Principe de fonctionnement d'un compresseur à vis

Un compresseur à vis fonctionne avec un rotor mâle et un rotor femelle qui tournent dans des directions opposées. Ce mouvement aspire l'air, qui est comprimé à mesure que l'espace entre les rotors et leur corps diminue. L'air comprimé est ensuite envoyé vers la sortie.

Chaque élément à vis présente un rapport de pression intégré fixe qui dépend de la longueur et du pas de la vis, ainsi que de la forme de l'orifice de décharge. Pour obtenir une efficacité maximale, le rapport de pression intégré doit être adapté à la pression de service requise. 

La vitesse des rotors est optimisée à un certain niveau pour limiter les pertes mécaniques (dues à la chaleur à très haute vitesse) et les pertes volumétriques (pertes d'air dues à une vitesse très faible).

Il existe également des variantes d’entraînement à vitesse fixe et à vitesse variable (VSD). Principale différence :

• Les compresseurs à vitesse fixe fonctionnent à une vitesse fixe continue
• La technologie d'entraînement à vitesse variable (VSD) fait tourner le moteur à la vitesse appropriée en fonction de la quantité d'air requise

Les compresseurs à vis sans huile et à grande vitesse modernes présentent des profils de vis asymétriques, configuration qui permet d'améliorer considérablement l'efficacité énergétique grâce à la réduction des fuites internes.

Les engrenages externes sont le plus souvent utilisés pour ajuster la position des rotors en contre-rotation. Comme les rotors n'entrent pas en contact les uns avec les autres ni avec le corps du compresseur, aucune lubrification n'est nécessaire à l'intérieur de la chambre de compression. De cette façon, l'air comprimé est entièrement sans huile.

Le rapport de pression intégré est restreint par la limitation de l'écart de température entre l'admission et le refoulement. C'est pour cela que les compresseurs à vis sans huile fonctionnement fréquemment en plusieurs étages et emploient un refroidissement intermédiaire pour atteindre des pressions plus élevées.

Cette variante est également appelée compresseur à bain d'huile ou compresseur à injection d'huile. Cependant, le nom technique est bien compresseur lubrifié.

Les compresseurs rotatifs à vis lubrifiés injectent de l'huile dans la chambre de compression pour refroidir et lubrifier l'élément compresseur, ce qui contribue à éliminer la chaleur tout en minimisant les fuites dans la chambre de compression.

Les éléments des compresseurs à vis lubrifiés peuvent être conçus pour des rapports de pression élevés, un étage de compression étant généralement suffisant pour une pression maximale de 14 bar, voire 17 bar en contrepartie d'une efficacité énergétique réduite.

Les compresseurs à vitesse fixe sont très efficaces lorsqu'ils fonctionnent en continu à 100 % de leur capacité, mais la plupart des installations n'exigent pas ce niveau de productivité. Avant de s'arrêter complètement, le moteur continue à fonctionner alors qu'aucun air n'est produit, ce qui entraîne une perte d'énergie et d'argent.

Ces inefficacités et ce gaspillage sont surtout visibles dans les usines qui fonctionnent en plusieurs équipes et subissent des fluctuations de la demande de débit tout au long de la journée.

Les compresseurs VSD augmentent la vitesse du moteur au fur et à mesure que le besoin d'air croît, fournissant ainsi un débit/nombre de CFM plus important. Si la demande diminue, le moteur ralentit automatiquement et utilise uniquement l'énergie requise pour fournir le débit approprié.

En cas de ralentissement de la production, de pauses pendant la journée ou lors du travail en effectifs réduits comme les deuxième et troisième équipes, la technologie VSD s'avère particulièrement utile, car les compresseurs d'air de ce type permettent d'économiser de l'électricité et donc de l'argent par rapport aux modèles à vitesse fixe.

Etant donné que la consommation d'énergie pour l'air comprimé représente plus de 80 % des coûts d'un compresseur d'air, il est important de choisir un équipement efficace.

La grande popularité des compresseurs rotatifs s'explique notamment par leur polyvalence. Il existe réellement un compresseur rotatif adapté à chaque application. Atlas Copco propose des compresseurs à vis avec trois types d'entraînement, chacun ayant ses propres avantages.

• Entraînement par courroie : ces compresseurs sont très robustes et faciles à installer et à entretenir. En outre, ils offrent le coût d'investissement initial le plus bas parmi les compresseurs rotatifs à vis. Cette combinaison en fait un excellent choix pour les petites opérations.
• Entraînement par engrenages : un entraînement par engrenages rend le compresseur plus silencieux. L’investissement est plus élevé qu’un entraînement par courroie, mais également plus économe en énergie. Par conséquent, si vous utilisez beaucoup le compresseur, cet investissement sera rentable au fil du temps grâce aux économies d'énergie réalisées.
• Entraînement direct : le summum de la technologie des compresseurs rotatifs. L’entraînement direct innovant offre une efficacité et des performances inégalées. Parmi les trois types d'entraînement, il s'agit du plus silencieux. Différents types de compresseurs rotatifs à vis à entraînement direct sont disponibles, de la conception de base pour les petits modèles à ceux équipés d'un entraînement à vitesse variable ultra-efficace.

Si vous utilisez des applications intensives sur de longues périodes, comme dans une usine, une installation industrielle ou un atelier, vous devriez envisager de passer à un compresseur d'air rotatif à vis.

Avantages d'un compresseur à vis dans l'industrie :

• Conçu pour fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7
• Peut fonctionner à des débits plus élevés tout en dissipant la chaleur générée
• Relativement moins bruyant qu'un compresseur à pistons
• Subit moins d'usure
• Nécessite généralement moins d’espace
• Offre de meilleures performances qu'un compresseur à pistons en matière d'efficacité à environ 15 kW (20 ch)
• Rejette moins d'huile et de contaminants avec l'air comprimé