AIR COMPRIMÉ RETOUR D’EXPERIENCE SOUS-SECTEUR PART DE L’AIR COMPRIMÉ INDUSTRIEL

AIR COMPRIMÉ RETOUR D’EXPERIENCE SOUS-SECTEUR PART DE L’AIR COMPRIMÉ INDUSTRIEL SUR LA CONSOMMATION TOTALE D’ÉLECTRICITÉ CAOUTCHOUC 15% ÉLECTRONIQUE 17% FONDERIE – EMBOUTISSAGE 18% MÉCANIQUE ET ÉQUIPEMENTS 17% THERMIQUES PLASTURGIE 13% TEXTILE 17% MOYENNE 16 % VOIES DE PROGRÈS % DE SITES GAINS MOYENS* POTENTIELLEMENT (EN % DU POSTE) CONCERNÉS AMÉLIORATION DU MODE 75 % 14 % D’ENGAGEMENT OU COMPRESSEUR À VITESSE VARIABLE RÉDUCTION DU TAUX DE FUITES 86 % 11 % DE FAÇON NOTABLE ET RÉALISTE REDIMENSIONNEMENT DU SÉCHEUR 27 % QUALITÉ POUR GARANTIR FOURNITURE LE POINT DE ROSÉE REQUIS (MOINS DE REBUTS) VALORISATION ÉNERGÉTIQUE DU 13 % 9 % REFROIDISSEMENT DU COMPRESSEUR RÉDUCTION DE LA PRESSION 8 % 2,1 % (USAGES ET PRODUCTION) *Gains énergétiques sur la part énergétique de la production d’air comprimé. AIR COMPRIMÉ  Ratio énergétique spécifique Le ratio énergétique spécifique pour l’air comprimé s’exprime en Wh/Nm3. La dispersion de ce ratio global s’analyse en fonction des paramètres suivants :  le mode de régulation en débit des compresseurs (TOR, modulant ou VEV (4 % des sites en sont équipés),  le mode d’engagement des compresseurs et leur taux de charge,  le niveau de pression de l’air comprimé produit (de 6 à 10 bareff),  le mode de séchage de l’air comprimé.  Distribution Le taux de fuite, qui caractérise énergétiquement la distribution, est un paramètre accessible uniquement lors des phases d’arrêt de production. Sa mesure n’accompagne donc pas systématiquement prédiagnostics et diagnostics, mais, lorsqu’elle a été possible, la valeur constatée s’échelonne de 13 à plus de 40 %. Par ailleurs, aucun cas de perte de charge véritablement excessive (mauvais dimensionnement du réseau du fait de section trop faible ou de coudes trop nombreux) n’a été observé.  T raitement des condensats Peu de sites disposent d’un traitement adéquat des condensats huileux (séparateurs).  Poids énergétique de l’air comprimé  Voies de progrès et potentiel de gains  Ratios de production d’air comprimé globaux observés chez les équipementiers de l’automobile OBJECTIF Dresser, à travers le panel de sites étudiés, l’état des existants et de l’exploitation des moyens de production de l’air comprimé de la profession et caractériser la performance énergétique des centrales. Production annuelle en millions d’unités (Nm3) Ratio spécifique (Wh/Nm3) AIR COMPRIMÉ Le rendement énergétique spécifique (Wh/Nm3) découle du taux de charge du compresseur selon le tableau suivant pour une centrale avec une régulation TOR (les rendements sont encore plus dégradés avec une régulation progressive mais en revanche quasiment pas avec une régulation à vitesse variable dans la plage de débit 20 % – 100 %). En outre le taux de charge renseigne directement le débit produit par le compresseur :  Ratio énergétique spécifique AUTODIAGNOSTIC centrale. En outre, le calcul du rendement énergétique de la centrale de production d’air comprimé impose des données de comptage (sur un temps représentatif du fonctionnement de l’usine, (typiquement 1 semaine) tant sur la partie alimentation de puissance que sur le débit d’air comprimé. À défaut, on peut néanmoins avoir une approximation du rendement énergétique d’un compresseur régulant en TOR (tout ou rien) à partir de la mesure du taux de charge de celui-ci ; le taux de charge étant facile à déterminer, pour une période donnée représentative : OBJECTIF Calculer les valeurs des ratios énergétiques caractérisant l’efficacité énergétique de la production d’air comprimé, afin de les comparer aux valeurs moyennes couramment rencontrées et présentées dans la fiche «retour d’expérience». Il s’agit en outre de mettre en place une base de données pérenne au niveau de la FIEV et en libre accès pour les adhérents. On peut donc, par exemple, en déduire le débit de fuite de l’usine lors d’un arrêt de fabrication, par la mesure du taux de charge (même sur période courte : dix minutes de présence auprès du compresseur régulant sont suffisantes avec comme TAUX DE CHARGE NOMBRE DE COMPRESSEURS (OU ÉQUIVALENCE EN DÉBIT PAR (TX) RAPPORT AU COMPRESSEUR D’APPOINT) 1 2 3 4 5 6 25 % 291 161 147 142 139 137 50 % 187 147 140 137 136 135 75 % 152 137 135 133 133 132 TAUX DE CHARGE (TX) = HEURES DE MARCHE EN CHARGE / HEURES DE MARCHE TOTALES [%] Évolution du rendement énergétique de compression à 7 bars (efficace) (hors auxilliaires) en Wh/Nm3 avec le taux de charge du compresseur d’appoint. DÉBIT MOYEN = TAUX DE CHARGE X DÉBIT NOMINAL COMPRESSEUR [m3/h ] DÉBIT DE FUITE = TAUX DE CHARGE (ARRET DE PRODUCTION) X DÉBIT NOMINAL COMPRESSEUR [m3/h ] Temps Engagement compresseur     Marche en charge : Tc Marche à vide : Tv TAUX DE CHARGE = TC / (TC + TV) Ratio énergétique (Wh/m3) RATIO = PUISSANCE ABSORBÉE PAR LA CENTRALE (COMPRESSEURS ET AUXILIAIRES) [Wh/m3] DÉBIT D’AIR PRODUIT équipement un simple chronomètre) en laissant la centrale fonctionner et réguler : Le ratio énergétique spécifique globalise des rendements intermédiaires liés à la compression, au refroidissement du compresseur et au traitement de l’air comprimé (séchage…). La distribution ne peut transparaître dans le calcul de ce ratio. Toutefois, l’incidence énergétique du compresseur et de son dimensionne- ment est primordiale, devant le séchage de l’air comprimé et le refroidissement des compresseurs. Donc, la connaissance de la seule puissance absordée par les compresseurs demeure un bon indicateur pour qualifier la performance énergétique de la Non-optimisé Optimisé 180 8 15 20 60 130 244 15  Le traitement  La distribution AIR COMPRIMÉ  Niveau de pression de l’air comprimé produit  + 7 % de consommation spécifique pour une production à 8 bareff au lieu de 7 bareff  Technologie de compression (centrifuge, vis, pistons, palettes, lobes, membranes)  ratios spécifiques nominaux de 110 à plus de 130 Wh/Nm3 à 7 bareff dans les conditions d’essais,  Mode de régulation en débit (modulant, TOR 0-100 %, TOR 0-50-100 %, mixte,VEV) et la cascade de régulation  dégradation de 50 % du rendement pour un taux de charge de 30 %.  Conditions de fonctionnement des compresseurs (température, pression d’aspiration de l’air, mode de refroidissement du compresseur et température associée)  surconsommation de 1,5 % pour des filtres encrassés.  La production OBJECTIF Répertorier les principaux matériels existants, en présenter les caractéristiques énergétiques, préciser leur mise en œuvre et leur domaine d’application. ÉTAT DE L’ART ET DES PRATIQUES  Type de sécheur (frigorifique, adsorption…) et concentration requise d’eau dans l’air (niveau de séchage défini selon le point de rosée exigé par les usages)  variation du ratio spécifique de 2 Wh/Nm3 à 20 Wh/Nm3 selon le type de sécheur et son dimensionnement  Degré de filtration (induisant plus ou moins de perte de charge)  Traitement des condensats huileux (séparation membranaire ou par décantation)  Respect de l’ordre des éléments composant la centrale de production (voir dessin ci-dessous).  Design du réseau (réseau bouclé ou en antenne, diamètre des tuyauteries, pertes de charge singulières)  Taux de fuite du réseau (raccords, tuyaux souples…)  les taux de fuites supérieurs à 20 % du débit moyen sont courants. Les campagnes de détection peuvent être menées à l’oreille lors d’arrêt de production ou à l’aide d’un détecteur à ultrasons pour ne pas être perturbé par le bruit de fond. Le coût d’un tel appareil est d’environ 4 000 l.  Inertie du réseau (volume) à travers son impact sur la régulation. uploads/Industriel/ 2-air-comprime-4p.pdf

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Industrielénergétique charge comprimé compresseur débit
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