Avant de s’équiper avec un appareil technique comme un compresseur d’air, le fait de s’intéresser à son fonctionnement et aux différents modèles facilite le choix. Comment fonctionne un compresseur rotatif à vis ? Quelle est sa mission dans le système et surtout ses avantages ?
En général, on retrouve deux types de compresseurs d’air qui génèrent la pression suffisante pour les circuits : les compresseurs centrifuges et les compresseurs volumétriques. Le compresseur volumétrique comprime l’air dans une chambre placée sous haute pression quand le compresseur centrifuge accélère l’air situé dans le dispositif. Le compresseur centrifuge fabrique une pression comprimant l’air à l’aide d’un anneau qui propulse à de grande vitesse l’air à l’intérieur du système.
Un compresseur rotatif à vis est composé de rotors femelles et mâles. Ces derniers pivotent dans des sens contraires. Ils offrent un tunnel à l’air qui diminue avec le corps des rotors. Ainsi l’air aspiré est comprimé au fur et à mesure du passage dans le couloir entre les rotors. La pression du compresseur rotatif à vis est fixe basique et dépend de la longueur des éléments, de la configuration de l’orifice de décharge et du pas de vis. Donc pour obtenir une pression de service opérationnelle et efficace, la pression intégrée du compresseur rotatif à vis doit être accordée.
Classiquement, on retrouve deux grands groupes de compresseurs d’air rotatifs à vis, les compresseurs à vis lubrifiés et les compresseurs à vis sans huile ou secs. Les compresseurs secs s’appuient sur un procédé de synchronisation des deux rotors quand les compresseurs à vis lubrifiés fonctionnent grâce à la transmission du mouvement par le rotor femelle sur le rotor mâle.
Parfois, il est possible de rencontrer ce type de compresseur avec une appellation différente. En effet, le compresseur lubrifié est également nommé compresseur à injection d’huile ou compresseur à bain d’huile. L’huile de ses compresseurs rotatifs à vis est transmise dans une chambre de compression. Ainsi, le liquide permet de lubrifier le système et refroidir la partie qui compresse l’air. De plus, la présence de liquide permet de limiter les fuites d’air depuis la chambre de compression. Enfin, les compresseurs rotatifs à vis lubrifiés sont utilisés avec des rapports de pression hauts. En effet, il suffit d’un étage de compression pour fournir une pression allant généralement jusqu’à 14 bars, même 17 bars pour certains. Attention toutefois, car ces compresseurs possèdent une efficacité énergétique restreinte.
Pour améliorer l’efficacité des compresseurs secs, les vis possèdent des profils asymétriques. Ainsi, lorsqu’ils fonctionnent à grande vitesse, la consommation d’énergie est moindre. Pour permettre de positionner plus efficacement les rotors, des engrenages externes permettent d’ajuster leur position. Les rotors ne possèdent aucun contact entre eux ni avec aucune autre partie du compresseur, c’est pour cela que l’huile n’est pas nécessaire. L’air comprimé n’est donc pas non plus en contact avec du liquide. Un simple étage dans la chambre de compression ne permet pas d’obtenir des pressions élevées. Alors pour offrir un refroidissement intermédiaire et des pressions plus hautes, plusieurs étages sont nécessaires avec une partie spéciale pour limiter les hausses de températures.
En fonction de leur vitesse de fonctionnement, les compresseurs rotatifs à vis se classent en deux catégories : les compresseurs à entraînement à vitesse variable (VSD) et les compresseurs à vitesse fixe. Les premiers proposent une vitesse adaptée à la quantité d’air requise quand les deuxièmes disposent d’une vitesse fixe continue.
Comme son nom l’indique, il possède une vitesse constante, quel que soit le besoin d’air comprimé dans le réseau. Alors il a tendance à avoir une consommation d’énergie supérieure par rapport à un autre compresseur qui peut voir varier sa vitesse de fonctionnement. Même lors de son arrêt, un fonctionnement temporaire sans production d’air est nécessaire et donc énergivore. Donc en cas de besoin variable d’air comprimé, d’enchainement de différentes équipes, la variation de la demande rend ce système inefficace et source de gaspillage.
Le moteur de ce type de compresseur s’adapte au besoin en air comprimé. Ainsi, il fournit un débit d’air (ou CFM) plus ou moins important en fonction de la demande, de la période, des pauses, des temps de rotation d’équipes… L’impact sur la consommation est important et donc les économies possibles grandes. Le contrôle de la consommation d’énergie est non négligeable par rapport à un compresseur à vitesse fixe. En effet, la part du fonctionnement du système d’air comprimé dans l’électricité d’une entreprise peut aller jusqu’à 70 %. Ainsi, les économies avec un compresseur à vitesse variable peuvent varier de 35 à 60 % par rapport à un compresseur à vitesse fixe.
Les compresseurs rotatifs à vis, plus particulièrement ceux à vitesse variable, proposent de nombreux avantages par rapport aux compresseurs à pistons. Les principaux avantages des compresseurs rotatifs à vis sont surtout une efficience énergétique avec une grande fiabilité. De plus, ils possèdent un faible encombrement associé d’un niveau de bruit en fonctionnement bas. Ce type de compresseur possède une durée de vie oscillant entre 60 000 et 80 000 heures. Il peut fonctionner jusqu’à des températures proches de 45 °C. Pour ceux à huile, la teneur est faible (3 ppm) tout en ayant la possibilité de fonctionner toute une journée sans risque de casse. Ce dernier point est très important, surtout pour les entreprises qui ne souhaitent pas prendre le risque de voir leur production arrêtée par un défaut de fonctionnement de son compresseur à air comprimé. Enfin, les sociétés qui ont des besoins variables au cours d’une journée profiteront également de la faible consommation d’un compresseur rotatif à vis à vitesse variable dans ces circonstances.
À la différence des compresseurs à pistons, les compresseurs rotatifs à vis ne disposent pas de vanne et ne subissent aucune autre force mécanique. Ainsi, le compresseur rotatif à vis (sec ou à huile) marche à des vitesses hautes et de taille réduite même à débit élevé. De plus, les compresseurs rotatifs à vis, surtout à huile, sont plébiscités par de nombreuses entreprises qui ont des besoins conséquents en air moyenne pression.
Vous en savez plus sur ces compresseurs rotatifs à vis qui disposent de très nombreux avantages. Toutefois, vous ne savez pas quel type choisir ou lequel sera le plus adapté à vos besoins et votre installation ? Contactez les experts de Groupe HMS pour recevoir de nombreux conseils et un devis personnalisé.
