Guide complet : la sécurité dans la salles des compresseurs
31 juillet 2024
Apprenez à structurer un environnement approprié pour l'exploitation, la maintenance et l'expansion future de votre système d'air comprimé en toute sécurité et efficacité.
La grande majorité des usines ont une névralgie, c'est-à-dire une faille dans leur « système nerveux », dont elles ont rarement idée : la salle des compresseurs, un espace critique qui abrite la majeure partie du système d'air comprimé.
Pour assurer la sécurité des employés et la préservation des équipements, cet espace doit être réfléchi dans les moindres détails. Des questions telles que la réduction du bruit et des vibrations, les performances optimales du système, l'efficacité énergétique et la réduction des émissions de CO2, ainsi que la possibilité d'extensions futures, doivent être prises en compte. Nous avons dressé ci-dessous la liste de toutes les exigences nécessaires pour y parvenir - jetez-y un coup d'œil !
Contenu
La salle des compresseurs doit être installée dans un endroit central et couvert.
La première règle pour réussir à structurer votre salle des compresseurs est d'organiser un espace central séparé, de préférence à l'intérieur. Cela présente certains avantages, tels qu’:
- Une plus grande économie de fonctionnement
- Un système d'air comprimé mieux conçu
- Une facilité d'utilisation et d'entretien
- Une protection contre les accès non autorisés
- Un contrôle adéquat du bruit
- Des possibilités de ventilation contrôlée plus faciles à mettre en œuvre.
Mais comme toute règle, il y a des exceptions. Contactez-nous pour savoir si votre application nécessite une installation décentralisée.
Quels sont les problèmes posés par une salle des compresseurs externe ?
Si vous ne disposez pas de l'espace nécessaire pour installer votre salle des compresseurs à l'intérieur, vous pouvez l'installer à l'extérieur, sous un toit. Dans ce cas, il faut toutefois tenir compte de certains risques et inconvénients, par exemple :
- Si la pièce n'est pas bien isolée, le bruit du compresseur et de tout équipement de ventilation peut perturber l'environnement.
- Si la température ambiante est trop élevée, il y a un risque de pics de surchauffe et d'autres dommages à l'équipement.
- Il faut veiller à ce qu'un système adéquat d'évacuation des condensats soit en place.
- Les environnements dangereux contenant des substances nocives peuvent provoquer des accidents.
- Un excès de poussière ou d'autres contaminants dans l'air atmosphérique peut compromettre la qualité de l'air comprimé et nécessiter des accessoires de traitement supplémentaires.
- Il est important de tenir compte de l'espace disponible pour permettre une expansion future.
- Le manque d'accessibilité peut augmenter les coûts d'entretien.
- Dans les régions froides, le gel des poches de condensats et des évacuations peut compromettre la sécurité du système.
- Une protection contre la pluie et le gel sera également nécessaire dans les régions plus froides, qui peuvent présenter des températures basses pour l'ouverture de l'entrée d'air.
- Il sera plus difficile de récupérer l'énergie thermique dissipée par le compresseur pour d'autres activités.
- La facilité d'accès par des personnes non autorisées augmente le risque de sabotage du système, qu'il soit intentionnel ou non.
2.1 Tenez compte de la demande sur votre réseau de distribution.
Dans les grandes installations nécessitant de longues conduites, la centrale d'air comprimé doit être installée de manière à faciliter l'acheminement du réseau de distribution. Toute erreur à cet égard peut entraîner une faible productivité et des performances moins qu'idéales, ainsi que des factures d'énergie élevées, ce qui augmente les émissions de CO2.
2.2 Tenez compte des dimensions de la salle.
En plus d'être centralisée, la salle doit être suffisamment grande pour accueillir les composants et disposer de la structure nécessaire pour supporter les équipements les plus lourds.
Le bâtiment que vous choisissez doit disposer d'un équipement de levage dimensionné pour supporter les composants les plus lourds de l'installation du compresseur (généralement le moteur électrique) et/ou permettre l'accès d'un chariot élévateur à fourche. En outre, la hauteur du plafond doit être suffisante pour pouvoir soulever un moteur électrique ou similaire si nécessaire.
2.3 N'oubliez pas de garder de l'espace pour une expansion future.
L'idéal de toute entreprise étant la croissance, votre salle des compresseurs doit être conçue de manière à offrir suffisamment d'espace pour l'installation d'équipements supplémentaires en cas d'expansion future et d'augmentation de la production.
2.4 S'assurer de la présence de purgeur d’eau au sol.
L'installation d'air comprimé doit être équipée d'un purgeur d’eau au sol ou d'autres dispositifs permettant de traiter la condensation provenant du compresseur, du refroidisseur final, du réservoir d'air, des sécheurs, etc. Et leur installation doit être conforme à la législation municipale en vigueur sur le lieu d'installation.
2.5 Faites attention aux exigences de fondation de la pièce pour chaque technologie.
Normalement, seul un sol plat avec une capacité de charge suffisante est nécessaire pour l'installation d'un compresseur. Dans la plupart des cas, l'installation est pourvue de dispositifs antivibratoires. Dans les nouvelles installations, l'installation d'un socle pour chaque groupe de compresseurs est généralement garantie afin de permettre un nettoyage plus facile du sol.
En revanche, les compresseurs à piston et les compresseurs centrifuges de très grande taille peuvent nécessiter une fondation en dalle de béton, ancrée dans la roche ou sur une base de terre solide.
2.6 Vibrations : il peut être nécessaire d'adopter un système d'amortissement.
Dans les installations de compresseurs avancées et complètes, l'impact des vibrations produites à l'extérieur peut être réduit au minimum. Toutefois, dans les systèmes équipés de compresseurs centrifuges, il peut être nécessaire d'inclure un système d'amortissement dans les fondations de la salle.
2.7 Accessibilité pour l'entretien et réduction des coûts de main-d'œuvre.
L'entretien des compresseurs peut être facilité en installant la centrale d'air comprimé à proximité des équipements auxiliaires tels que les pompes et les ventilateurs. Dans certains cas, un emplacement proche de la chaudière peut également s'avérer avantageux.
Une salle des compresseurs bien placée et bien dimensionnée peut être déterminante pour les débitmètres d'air afin de faciliter le flux interne et la répartition économique de l'utilisation de l'air comprimé au sein de l'entreprise.
3.1 Le site d'installation influence la qualité finale de l'air comprimé..
L'entrée d'air du compresseur est généralement située dans une ouverture du compartiment d'insonorisation, mais elle peut également être placée à un autre endroit où l'air est aussi propre que possible, mais plus éloigné.
3.2 N'oubliez pas de maintenir l'entrée d'air propre et exempte de toute contamination solide et/ou gazeuse.
Les particules de saleté qui provoquent l'usure et les gaz corrosifs peuvent être particulièrement nocifs. Un préfiltre (cyclone, filtre à panneaux ou à bande rotative) doit être utilisé dans les installations où l'air ambiant présente une forte concentration de poussière. Dans ce cas, il peut entraîner une perte de charge plus importante et une consommation d'énergie supplémentaire, ce qui peut avoir pour effet d'augmenter inutilement notre empreinte carbone.
Il est également avantageux que l'air entrant soit froid. Il peut donc être souhaitable d'acheminer cet air par une conduite séparée depuis l'extérieur du bâtiment jusqu'au compresseur.
3.3 Faites attention au matériau et à la taille des tuyaux.
Il est important que les tuyaux de votre système d'air comprimé soient résistants à la corrosion, qu'ils soient dotés d'une grille à l'entrée et qu'ils soient conçus de manière à éviter tout risque d'éclaboussures de pluie sur le compresseur. Il est également nécessaire d'utiliser des tuyaux d'un diamètre suffisamment grand pour que la perte de charge soit la plus faible possible.
3.4 La tuyauterie des compresseurs à piston mérite une attention particulière.
La conception de la tuyauterie d'aspiration des compresseurs à pistons est particulièrement critique. La résonance de la tuyauterie, due à des ondes acoustiques stationnaires provoquées par la fréquence de pulsation cyclique du compresseur, peut endommager la tuyauterie et le compresseur, provoquer des vibrations et affecter l'environnement en raison d'un bruit gênant à basse fréquence.
4.1 Identifiez la limite thermique de votre équipement.
Des niveaux de chaleur adéquats dans la salle des compresseurs garantissent que l'équipement fonctionne dans la limite thermique spécifiée, tout en favorisant la santé des employés qui accèdent à l'environnement.
Le moteur, généralement refroidi par ventilateur, est sélectionné pour fonctionner à une température ambiante maximale de 40 °C et à une altitude pouvant atteindre 1 000 mètres. Certains fabricants proposent des moteurs standard pouvant fonctionner à une température ambiante maximale de 46 °C. À des températures plus élevées ou à des altitudes plus importantes, la puissance doit être réduite.
4.2 Évaluer la demande d'air de ventilation en fonction des caractéristiques de l'équipement.
La quantité d'air de ventilation nécessaire sera déterminée par la taille du compresseur et la méthode de refroidissement (air ou eau). Dans tous les cas, la chaleur doit être évacuée pour maintenir la température de la salle du compresseur à un niveau acceptable.
4.3 Réutiliser l'énergie thermique générée par la chaleur de votre équipement.
La chaleur est un sous-produit inévitable de la compression de l'air et peut être réutilisée grâce à une unité de récupération d'énergie. Les unités de récupération d'énergie vous permettent de réutiliser jusqu'à 90 % de la chaleur du compresseur, ce qui génère des économies, de la compétitivité et du développement durable en réduisant les émissions de CO2.
4.4 Connaissez-vous la récupération d'énergie d'Atlas Copco ?
Atlas Copco propose la récupération d'énergie : utilisez votre énergie deux fois. Grâce à cette fonction, l'énergie thermique générée lors du processus de compression peut être utilisée à différentes fins afin de ne pas être gaspillée. Atlas Copco vous propose également un compteur d'énergie (équipement en option), qui permet de contrôler la quantité d'énergie économisée. En savoir plus !
Évaluez la méthode de refroidissement la plus avantageuse pour votre demande
Refroidissement par eau
L'installation d'un compresseur refroidi à l'eau sollicite très peu le système de ventilation de la salle des compresseurs. En effet, l'eau de refroidissement contient, sous forme de chaleur, environ 90 % de l'énergie absorbée par le moteur électrique.
Les systèmes de refroidissement de l'eau des compresseurs peuvent être basés sur l'un des trois principes suivants :
- Les systèmes ouverts sans circulation d'eau (raccordés à une source d'eau externe).
- Systèmes ouverts avec circulation d'eau (tour de refroidissement).
- Systèmes fermés avec circulation d'eau (comprenant un radiateur/échangeur de chaleur externe).
Refroidissement par air
La plupart des blocs d'air modernes refroidis par air sont également disponibles en version refroidie par air, où la ventilation forcée à l'intérieur du bloc d'air contient environ 100 % de l'énergie consommée par le moteur électrique.
Toutefois, le refroidissement sollicite davantage le système de ventilation de la salle des compresseurs.
5.1 La puissance nominale du moteur doit être aussi proche que possible des besoins du compresseur.
Un moteur surdimensionné est plus cher, nécessite un courant de démarrage inutilement élevé, des fusibles plus gros, un faible facteur de puissance et un rendement légèrement inférieur.
En revanche, un moteur trop petit pour l'installation dans laquelle il est utilisé est rapidement surchargé et risque donc de tomber en panne.
5.2 Confirmer la nécessité d'une tension de commande.
Normalement, il n'y a pas de tension de commande séparée connectée au compresseur, car la plupart des compresseurs sont équipés d'un transformateur de commande intégré. Le côté primaire du transformateur est connecté à l'alimentation électrique du compresseur pour assurer un fonctionnement plus fiable.
En cas de problème d'alimentation, le compresseur s'arrête immédiatement et ne peut pas redémarrer. Cette fonction, avec une tension de commande fournie en interne, doit être utilisée dans les situations où le dispositif de démarrage est situé à une certaine distance du compresseur.
5.3 Utiliser la protection contre les courts-circuits.
La protection contre les courts-circuits, placée à l'un des points de départ des câbles, peut contenir des fusibles ou un disjoncteur et être correctement adaptée au système pour fournir le niveau de protection approprié.
Les deux méthodes présentent des avantages et des inconvénients :
- Les fusibles sont bien connus et fonctionnent mieux qu'un disjoncteur pour les courants de court-circuit importants, mais ils ne créent pas de rupture totale de l'isolation et ont des temps de déclenchement longs pour les petits courants de défaut.
- Un disjoncteur crée une interruption rapide et totalement isolée, même pour les petits courants de défaut, mais nécessite plus de travail pendant la phase de planification que les fusibles.
Le dimensionnement de la protection contre les courts-circuits est basé sur la charge prévue, mais aussi sur les limites de l'unité de démarrage.
5.4 Veillez à ce que les câbles soient dimensionnés conformément aux dispositions légales.
Ils doivent être dimensionnés de manière à ne pas être soumis, en fonctionnement normal, à des températures excessives et à ne pas être endommagés thermiquement ou mécaniquement par un court-circuit électrique.
Le dimensionnement et le choix des câbles se font en fonction de la charge, de la chute de tension admissible, du mode de pose (en rack, au mur, etc.) et de la température ambiante.
5.5 Compensation de phase pour les transformateurs fortement chargés.
Le moteur électrique consomme non seulement de la puissance active, qui peut être convertie en travail mécanique, mais aussi de la puissance réactive, qui est nécessaire pour magnétiser le moteur.
La puissance réactive charge les câbles et le transformateur. Le rapport entre la puissance active et la puissance réactive est déterminé par le facteur de puissance, cos φ. Ce facteur se situe généralement entre 0,7 et 0,9, la valeur la plus basse étant celle des petits moteurs.
Le facteur de puissance peut être porté à près de 1 en générant de la puissance réactive directement dans la machine au moyen d'un condensateur. Cela réduit la nécessité de prélever de la puissance réactive sur le réseau. La compensation de phase s'explique par le fait que le fournisseur d'énergie peut facturer la consommation de puissance réactive au-delà d'un niveau prédéterminé, et que les câbles et transformateurs fortement chargés doivent être déchargés.
En résumé, on peut dire que la sécurité dans la salle des compresseurs dépend d'une observation attentive des exigences et des demandes de chaque équipement et d'un environnement approprié permettant le fonctionnement, l'entretien et l'expansion future du système.
Tout cela, bien sûr, sans perdre de vue la réduction de la consommation d'énergie et des émissions de CO2 pour un fonctionnement plus durable.
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Questions Fréquentes
Quels sont les éléments à prendre en compte pour l'emplacement de la salle des compresseurs ?
Vous devez tenir compte de la demande d'air, de la disposition des conduites d'air, de la disponibilité des drains, des connexions électriques, de l'accès pour la sécurité, etc.
Où installer la salle des compresseurs ?
Vous devez rechercher un endroit sec et fermé, afin d'éviter que l'humidité, les intempéries et les accès non autorisés n'affectent votre équipement ou votre réseau. Si vous optez pour un emplacement extérieur, celui-ci doit être couvert et prendre en compte l'extérieur pour l'entretien et la protection.