Produits Services Services en ligne Notices
commerciales
Références L'entreprise Informations Actualités
 
  Foires
  Nouveaux produits
Presse
    Articles de presse
    Photos de presse
    Contact presse
  KAESER Report
  Événements Régionaux
  Reach
 
  

Coûts réduits et gain d’espace grâce à des techniques innovantes

 

pressinfo

Grâce à des techniques d’accumulation innovantes, les compresseurs bénéficient désormais d’un séchage performant et économique jusqu’à 34 m³/min – le tout dans une construction encore plus compacte.

Si de nombreuses méthodes existent pour sécher l’air comprimé, la technique la plus appropriée dépend des besoins propres à chaque environnement de production. Offrant un niveau élevé de performance et un traitement de l’air comprimé de qualité, le séchage frigorifique demeure le plus communément utilisé. Dans le passé, cette technique présentait toutefois l’inconvénient d’être énergivore.

La charge de pointe, un facteur déterminant
Afin de fournir en toute fiabilité la qualité demandée d’air comprimé, les sécheurs frigorifiques devraient être à même de fonctionner en continu dans des conditions extrêmes, telles qu’une température élevée 365 jours par an. Comme cela n’est jamais exigé, il est alors nécessaire d’investir de l’énergie dans des capacités de séchage supérieures aux besoins effectifs - sauf si le sécheur est équipé d’une technologie de régulation s’adaptant à la consommation réelle d’air comprimé.

Lorqu’une station d’air comprimé est sollicitée à 100 %, environ 3 % de la consommation énergétique totale revient au séchage de l’air comprimé. Cependant, en cas de charge partielle, la capacité du sécheur est sous-exploitée. Ceci doit être évité si les équipements de production ne sont utilisés que 8 ou 16 heures par jour, car les sécheurs ne traitent que de faibles quantité d’air comprimé ou des fuites lorsque les activités de production sont à l’arrêt.

Le fonctionnement continu des sécheurs est recommandé pour garantir une qualité constante d’air comprimé. En revanche, moins les capacités d’un compresseur sont utilisées, plus importantes sont les pertes énergétiques inhérentes au fonctionnement d’un sécheur 24h/24. Dans de telles conditions, la consommation d’un sécheur peut considérablement augmenter jusqu’à atteindre 20 % des dépenses énergétiques liées à la production d’air comprimé.

Mesures d’optimisation énergétique
Les progrès technologiques ont vu l’arrivée de nombreuses innovations en matière de séchage frigorifique, telles que la régulation Digital Scroll ou encore la masse thermique, cette dernière a permis d’améliorer significativement les performances des sécheurs frigorifiques à des débits inférieurs à 50 m³/min en charge partielle.

La régulation Digital Scroll permettait d’adapter en continu la capacité frigorifique du compresseur scroll, destiné à réguler la quantité de frigorigène en circulation en fonction de la température de refroidissement de l’air comprimé. L’installation d’un compresseur scroll servant à couvrir la charge de base s’accompagnait de celle d’un second compresseur qui restait à l’arrêt durant les périodes de faible demande. Si cette méthode offrait une large plage de réglage, la complexité technique de sa mise en œuvre en a fait une solution peu attractive.

Les sécheurs avec réservoir tampon étaient privilégiés pour les débits d’air comprimé inférieurs à 20 m³/min. L’utilisation d’un réservoir visait à absorber les fluctuations tout en garantissant une pression constante, ce qui permettait également de réduire les pertes de commutation du compresseur au minimum – et ce, d’autant plus que la capacité du réservoir était importante. D’autres systèmes reposaient sur une masse thermique plutôt qu’une cuve de stockage.

La plupart du temps, ce type de sécheurs utilise des composés minéraux pour stocker l’excédent de puissance frigorifique. Afin de limiter la fréquence de commutation du compresseur frigorifique et d’obtenir un point de rosée sous pression stable, la quantité de masse requise augmente proportionnellement aux capacités du système. De plus, la distribution de la chaleur au sein de la masse thermique exige une régulation précise.

Extrêmement fiables, les équipements à masse thermique sont capables de stocker de l’énergie sans consommation d’électricité. Lorsque l’accumulateur frigorifique est entièrement chargé, une réserve de sécurité permet de répondre à d’éventuels pics de demande. Cependant, leur poids est un inconvénient : même les sécheurs à masse thermique utilisés pour de faibles débits de 17 à 20 m³/min sont particulièrement lourds. Jusqu’à récemment, les plus grandes stations devaient être équipées de la régulation Digital Scoll et ne pouvaient donc bénéficier de sécheurs à masse thermique.

Nouvelle technologie
Une technologie innovante a dernièrement vu l’entrée sur le marché de sécheurs frigorifiques équipés d’un tout nouveau type de masse thermique, composée d’un matériau à changement de phase (ou MCP). Ces matériaux possèdent une capacité à stocker et restituer des quantités importantes d’énergie à un point très précis, auquel ils subissent un changement d’état. C’est le même principe qui permet aux glaçons de refroidir une boisson : aussi longtemps que les glaçons fondent dans le verre, la température de la boisson est constante. Ces derniers peuvent absorber une certaine quantité de chaleur avant de fondre complètement. La même quantité d’énergie est en fait nécessaire pour transformer de la glace à 0°C en liquide que pour chauffer de l’eau de 0°C à 80°C.

Capables de stocker de l’énergie thermique de manière presque invisible pendant de longues périodes avec des pertes très faibles mais aussi de s’adapter à tout cycle de répétition, ces matériaux sont également connus sous le nom de masses thermiques à chaleur latente.

Ces masses thermiques emploient généralement des sels spécifiques ou des cires de paraffine du fait de leur capacité à emmagasiner d’énormes quantités d’énergie thermique. En cédant de l’énergie préalablement absorbée, la masse thermique se solidifie. Le changement d’état s’effectue à température constante car il utilise l’intégralité de la chaleur pénétrant dans le système. Les sécheurs frigorifiques équipés de cette technologie exploitent ainsi les principes de liquéfaction et de solidification à des fins de gestion thermique.

Ces sécheurs fonctionnent de la manière suivante : en cas de besoin, le compresseur frigorifique se met en marche pour refroidir l’air comprimé, qui se trouve par exemple à une température de 5°C. Le sécheur refroidit simultanément l’air comprimé et la paraffine à environ 3°C. La température est alors constante car la paraffine passe de l’état liquide à solide. Le matériau est de nouveau refroidi à environ 2°C, puis le compresseur frigorifique s’arrête. L’air comprimé passe dans l’échangeur de chaleur entouré de la paraffine solidifiée. Cette dernière absorbe la chaleur de l’air comprimé et se liquéfie, permettant le refroidissement de l’air comprimé. Le processus se poursuit jusqu’à ce que la température de déclenchement du compresseur frigorifique soit atteinte, puis un nouveau cycle commence.

Ces nouveaux modèles intègrent un système à base de paraffine, matériau sélectionné pour son faible coefficient de dilatation ainsi qu’une capacité d'accumulation supérieure de 98 % aux masses thermiques conventionnelles.

Grâce à la forte capacité d’accumulation du MCP, la conception de l’échangeur de chaleur du compresseur frigorifique a été entièrement repensée. Si les sécheurs frigorifiques étaient autrefois équipés d’échangeurs en cuivre, puis à plaques pour les premiers sécheurs à masse thermique, les dernières machines bénéficient d’échangeurs de chaleur en aluminium associant les fonctionnalités d’un échangeur air-air et air-MCP. Cette avancée considérable se traduit par une plus grande efficacité énergétique ainsi qu’une réduction considérable de l’encombrement du sécheur.

Pertes de charge réduites et moindre consommation d’énergie
La construction plus compacte a permis de réduire les pertes de charge à 0,15 bar, contre 0,20 bar en moyenne pour les modèles conventionnels. Avec une consommation inférieure à 87 watts par m³/min d’air comprimé, les nouveaux sécheurs affichent également des performances énergétiques exceptionnelles. Du fait de l’utilisation de plus petites pièces et d’une architecture intelligente, ils sont bien plus légers et occupent encore moins d’espace.

Le système de refroidissement tout comme l’échangeur de chaleur ont été largement perfectionnés. Un compresseur scroll à haute efficacité remplace désormais le compresseur à pistons, tandis que le tube capillaire a cédé la place à une soupape d’expansion. Cette dernière adapte la quantité de frigorigène à la charge de manière dynamique. Par conséquent, l’utilisation du frigorigène est économique et le compresseur frigorifique consomme moins d’électricité. Au total, les nouveaux sécheurs nécessitent 50 % d’énergie en moins que les équipements courants equivalents.

Une porte ouverte à de futures avancées
Les récents progrès permettront dès demain d’équiper des sécheurs encore plus puissants de cette technologie innovante. Cette perspective profitera principalement aux sytèmes ne pouvant actuellement pas bénéficier du séchage à masse thermique en raison de limitations techniques. Dans les années à venir, de nouveaux modèles toujours plus perfectionnés devraient ainsi voir le jour.

De nouveaux sécheurs frigorifiques innovants permettent un gain de place majeur et des économies énergétiques considérables

Comment marche le nouveau système de séchage frigorifique Fonctionnement du système : 1. Le compresseur frigorifique est en marche : il délivre du froid pour sécher l’air comprimé et refroidir la masse thermique. 2. La masse thermique se solidifie à température constante en cédant une quantité de chaleur importante par le frigorigène. 3. Le frigorigène poursuit le refroidissement de la masse thermique jusqu’à la température d’arrêt du compresseur frigorifique. 4. Le compresseur frigorifique s’arrête. 5. La masse thermique fournit du froid pour sécher l’air comprimé et elle se réchauffe. 6. La masse thermique se liquéfie à température constante en absorbant la chaleur de l’air comprimé humide. 7. La masse thermique se réchauffe jusqu’au point d’enclenchement du compresseur frigorifique.

 
KAESER home Search Sitemap
Plus d’informations
Documentation commerciale
KAESER Toolbox

 

KAESER Phone +61 3 9791 5999

KAESER eMail Email

 

KAESER Toolbox

retour top
Protection des données, KAESER COMPRESSORS Australia Pty Ltd, , info.newcaledonia@kaeser.com