Aujourd'hui, les entreprises recherchent des pratiques de fabrication durables et adoptent des processus et des techniques qui minimisent les incidences négatives sur l'environnement tout en économisant l'énergie. Les entreprises manufacturières de secteurs tels que les produits pharmaceutiques, l'automobile, l'agroalimentaire, les textiles et autres optent pour des solutions à faible consommation d'énergie et à faibles coûts d'exploitation, ce qui se traduit par une productivité élevée.
Les différentes industries sont alimentées par diverses applications pneumatiques qui exigent un débit d'air spécifique (m3/min). La sélection d'un système d'air comprimé est cruciale pour garantir que le compresseur d'air répond aux exigences de débit et de pression des applications pneumatiques tout en garantissant des performances optimales.
Les clients peuvent choisir parmi la large gamme de compresseurs d'air ELGi équipés ou non d'un entraînement à fréquence variable en fonction de la variation de la demande de débit d'air, pour répondre à leurs besoins industriels. Dans le cas d'un compresseur d'air à vitesse fixe, le compresseur fonctionne au même rythme, consommant la puissance fixe pour la demande d'air. Le moteur électrique fonctionne à la vitesse maximale constante, quelle que soit la demande d'air comprimé. D'autre part, le compresseur d'air avec entraînement à fréquence variable peut ajuster automatiquement la vitesse entre son minimum et son maximum, ce qui garantit que la production d'air comprimé correspond à la demande d'air comprimé et consomme par conséquent beaucoup moins d'énergie lorsque la demande est faible.
Aperçu des technologies à vitesse fixe et à vitesse variable
Il existe deux principaux types de contrôle de vitesse pour les moteurs électriques : la vitesse fixe et la vitesse variable. La vitesse fixe signifie que le moteur tourne à une vitesse constante, quelle que soit la charge ou la demande. Il s'agit du type de contrôle de vitesse le plus communément utilisé dans les applications qui exigent une vitesse constante. La vitesse variable signifie que le moteur ajuste sa vitesse en fonction de la charge ou de la demande. Le VFD est utile dans les applications où l'efficacité énergétique est une priorité tout en garantissant que l'air comprimé généré correspond à la demande de l'application finale. Dans les compresseurs lubrifiés à l'huile et les compresseurs non lubrifiés, les entraînements à fréquence variable sont couramment utilisés avec la technologie decompresseurs d'air à vis .
Il existe plusieurs façons d'obtenir un contrôle fixe de la vitesse. L'une d'entre elles est la commande de démarrage/arrêt. Dans ce cas, un capteur de pression envoie un signal de sorte que le compresseur démarre lorsque la pression est inférieure à la valeur requise et s'arrête lorsque la valeur atteint la valeur maximale réglée. Le compresseur fonctionne donc soit à pleine charge, soit pas du tout.
Une autre option est la commande de charge/hors charge. La régulation charge/hors charge est souvent utilisée dans les applications d'air comprimé de taille moyenne avec un nombre d'heures de fonctionnement plus élevé. Au lieu d'arrêter le moteur du compresseur, celui-ci est mis hors charge, ce qui signifie qu'il n'y a pas de débit d'air fourni, juste une petite quantité d'air pour le faire fonctionner. En mode hors charge, le compresseur consomme environ 30 % de la consommation à pleine charge sans fournir de débit d'air. Cela permet de garantir que le compresseur peut être utilisé à tout moment à pleine charge.
La dernière option est la modulation, qui est idéale pour une variation limitée du débit d'air comprimé. La vanne d'entrée peut moduler le débit en fonction de la pression du système d'air comprimé. L'étranglement ou la fermeture du clapet d’aspiration entraîne une réduction du débit d'air comprimé du compresseur. Le compresseur peut donc ajuster le débit de 100 % à environ 50 % de la capacité nominale. En cas de demande plus faible, le compresseur passe en mode charge/hors charge.
Avantages et inconvénients des compresseurs d'air à vitesse fixe et à variateur de fréquence
Les compresseurs d'air à vitesse fixe fournissent un débit d'air maximal constant. Ils conviennent donc aux applications qui ont des besoins de débit d'air fixes et continus pour les opérations. Les entraînements à vitesse fixe sont généralement plus faciles à entretenir et plus fiables, car ils nécessitent moins de refroidissement. Cependant, les compresseurs d'air à vitesse fixe sont moins efficaces lorsque la demande d'air comprimé est plus faible, car ils ne peuvent pas ajuster la vitesse comme les compresseurs d'air à entraînement à fréquence variable.
Les compresseurs d'air à vitesse variable conviennent aux demandes de débit d'air variables. Un compresseur à vitesse variable est idéal pour les demandes de débit d'air fluctuant entre la capacité minimale et maximale du compresseur. Le VFD des compresseurs d'air ajustent la vitesse du moteur et veillent à ce que le compresseur ne consomme pas d'énergie excessive en fonctionnant au maximum de sa capacité. Les compresseurs d'air équipés d'un variateur de vitesse permettent de réaliser d'importantes économies d'énergie par rapport aux compresseurs à vitesse fixe.
Pourquoi la vitesse variable n'est pas toujours le bon choix
Bien qu'un compresseur à vitesse variable puisse être plus économe en énergie qu'un compresseur à vitesse fixe, ce n'est pas toujours le bon choix. Un compresseur à vitesse variable entraîne une perte de rendement de 2 à 4 % dans les applications où la demande d'air est constante. En outre, le système d'entraînement à vitesse variable peut entraîner des coûts de maintenance plus élevés. Pour ces raisons, un compresseur à vitesse fixe est généralement le meilleur choix dans les applications où la demande d'air est constante.
Quand le variateur de vitesse est-il le bon choix et pourquoi ?
Le choix d'un compresseur d'air à entraînement à fréquence variable dépend de la demande de débit d'air (m3/min) de l'application finale. Les compresseurs d'air à entraînement à fréquence variable sont plus appropriés lorsque l'application finale a des demandes de débit d'air variables et un cycle de travail irrégulier. Les systèmes d'air comprimé ELGi avec VFD peuvent fonctionner à différentes vitesses pour s'adapter à la demande d'air de l'application, ce qui permet de réaliser d'importantes économies d'énergie. En outre, le compresseur d'air à entraînement à fréquence variable peut être démarré et arrêté en fonction des besoins, ce qui réduit encore la consommation d'énergie.
Les variateurs de vitesse sont couramment utilisés dans les compresseurs d'air à vis lubrifiés ou les compresseurs d'air à vis non lubrifiés pour contrôler la vitesse du moteur, qui à son tour affecte la quantité d'air fournie par le compresseur d'air. La réduction de la vitesse du moteur permet de réduire le gaspillage d'énergie dans les compresseurs d'air à vis .
Pourquoi le dimensionnement du compresseur reste-t-il important ?
Avec autant de technologies de compresseurs d'air sur le marché aujourd'hui, le choix de la bonne solution pour votre production peut s'avérer fastidieux. Lors du choix d'un compresseur d'air, il est essentiel d'évaluer le type de charge. Lorsque vous choisissez un compresseur d'air pour votre installation, vous devez prendre en compte le cycle de fonctionnement, la pression de fonctionnement et la demande de débit d'air.
Voici quelques points à prendre en considération lors du choix d'un compresseur d'air adapté à votre entreprise.
Exigences en matière de débit d'air : Le débit d'air est le volume d'air produit par le compresseur d'air à une certaine pression dans un temps donné. Avant de sélectionner le compresseur, il est essentiel de déterminer la fréquence à laquelle les tâches doivent être effectuées ou le nombre de tâches simultanées afin de calculer le débit d'air total requis pour toutes les applications pneumatiques. Le choix d'un compresseur d'air sous-puissant signifie que le compresseur d'air ne peut pas fournir le débit et la pression requis pour les applications pneumatiques, ce qui peut entraîner des problèmes dans la chaîne de production.
Exigences en matière de pression : La pression (bar eff) est la force nécessaire pour effectuer une tâche à un moment donné. Il est idéal de sélectionner le compresseur en fonction de la pression de travail nécessaire pour les applications pneumatiques. Si un compresseur d'air fonctionne à une pression plus élevée que nécessaire, il consommera beaucoup plus d'énergie pour atteindre cette pression supplémentaire.
Cycle de travail : Le facteur de marche fait référence au cycle de fonctionnement ou à la durée pendant laquelle le compresseur fonctionne pour fournir de l'air comprimé à une pression constante et à un débit spécifique. C'est l'un des paramètres critiques qui permet de décider si un entraînement à vitesse fixe ou un variateur de fréquence (VFD) est nécessaire.
En outre, nous recommandons de réaliser un audit d'air ELGi avec l'un de nos experts en air comprimé afin de déterminer le compresseur d'air adapté à votre application et à vos besoins.
Pourquoi opter pour les compresseurs d'air à entraînement à fréquence variable d'ELGi ?
Voici quelques raisons de considérer les compresseurs d'air ELGi avec entraînement à fréquence variable pour vos applications :
Efficacité énergétique : Dans les compresseurs d'air ELGi à entraînement à fréquence variable, la vitesse du moteur est régulée, ce qui permet de produire le débit d'air requis et d'éviter tout gaspillage d'énergie. Le compresseur d'air VFD est très utile aux industries et aux applications dont les exigences en matière de débit d'air (m3/min) varient.
Temps de disponibilité élevé : L'alimentation régulée en air comprimé permet d'optimiser le système d'air comprimé et de réduire les risques d'usure de l'équipement, offrant ainsi un temps de fonctionnement plus élevé.
La consommation d'énergie représente jusqu'à 75 % du coût total du cycle de vie d'un compresseur d'air et constitue un facteur important dans la gestion des coûts d'exploitation. Les organisations du monde entier cherchent à minimiser leurs coûts d'exploitation pour rester rentables et réduire leur impact sur l'environnement. Les compresseurs d'air équipés d'un entraînement à fréquence variable (VFD) permettent aux entreprises de fabrication et de services qui recherchent des solutions écoénergétiques et une rentabilité élevée d'optimiser de manière significative leur productivité et leur consommation d'énergie.
ELGi offre à ses clients une large gamme de solutions pour l'air comprimé, incluantdes compresseurs d'air à vis à vitesse fixe ou à entraînement vitesse variable en fonction des exigences de l'application finale.
Nos experts en air comprimé peuvent vous aider à sélectionner le compresseur d'air adapté à votre application. Contactez-nous à l'adresse suivante euenquiry@elgi.com.
Foire aux questions (FAQ)
Comment vérifier le potentiel d'économie d'énergie d'un entraînement à fréquence variable (VFD) ?
Chaque compresseur d'air est équipé d'un contrôleur. Ce contrôleur indique les heures de fonctionnement ainsi que les heures de fonctionnement en charge et hors charge. Si les données montrent que les heures de fonctionnement hors charge représentent 15 à 20 % du total des heures de fonctionnement, il existe un potentiel important d'économie d'énergie grâce à l'utilisation d'un variateur de vitesse.
Comment identifier le compresseur d'air requis pour l'installation d'un système d'entraînement à fréquence variable (VFD) ?
Si vous n'utilisez qu'un seul compresseur d'air pour fournir le débit d'air en fonction de la demande, le VFD peut être installé sur le même compresseur (si le potentiel d'économie a été identifié). En revanche, si votre usine utilise plusieurs compresseurs d'air pour répondre à la demande de débit d'air (m3/min), vérifiez les taux de charge des compresseurs pour choisir le meilleur compresseur possible pour répondre au profil de consommation. ELGi offre une consultation technique pour identifier les économies potentielles dans votre système d’air comprimé , contactez nos experts.
Comment confirmer le taux de charge d'un compresseur d'air à vis ?
La meilleure méthode pour déterminer le taux de charge d'un compresseur d'air à vis est de réaliser un audit énergétique auprès d'un expert en air qualifié d'ELGi. Ils vous aideront à mesurer avec précision le profil de consommation.
Que se passera-t-il si nous installons un variateur de vitesse pour répondre à une demande constante ?
L'installation d'un VFD pour la seule charge de base ne permettra pas d'économiser de l'énergie puisque la charge de base ne passe pas par un cycle de décharge. Une machine alimentée par un variateur de vitesse consommera environ 103 % à pleine charge (3 % de pertes du variateur). Il n'y aura donc pas d'économies.
