GUNT DigiSkills 4
Efficacité énergétique des systèmes d’air comprimé
GUNT DigiSkills 4Efficacité énergétique des systèmes d’air comprimé |
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L'air comprimé est l'une des sources d'énergie les plus répandues dans l'industrie. Il existe de nombreuses initiatives pour rendre les applications d’air comprimé plus efficaces énergétiquement dans les entreprises. Les économies potentielles sont diverses et élevées. En plus de réduire les coûts d’exploitation, améliorer la situation climatique joue un rôle central.
Le thème Efficacité énergétique des systèmes d’air comprimé du projet d’apprentissage DigiSkills 4 traite des économies potentielles. Le concept didactique comprend la familiarisation avec les composants ainsi que leur mode de fonctionnement et leur interaction. Les économies potentielles sont déterminées et analysées afin d’obtenir par la suite un fonctionnement économe en énergie et une conception adaptée des installations d’air comprimé.
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1 Principes de base des compresseurs - familiarisation avec les composants
Le compresseur est le composant central d’une installation d’air comprimé. Dans celui-ci, l’énergie mécanique fournie est transformée en une augmentation de la pression de l’air.
Il existe différentes constructions de compresseurs selon leur domaine d’application. Deux exemples typiques de compresseurs fonctionnant selon le principe du refoulement sont le compresseur à piston et le compresseur à vis.
La réalité augmentée permet de découvrir le fonctionnement. Les composants cachés deviennent visibles, les principes de fonctionnement >complexes sont présentés de manière captivante et compréhensible.
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Compresseur à piston MT 141
Petit compresseur
- étude des composants et familiarisation avec leur interaction
- montage/démontage d’un petit compresseur
- identification des fonctions
- familiarisation avec les matériaux
- dessins techniques et communication technique
Compresseur à vis de la MT 175
Unité de compression industrielle
- familiarisation avec les domaines d’application
- exemples d’applications typiques
- familiarisation avec les modes de fonctionnement
2 Test fonctionnel des compresseurs et des installations d’air comprimé
Le test fonctionnel donne les premières indications sur les économies potentielles et les interactions dans le système. L’étendue du test fonctionnel comprend des tâches telles que:
- détermination des pertes de pression
- vérification d’étanchéité pour détecter les fuites
- mesure du débit volumétrique, des pressions, des températures
- contrôle des conduites
- contrôle des pressostats, des réducteurs de pression et des soupapes de sécurité
- contrôle de l’installation correcte et de l’ajustage optimal de l’alignement
Compresseur à piston à un étage
avec MT 142
- familiarisation avec le mode de fonctionnement et le processus de test
- montage professionnel du compresseur à piston, y compris processus d’ajustage et d’alignement
- fonctionnement et principe des éléments de sécurité: pressostat, soupape de retenue, soupape de sécurité
- contrôle et ajustage de la tension de courroie
Compresseur à piston à deux étages dans ET 500
- structure et fonctionnement d’un compresseur à deux étages
- mesure des températures et pressions requises
- détermination du débit volumétrique d’aspiration
- processus de compression dans le diagramme p,V
Compresseur à vis
dans MT 175
- ajustages possibles sur le compresseur à vis
- détermination de la durée pour atteindre la pression finale
- ajustage du comportement de commande du compresseur
- vérification d’étanchéité
- mesure des températures et pressions requises
- détermination du débit volumétrique d’aspiration
- contrôle de l’huile à l’aide d’un voyant
- étude des consommateurs continus et occasionnels, individuellement ou en combinaison
- familiarisation avec la surveillance à distance de l’unité de compression
3 Approche énergétique
Les coûts d'un système d'air comprimé sur son cycle de vie se composent de trois facteurs : les coûts d'investissement, les coûts d'entretien et les coûts énergétiques pour le fonctionnement du compresseur.
Les coûts énergétiques représentent la majeure partie des coûts totaux. Des mesures simples à mettre en œuvre et généralement très économiques permettent souvent de réduire les coûts énergétiques d'un tiers.
Tous les composants de production, de répartition, de préparation et de stockage de l'air comprimé doivent être parfaitement adaptés aux exigences du processus. Des paramètres caractéristiques tels que la quantité fournie, la pression de service ou l'humidité résiduelle sont utilisés à cet effet. Avec les appareils GUNT MT 141, MT 142, MT 175 und ET 500, les étudiants se familiarisent avec les composants et apprennent à évaluer les erreurs de sélection et de dimensionnement. En fonction de la conception du compresseur, du type de refroidissement et des conditions d’exploitation, on distingue trois variantes d’utilisation de la chaleur issue de la récupération: Avec l'installation MT 175 on étudie l’utilisation d’air chaud pour le chauffage de pièces. Pour une évaluation représentative des besoins, la consommation d’air comprimé des différents appareils est additionnée et le facteur de marche moyen est également déterminé. L’installation d’essai MT 175 permet d’analyser et de comparer différents consommateurs en termes d’énergie. Une combinaison de différents consommateurs peut être étudiée. Avec le MT 142 et l’ET 500 il est possible de créer ses propres exercices sur la consommation d’air comprimé. La prémisse d'une consommation d'énergie minimale est d'adapter au mieux la pression moyenne du réseau aux besoins réels.La commande des compresseurs permet d’adapter la production d’air comprimé à la consommation actuelle. Avec l'installation MT 175 le niveau de pression nécessaire pour chaque consommateur peut être étudié et optimisé. La pression d’arrêt max. du compresseur peut être ajustée. Les temps de cycle peuvent être prédéfinis et l’effet sur la consommation d’énergie et l’utilisation peut être étudié. Dans l’ET 500 et le MT 142 la pression d’enclenchement peut être ajustée, les temps d’enclenchement résultent de la régulation. Les fuites et les défauts d’étanchéité sont souvent causés par: Avec la MT 175 l’effet des fuites sur les consommateurs peut être notamment considéré en termes d’énergie. Acev l’ET 500 et le MT 142, les effets des fuites sont directement mesurés en termes de perte de pression et donc de consommation d’énergie. L’air comprimé produit contient toujours des impuretés: Le préparation ne devrait toutefois être effectué que jusqu’à obtention de la qualité requise pour maintenir l’efficacité. Sur l'installation MT 175, l’air comprimé est préparé avec un séparateur à cyclone, un sécheur et un filtre à air comprimé. Une unité de préparation d’air se trouve derrière le réservoir d’air comprimé. 3.1 Économies potentielles et réalisation
Choix et dimensionnement des composants 20‑50%
Récupération de la chaleur 20‑50%
Besoin en air comprimé des consommateurs et applications 20‑40%
Pression et pertes de charge 15% Commande 20‑30%
Fuites 20‑30%
Préparation de l’air comprimé 2‑3%
MT 175 Efficacité énergétique des installations d’air comprimé
Avec l'installation MT 175, les étudiants se familiarisent avec tous les modules fonctionnels d’une installation industrielle de génération d’air comprimé: compression, préparation, stockage et consommation. La chaleur générée lors de la compression est utilisée efficacement pour le chauffage de pièces. Un bilan énergétique est établi pour le processus global et les économies potentielles sont mises en évidence.
La pression, la température, le débit volumétrique et la puissance électrique sont mesurés aux points de mesure pertinents. Le logiciel GUNT calcule des grandeurs caractéristiques à partir de ces données afin d’examiner l’efficacité énergétique de l’installation.
| Compression | Récupération de la chaleur | Préparation | Stockage | Consommateurs | Répartition |
| L'air aspiré est filtré et comprimé. L'huile utilisée pour le refroidissement direct est séparée de l'air comprimé. | L'huile chauffée lors de la compression est utilisée pour le chauffage des pièces à l'aide d'échangeurs de chaleur. | Les impuretés constituées d'huile, de poussière et d'humidité sont éliminées de l'air comprimé jusqu'à obtention de la qualité requise. | Un réservoir d'air comprimé avec soupape de sécurité et manomètre stocke l'air comprimé généré. | Différents consommateurs peuvent être étudiés individuellement ou en combinaison. | La perte de charge entre le compresseur et le consommateur doit être aussi faible que possible. |
3.2 Efficacité énergétique et rendements
MT 142 avec un
compresseur à piston à un étage,
pression max. 10bar
- bilan de puissance avec logiciel GUNT
- enregistrement de la puissance électrique, mécanique et pneumatique pour calculer soi-même le rendement
- représentation graphique des valeurs mesurées
MT 175 comme l’installation d’air comprimé avec compresseur à vis,
pression max. 10bar
- logiciel GUNT pour l'analyse de l'efficacité énergétique
- enregistrement de la pression, de la température, du débit volumétrique et de la puissance électrique
- détermination de grandeurs caractéristiques
- traitement et bilan des flux d'énergie au sein de l'installation d'air comprimé
- détermination du rendement
ET 500 avec un
compresseur à piston à deux étages,
pression 12bar
- API avec écran tactile pour l'enregistrement des pressions et des températures dans les deux étages ainsi que de la puissance électrique absorbée
- détermination du débit volumique d'aspiration avec une buse située sur le réservoir d'aspiration
- calculer soi-même le rendement à partir des valeurs mesurées et des données de puissance
GUNT Media Center
Le GUNT Media Center offre un environnement d’apprentissage numérique pour toutes les étapes du concept didactique.
- interface de réalité augmentée
- informations techniques exhaustives: dessins industriels, schémas de processus, documents des fabricants
- vidéos avec principes de fonctionnement ou montage
- manuels détaillés
- exercices en lien avec la pratique
» plus d'informations sur le GUNT Media Center
Médias numériques au GUNT Media Center
Informations techniques
Des informations techniques exhaustives présentées de manière claire: dessins industriels, schémas de processus, documents des fabricants de composants, etc.
Vidéos
Des vidéos claires permettent par exemple de comprendre le fonctionnement des différents composants. Pour le compresseur à piston MT 141, des vidéos de montage et de démontage sont également disponibles.
Manuels
Description détaillée de l'appareil d'essai: structure de l'appareil, fonctionnement, description du processus et du logiciel.
Feuilles de travail numériques
Succès d'apprentissage assuré grâce aux feuilles de travail numériques. Les solutions sont disponibles et protégées par un mot de passe.
Réalité augmentée
Les éléments cachés sont désormais visibles et les structures complexes peuvent être représentées de manière compréhensible. Les principes de fonctionnement sont représentés de manière attrayante et permettent de découvrir la méthode de travail. Toujours en rapport avec l’environnement réel.
Aperçu de produits
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