Suivi de l’air comprimé
Mesurez l’électricité des compresseurs, l’air livré et la pression du collecteur ; comparez des périodes complètes avant de décider des investigations.
- Mesurer
- Suivi énergétique de l’air comprimé : électricité des compresseurs et sécheurs, débit d’air livré, pression du collecteur et états en charge et à vide
- Calculer
- Puissance spécifique instantanée en kW/(m³/min) et énergie spécifique par période en kilowattheures par mètre cube
- Capteurs
- ZIO-20, pour la sortie 4–20 mA de chaque transmetteur de débit ou de pression Fiche technique: Capteur de signal analogique
- Sur site
- Gateway ZGW-20, pour le suivi électrique des compresseurs et les calculs locaux Fiche technique: Gateway
Choisir la question avant de choisir le rapport
Le suivi de l’air comprimé commence par un périmètre physique et une question d’exploitation. Nommez chaque alimentation électrique dans ce périmètre, définissez où l’air livré le franchit et relevez les conditions de référence du débit ainsi que la pression de livraison. Le rapport instantané puissance/débit aide l’exploitant à voir l’état présent ; un résultat sur une période exige des relevés complets et alignés d’énergie et de volume. Aucun des deux ne diagnostique à lui seul une fuite ni ne promet une économie.
| Vue de fonctionnement instantanée | Vue sur période complète | |
|---|---|---|
| Entrées | Puissance électrique actuelle, débit de référence et pression du collecteur | Énergie électrique et volume de référence livré entre les mêmes dates de début et de fin |
| Réponses | Puissance consommée par unité de débit actuel | Énergie électrique consommée par unité d’air livré |
| À ne pas déduire | Une seule lecture ne constitue pas une efficacité annuelle | Une consommation nocturne n’indique pas automatiquement une fuite |
Matériel pour mesurer une installation d’air comprimé
Mesurez chaque alimentation électrique sans chevauchement incluse dans le périmètre déclaré. Acquérez chaque transmetteur tiers de débit ou de pression sur sa propre voie d’interface et qualifiez séparément les données du contrôleur selon le modèle, le firmware et la table des registres exacts.
Le compresseur, ainsi que le sécheur et les auxiliaires s’ils sont inclus dans le périmètre
1 par alimentation triphasé, 3 ou 4 fils
- Choisissez le calibre des TC par alimentation : TC ouvrant de 120 A ou bobines Rogowski de 300 A, 1 kA et 3 kA
Transmetteur tiers de débit ou de pression avec sortie 4–20 mA alimentée de l’extérieur
1 par signal prévoir deux interfaces pour des boucles distinctes de débit et de pression
De 0 à 20 mA avec résolution de 0,001 mA, jusqu’à 36 V CC, alimenté sur secteur
Réunit les relevés de puissance, débit, pression et états facultatifs et évalue localement les calculs configurés
Commencer par 1 par zone de compresseurs, puis étudier le site nombre d’appareils, configuration du bâtiment et couverture radio vérifiés sur site
Si le contrôleur dispose d’une table des registres publiée
États en charge, à vide et de séquencement du contrôleur de compresseur
1 par contrôleur jusqu’à 30 registres
Mesurer un périmètre déclaré du local de compresseurs
L’entrée électrique et le débit livré doivent couvrir le même périmètre physique et la même période. Le débit exige des conditions de référence déclarées ; la pression exige un point de livraison régulé et sa plage de régulation. Les états facultatifs du contrôleur apportent du contexte, mais ne remplacent aucune de ces deux mesures.
Des mesures du local de compresseurs à un résultat comparable
Les alimentations électriques et les transmetteurs tiers du procédé suivent des voies d’acquisition distinctes avant qu’Edge ne réunisse les relevés nommés et n’évalue les calculs configurés.
- Liaison
- Zigbee
- Filaire
- Edge
- Plateformes
| Emplacement | Ce que la mesure indique | Référence | Capteur |
|---|---|---|---|
| Électricité incluse | Énergie ou puissance consommée par les compresseurs, le sécheur et les auxiliaires nommés dans le périmètre | Utilisez des alimentations distinctes sans chevauchement et conservez les mêmes charges incluses dans chaque comparaison | ZEM-65 (sur cette page) |
| Débit livré | Air franchissant le périmètre de livraison déclaré | Consignez si le transmetteur fournit un volume réel, standard, normal ou un débit d’air libre livré, avec ses températures et pressions de référence DOE | ZIO-20 (sur cette page) |
| Pression du collecteur | Condition de service à laquelle l’air a été livré et plage de régulation maintenue par l’installation | Acquérez un transmetteur distinct au collecteur de livraison régulé et conservez la plage, pas seulement une moyenne DOE | ZIO-20 (sur cette page), seconde interface |
| État facultatif du contrôleur | Moments où un compresseur identifié signale une marche en charge, à vide, à l’arrêt ou en séquencement | Utilisez uniquement les registres documentés pour le modèle et le firmware exacts du contrôleur, sur un bus dont la propriété du maître et l’adressage sont connus Fiche technique: Interface Modbus | ZMB-31 (sur cette page) |
Indiquez les conditions de référence. Conditions standard, normales, de débit d’air libre livré ou réelles donnent des mètres cubes différents. Deux valeurs exprimées dans la même unité ne deviennent comparables que si leurs références concordent.
Indiquez le contenu du périmètre. Sécheurs, purges, ventilateurs de refroidissement et compresseur de secours modifient tous le rapport. Énumérez-les avec le résultat.
Vérifiez le débit nocturne avant de parler de fuite. Usages prévus, purge du sécheur, évacuations et stockage dans le réservoir peuvent contribuer au débit. Établissez le contexte d’exploitation avant de qualifier une charge de base nocturne de fuite.
Calculer la puissance spécifique de l’air comprimé et son énergie par période
Utilisez la puissance et le débit actuels pour un rapport instantané de fonctionnement. Pour un résultat sur une période, utilisez les variations complètes de l’énergie électrique et du volume livré entre les mêmes instants de début et de fin. Ne faites jamais la moyenne des rapports instantanés pour construire le chiffre de période.
live specific power = Ptotal ÷ Qref
period specific energy = ΔEtotal ÷ ΔVref
Ptotal or ΔEtotal = compressors + dryer + included auxiliaries- Ptotal
- puissance électrique actuelle dans le périmètre, en kW
- Qref
- débit livré actuel aux conditions de référence déclarées, en m³/min
- ΔEtotal
- énergie électrique consommée dans le périmètre sur la période complète, en kWh
- ΔVref
- volume d’air livré sur la même période complète et avec la même référence, en m³
Exemple de calcul
Deux compresseurs consomment 75 kW et le sécheur et les auxiliaires inclus 4 kW, tandis que le débit de référence est de 11,5 m³/min. La puissance spécifique instantanée vaut 79 ÷ 11,5 = 6,87 kW/(m³/min). Si ces débits et puissances restaient constants pendant huit heures complètes, l’énergie serait de 632 kWh et le volume livré de 5 520 m³, soit 0,114 kilowattheure par mètre cube. Ce second résultat est illustratif : le rapport réel doit utiliser des totaux concordants ou une intégration qualifiée, pas l’hypothèse de débit constant.
Dans Edge
Un calcul instantané dans Edge peut additionner les puissances choisies et les diviser par le débit de référence actuel. Les entrées peuvent avoir des horodatages différents : définissez une politique pour les données périmées, rejetez un débit nul ou proche de zéro et examinez l’horodatage du résultat, car un résultat affiché antérieurement peut subsister après la suspension du calcul. Calculez l’énergie spécifique de période à partir de relevés complets et alignés d’énergie et de volume, en résolvant les lacunes, remises à zéro des compteurs, redémarrages et variations du stockage dans le réservoir avant la division.
Contrôles de mise en service
Prouvez le périmètre physique, chaque signal acquis et un calcul complet avant d’utiliser le rapport pour comparer l’exploitation.
-
Mesurer toutes les alimentations incluses
Dressez la liste des compresseurs, sécheurs et auxiliaires du périmètre et repérez le compteur de chacun.
Réussi si la liste et les compteurs concordent, aucun départ amont ne chevauche un sous-compteur et chaque charge exclue est consignée.
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Consigner l’identité et la référence du débit
Relevez sur l’afficheur ou la notice du transmetteur son modèle, sa configuration de gaz, sa plage, ses unités, sa validité à faible débit, ainsi que ses températures et pressions de référence, puis comparez ces données avec Edge.
Réussi si les deux extrémités concordent, notamment sur la nature réelle, standard, normale ou en air libre livré du débit.
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Prouver l’échelle et les défauts analogiques
Utilisez les points de référence convenus pour comparer chaque boucle 4–20 mA à l’indication du transmetteur, puis vérifiez les états sous la plage, au-dessus de la plage et de boucle interrompue dans un environnement d’essai approuvé.
Réussi si les valeurs de débit et de pression restent dans la tolérance convenue et aucun signal invalide ne devient une valeur de procédé plausible.
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Mesurer la pression au point régulé
Comparez le transmetteur à un manomètre indépendant sur le collecteur régulé, sous demande stable puis variable.
Réussi si les deux concordent et la tendance montre la plage de régulation plutôt qu’une seule moyenne.
-
Vérifier les entrées électriques sur l’installation
Confirmez l’association des tensions et des TC aux phases, le sens des TC et l’option d’ordre choisie par rapport à un état de fonctionnement connu et à la documentation d’installation applicable.
Réussi si chaque alimentation incluse a le signe et l’amplitude attendus, sans départ absent ni compté deux fois dans le total du périmètre.
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Limiter les états du contrôleur au modèle exact
Confirmez modèle et firmware exacts du contrôleur, propriété du bus, adresse, types de données et échelles ; observez ensuite un cycle disponible de passage en charge ou à vide sur la machine.
Réussi si chaque état publié utilisé comme contexte concorde avec la machine observée et les codes inconnus restent inconnus.
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Masquer le résultat instantané si le débit manque ou tend vers zéro
Dans un environnement d’essai approuvé, rendez une entrée requise périmée puis exercez séparément un débit nul ou presque nul ; examinez la valeur et l’horodatage du résultat avant et après le rétablissement.
Réussi si le calcul est suspendu ou clairement invalide, aucune valeur manquante ne devient zéro et tout résultat conservé se reconnaît à son horodatage antérieur.
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Rapprocher manuellement une période complète
Relevez l’énergie et le volume au même début et à la même fin, vérifiez lacunes et remises à zéro, notez la plage de pression et l’état du réservoir ou du stockage, puis divisez manuellement les différences.
Réussi si le calcul manuel concorde avec le calcul de période pour le même périmètre, la même référence et les mêmes horodatages exacts.
-
Préserver le sens de tout relevé transmis
Sur la plateforme destinataire, comparez avec Edge l’identité de l’actif, le périmètre, la valeur, l’unité, la référence, l’horodatage source et l’état de fraîcheur.
Réussi si le relevé reçu concorde ; la seule réussite du transport ne prouve pas la validité sémantique.
Limites de cette mesure
Les deux rapports décrivent un point de fonctionnement ou une période déclarés. Ils ne diagnostiquent pas le système et n’approuvent pas un changement de commande.
- Des débits à des conditions de référence différentes ne sont pas comparables, même si leurs unités semblent identiques.
- La puissance spécifique ou l’énergie spécifique de période ne quantifie pas à elle seule les fuites, la production utile, la qualité de l’air, les purges du sécheur ni le comportement du réservoir et du stockage.
- L’état du contrôleur et le profil électrique n’attribuent pas l’air livré à un compresseur particulier lorsque le même collecteur est desservi par des réservoirs ou d’autres machines.
- Une baisse de pression est une décision concernant tout le système, qui exige une évaluation compétente de l’air comprimé et le respect des limites propres aux équipements.
- Le suivi ne remplace ni les protections des équipements sous pression, ni les instruments certifiés, ni les exigences d’installation du fabricant du transmetteur.
Sources
- Améliorer la performance des systèmes d’air comprimé, guide pour l’industrie (s’ouvre dans un nouvel onglet) Département de l’Énergie des États-Unis et Compressed Air Challenge
- ISO 11011:2013, Air comprimé : évaluation de l’efficacité énergétique (s’ouvre dans un nouvel onglet) (s’ouvre dans un nouvel onglet) Organisation internationale de normalisation
- Résultats de vérification et d’essais de performance des compresseurs d’air (s’ouvre dans un nouvel onglet) (s’ouvre dans un nouvel onglet) Compressed Air & Gas Institute
- Fiche technique: Appareil de mesure électrique triphasé sans fil (s’ouvre dans un nouvel onglet) EpiSensor. Caractéristiques, plages de mesure et références de commande.
À découvrir aussi
- Vue d’ensembleSuivi énergétique
- CalculateurCalculateur de tension d’une boucle 4–20 mA
- GuidePérimètre de mesure de la performance énergétique
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Appareils tiers pour cette application
Autres appareils dans le répertoire : Energy meters (56), Current transformers (7)
Apportez les alimentations, les transmetteurs et la question d’exploitation
Un ingénieur peut convenir du périmètre, qualifier les signaux de débit et de pression, examiner toute table des registres du contrôleur et dimensionner les compteurs électriques pour une première zone de compresseurs.