Comprendre le fonctionnement d’un compresseur d’air est essentiel pour en trouver un qui convient à vous et à votre entreprise. Une fois que vous avez choisi celui qui correspond le mieux à vos besoins, le conseil est d’opter pour un compresseur d’air de location : vous pourrez économiser jusqu’à 50% d’énergie !
Comment fonctionne un compresseur d’air
Un compresseur d’air est une machine qui utilise l’énergie mécanique pour augmenter la pression du gaz/vapeur, qui est convertie en énergie potentielle ou énergie de pression.
Il existe deux principaux types de compresseurs d’air :
Comment fonctionne un Compresseur d’air : dynamique
- Dynamique, où la compression se produit en raison de vitesses qui peuvent être imprimées sur le corps (notamment la force centrifuge)
- Volumétrique, où la compression est fournie par un mouvement mécanique (le plus souvent un piston)
Dans un compresseur dynamique, le flux est comprimé en exploitant l’énergie cinétique conférée au gaz par des mécanismes appropriés. Le type de compresseur dynamique le plus courant est le compresseur centrifuge.
Fonctionnement d’un compresseur centrifuge
La principale caractéristique des compresseurs centrifuges est d’augmenter la pression de refoulement en fonction de l’augmentation de leur vitesse de rotation (qui est normalement déjà pertinente >10000 rpm) alors que le débit d’air reste constant et indépendant de la vitesse. Ils sont normalement multi-étagés, en ce sens qu’il y a plusieurs turbines de différentes tailles qui augmentent successivement la pression de l’air par paliers jusqu’à ce qu’elle atteigne le niveau requis.
Ils sont principalement utilisés dans des procédés « sans huile » et avec des débits moyens-élevés.
Ce sont des machines très fiables mais avec une maintenance coûteuse, adaptées aux applications à moyenne pression. Ils sont très demandés, par exemple, par les entreprises alimentaires, pharmaceutiques et chimiques.
Comment fonctionne un Compresseur d’air : volumétrique
Les compresseurs volumétriques, plus répandus que les compresseurs dynamiques, aspirent un certain volume de gaz quelles que soient les pressions amont et aval. Son débit est proportionnel à la vitesse de rotation, tandis que la pression reste constante car elle dépend du rapport de compression entre le volume d’aspiration et le volume de refoulement.
Le compresseur à déplacement positif le plus courant est le compresseur à piston. C’est une machine qui se compose principalement de pistons coulissant à l’intérieur de cylindres qui régulent le débit d’air à l’aide de soupapes d’admission et d’échappement, permettant les phases de compression, d’échappement et d’admission ultérieures.
Ils sont idéaux pour une petite ou petite utilisation industrielle, notamment à faible puissance, car leur niveau sonore et leur encombrement ne leur permettent pas d’être pleinement utilisables dans les grandes tailles.
Ils sont très fiables et ont un coût de maintenance très faible.
Des compresseurs à pistons multi-étagés adaptés pour fonctionner à plein rendement avec des pressions de fonctionnement moyennes à élevées (> 20 bars) sont disponibles sur le marché.
Enfin, les compresseurs à pistons peuvent être de type « Oil Free » pour des utilisations process dans les secteurs alimentaire, chimique ou sanitaire.
Comment fonctionne un Compresseur à palettes ..
Le compresseur à palettes appartient à la famille volumétrique rotative, c’est-à-dire des machines qui, au moyen d’éléments rotatifs, déplacent un volume d’air d’un plus grand à un plus petit que le précédent, déterminant l’augmentation de la pression et donc la décharge ultérieure. L’unité de compression est constituée d’un cylindre, le stator, à l’intérieur duquel tourne un rotor qui loge les aubes dans des rainures longitudinales spéciales ; l’ensemble est complété par deux couvercles.
Les aubes sont maintenues en contact avec le stator par la force centrifuge ; ils ne touchent pas le stator mais flottent sur un film d’huile qui l’empêche de se détériorer. L’arbre du rotor est supporté par des bagues car il n’y a pas de poussées axiales à compenser. La vitesse de rotation du compresseur peut varier d’un minimum de 1000 tr/min à un maximum de 3000 tr/min et dépend essentiellement des caractéristiques du moteur électrique qui est directement relié au compresseur par l’intermédiaire d’un accouplement élastique.
Très efficace et fiable, il est particulièrement adapté aux pressions et débits d’air moyens-bas mais ne peut pas être « oil free ».
Fonctionnement d’un Compresseur à vis
Le compresseur à vis est un compresseur rotatif volumétrique composé de deux rotors parallèles équipés extérieurement de plusieurs profils hélicoïdaux (vis) de sorte qu’ils peuvent s’engrener l’un avec l’autre. Les deux rotors sont logés dans un stator constitué de deux cylindres sécants longitudinalement, à l’intérieur desquels les rotors tournent avec un jeu ne pouvant être réduit au-delà d’une certaine limite.
Les arbres des rotors sont supportés par des roulements, et généralement un rotor entraîne l’autre à travers l’engrènement des mêmes profils hélicoïdaux. Parfois, les deux peuvent être entraînés par une paire d’engrenages externes, pour réduire la friction autrement présente. Lors de la rotation, les profils de vis découvrent un orifice d’admission, situé à une extrémité du stator, par lequel l’air entre pour remplir le volume entre les profils eux-mêmes jusqu’à son extension maximale.
Du côté opposé, les profilés, pénétrant l’un dans l’autre, réduisent le volume et compriment l’air qui y est enfermé jusqu’à ce que la lumière de refoulement soit révélée.
Le compresseur à vis est répandu en raison de la diffusion de la technologie de sa construction. De nombreux fabricants et assembleurs proposent ce produit dans les variantes les plus diverses : mono-étagé, bi-étagé pour la haute pression avec et sans huile pour les applications « Oil free ». La vitesse de rotation est normalement supérieure à celle du moteur auquel elle est reliée du fait des engrenages multiplicateurs ou du rapport de poulie dû à la présence d’une courroie.
Le problème de l’économie d’énergie s’est traduit par la prolifération d’application de convertisseurs de fréquence au compresseur qui, en faisant varier la vitesse de rotation des vis, fait varier le débit assurant un meilleur rendement aux charges partielles.
Nous vous proposons un tutoriel sur la mise en service d’un compresseur ainsi que quelques conseils d’utilisation.
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