités, la priorité devrait être mise sur l’installation de ce réservoir. Il joue un rôle primordial dans le système d’air comprimé:

  • il adoucit les variations de pression sur le réseau pouvant provoquer des départs et des arrêts inutiles des compresseurs;
  • il forme une chambre d’expansion directe à la sortie des compresseurs qui vient diminuer l’effet de « frapper un mur » lorsque l’air rencontre les premiers filtres et sécheurs sur le réseau;
  • il élimine à lui seul une grande quantité d’eau grâce au dégagement de chaleur exercé par les parois du réservoir. Ce phénomène contribue à diminuer de façon substantielle la charge imposée aux filtres et aux sécheurs;
  • en présence de compresseurs rotatifs lubrifiés, il constitue une barrière de protection efficace contre l’huile pour les composantes de filtration en aval si jamais le séparateur air-huile à l’intérieur des compresseurs venait à déchirer.

Quel volume devrait-on prévoir pour le réservoir de contrôle?

Un ratio de 1 gallon par cfm sera généralement suffisant pour bénéficier des avantages énumérés plus haut. Par exemple, un réservoir de 240 gallons conviendrait bien à un compresseur d’une capacité de 240 cfm.

Lorsque le compresseur prioritaire opère en mode pleine charge – marche à vide (dual control), on peut réaliser un gain en efficacité énergétique en augmentant le ratio de réserve de 3 à 5 gallons par cfm. Ceci diminuera la fréquence des mises à vide du compresseur et par conséquent la quantité d’air gaspillé qui sera rejeté à l’atmosphère lors de la dépressurisation.

Le graphique A démontre l’effet de différents ratios de réserve sur l’efficacité d’un compresseur opéré en mode dual control. Les compresseurs à capacité variable (modulation, déplacement variable ou vitesse variable) seront affectés de manière négligeable par l’augmentation du ratio de réserve, à moins qu’ils n’opèrent à très faible capacité, les obligeant à passer en marche à vide régulièrement.

Graphique A Impact du ratio de réserve d'air sur un compresseur rotatif lubrifié contrôlé en mode dual (pleine charge – marche à vide) Crédit: Compressed Air Challenge©

Installation

Le réservoir vertical devrait être préconisé. Il occupera moins d’espace et il accentuera l’effet de filtration naturelle par gravité des contaminants dans l’air. Il devrait être installé directement à la sortie des compresseurs, avant toute autre composante. L’air devrait entrer par le bas du réservoir et en sortir par le haut.

Si possible, on veillera à installer le réservoir à l’endroit le plus frais dans la salle des compresseurs pour maximiser la condensation d’eau à l’intérieur. Le réservoir devrait être équipé d’un drain automatique fonctionnant à la demande (sans perte d’air) et il devrait comporter une soupape de sûreté sélectionnée adéquatement.

Un manomètre facilement lisible à hauteur d’homme devrait être installé. Si une connexion d’urgence a été prévue (par exemple pour connecter un compresseur mobile de location) c’est généralement sur le réservoir d’air humide qu’on l’installe.

En résumé

Le réservoir de contrôle devrait toujours faire partie d’un système d’air comprimé et son installation devrait normalement coïncider avec l’acquisition d’un nouveau compresseur. Cette pratique auparavant généralisée avec les compresseurs à pistons s’est peu à peu perdue avec l’arrivée des compresseurs rotatifs.

Si le réservoir de contrôle est destiné à améliorer la fluidité, la fiabilité et l’efficacité des compresseurs, le réservoir d’appoint est pour sa part destiné à assurer un apport d’air plus constant aux applications pneumatiques sur le réseau. Ce sera l’objet de notre prochain article.

 

Alexandre Paré, ing.
Conseiller technique chez Air Industriel Inc.
alexandre.pare@airindustriel.com

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