Armadio di controllo pompe: tipi, schemi di collegamento, panoramica dei modelli popolari

La manutenzione di un sistema idrico autonomo include il controllo delle apparecchiature di pompaggio e dell'integrità delle comunicazioni, la conservazione della rete durante lunghi periodi di assenza e una gestione automatica razionale.

L'automazione è facile da realizzare installando in un luogo appositamente designato un armadio di controllo pompe – una stazione di distribuzione compatta che funziona in diverse modalità. Noi spiegheremo dettagliatamente come eseguirne correttamente il montaggio e l'installazione. Seguendo i nostri consigli, Lei sarà in grado di collegare correttamente le apparecchiature.

Noi abbiamo fornito la dotazione tipica dell'armadio di controllo. Abbiamo descritto quali funzioni aggiuntive possono essere installate e utilizzate. Le informazioni proposte sono state integrate con utili illustrazioni e video.

Scopo e dotazione del quadro di controllo pompe

Il contenuto tecnico dei diversi modelli varia, poiché i punti di controllo hanno una specifica direzione funzionale.

I produttori offrono schemi standard già pronti, ma non sempre soddisfano requisiti specifici, quindi esiste un servizio come la produzione di un'unità di controllo su misura. Per iniziare, cerchiamo di esaminare gli aspetti comuni che uniscono tutti i modelli.

Funzioni dell'armadio di controllo

La funzione principale di qualsiasi stazione di distribuzione è organizzare il funzionamento delle apparecchiature ad essa collegate, in questo caso quelle di pompaggio. Da un unico pannello di controllo (cosa comoda se la distanza tra gli oggetti è grande) si effettua un controllo efficace dei motori delle pompe di drenaggio, di superficie e da pozzo.

Il numero di unità collegate può variare. Il collegamento minimo è una pompa da pozzo o sommersa, che fornisce l'acqua e garantisce la presenza in tutto il sistema idrico (riscaldamento, antincendio). Oltre a questa, viene collegata una pompa di drenaggio, necessaria per il drenaggio dell'acqua in situazioni domestiche e di emergenza.

L'accensione/spegnimento automatico dei motori delle pompe semplifica la vita dei proprietari di una casa privata, permettendo loro di trascorrere il tempo libero in famiglia piuttosto che a commutare manualmente gli interruttori.

Altre comode funzioni che possono essere "affidate" all'automazione:

• controllo della tensione di rete, necessaria per il funzionamento ininterrotto delle apparecchiature;
• protezione dei meccanismi da interruzioni di alimentazione e cortocircuiti;
• controllo del livello dell'acqua nel pozzo (o in altro serbatoio) e reazione alla sua carenza;
• registrazione dei picchi di pressione e regolazione dei parametri ottimali (arresto del motore al raggiungimento del limite critico, avvio al normalizzazione dei valori);
• controllo remoto delle pompe da pozzo, a cui non è possibile l'accesso diretto;
• ripartizione del carico tra più gruppi o collegamento di emergenza di una unità di riserva.

Grazie al controllo automatico centralizzato, il funzionamento delle stazioni di pompaggio diventa più efficiente e la durata delle apparecchiature elettriche aumenta notevolmente. I moderni sistemi elettronici consentono di programmare i meccanismi e di attivarli in modalità convenienti (ad esempio, solo durante il giorno).

Immagine del corpo e schema del quadro di comando con apparecchiatura di avviamento e protezione e scheda di riavvio automatico del carico di riserva senza specificare la modifica concreta (+)

Tutti i guasti vengono registrati e durante il verificarsi di una situazione di emergenza scatta l'allarme. Dal punto di vista materiale, si ha un risparmio energetico e, di conseguenza, una riduzione del costo dell'energia elettrica.

Esempio di schema strutturale di automazione di una stazione di pompaggio con due pompe collegate (380 V), in cui viene utilizzato un azionamento elettrico a frequenza variabile (+)

Breve descrizione della dotazione standard

La presenza di determinati elementi dipende dal numero e dalla categoria delle pompe, dalle capacità tecniche più o meno ampie e dalla presenza di funzioni aggiuntive.

Controllo della pompa Napor 3.3: schema funzionale del dispositivo. Vengono eseguite lo spegnimento automatico e la registrazione della situazione di emergenza in caso di sovraccarico, funzionamento a secco, variazione del livello dell'acqua nel serbatoio (+)

La dotazione base della maggior parte dei modelli in vendita è la seguente:

• Un involucro metallico rettangolare con pannello di controllo situato sulla parte anteriore. La struttura del pannello può variare, ma su di esso sono obbligatoriamente presenti indicatori e pulsanti del tipo 'Avvio' o 'Arresto'.
• Un interruttore (uno o più) che consente di accendere/spegnere la pompa in modalità manuale.
• Fusibili ed elementi di protezione.
• Gruppo di controllo che regola la tensione delle tre fasi.
• Convertitore di frequenza necessario per il controllo del motore asincrono.
• Blocco di regolazione automatico responsabile dello spegnimento programmato e di emergenza dell'apparecchiatura.
• Set di sensori che indicano la pressione e la temperatura dell'acqua.
• Relè termico.
• Set di lampadine – segnalazione luminosa.

Le funzioni principali integrate nel blocco di controllo dipendono da diversi fattori. Ad esempio, in presenza di 2 pompe, principale e aggiuntiva (di riserva), viene impostato un programma che consente di attivare entrambi i meccanismi in modo alternato.

Pannello di controllo per due pompe che funzionano in modalità di riserva. Il vantaggio dell'attivazione a intervalli è una distribuzione uniforme del carico e un aumento della vita utile prevista.

Il sensore di temperatura protegge l'apparecchiatura dal surriscaldamento e dal funzionamento a secco (la probabilità che si verifichi una situazione simile è frequente nei pozzi con portata insufficiente). L'automazione arresta il funzionamento dell'apparecchiatura e, quando si verificano condizioni favorevoli per il prelievo dell'acqua, riavvia il motore della pompa collegata.

I dispositivi di protezione contro sovratensioni, mancanza di fase e connessione errata proteggono i meccanismi e impediscono loro di funzionare in modalità di emergenza. Correggono i parametri della rete e solo dopo aver normalizzato i valori collegano automaticamente l'apparecchiatura.

La protezione da sovraccarico funziona in modo simile. Ad esempio, è vietata l'attivazione simultanea di due pompe, che comporterebbe costi aggiuntivi e un uso irrazionale dell'apparecchiatura.

Praticamente tutti i sistemi collaudati hanno la possibilità di passare dal controllo completamente automatizzato a quello manuale. Ciò è necessario per la manutenzione, le riparazioni e la sostituzione di parti usurate o bruciate.

Supponiamo che una pompa si guasti: può essere rimossa senza problemi e inviata in riparazione, disattivando l'automazione e utilizzando il comando manuale.

Opzioni e funzionalità aggiuntive

Vari produttori includono nel kit base funzioni aggiuntive che ampliano le possibilità di controllo. Ad esempio, la società Alta Group offre il sistema AVR (commutazione automatica della riserva) – attivazione dell'alimentazione di riserva in modalità automatica. La necessità di questa funzione è dovuta al fatto che il funzionamento della stazione di pompaggio è parte del sistema di supporto vitale della casa, quindi la rete deve funzionare in modo continuo.

Il principio di funzionamento dell'AVR è il seguente: non appena l'alimentazione principale si interrompe, la rete di riserva viene inserita automaticamente. Rimane attiva fino al ripristino dell'alimentazione principale.

Quando l'alimentazione principale viene riattivata, il sistema intelligente verifica l'ottimalità dei parametri e solo dopo una risposta positiva riconnette la rete principale. Se l'analisi dei test è insoddisfacente, il sistema continuerà a funzionare dalla fonte di riserva.

Le basse temperature e l'alta umidità sono nemiche dei componenti elettronici del quadro, quindi i produttori offrono un servizio di isolamento termico aggiuntivo. È rilevante per le regioni settentrionali e per qualsiasi area in cui l'apparecchiatura si trova all'aperto.

Il cosiddetto 'pacchetto caldo' – è uno strato isolante posizionato all'interno. I quadri di controllo pompe termicamente isolati funzionano in un intervallo di temperature abbastanza ampio: da -40°C a +55°C.

Un'opzione piuttosto comune che consente di proteggere i motori delle pompe dal sovraccarico – il sistema di avviamento graduale. Essa consiste in una modalità di erogazione della tensione accurata e progressivamente crescente, grazie alla quale il motore è protetto da un avvio brusco e viene avviato in modo lento e delicato.

La moderna funzione di dispacciamento consente di controllare le stazioni di pompaggio a distanza. I sistemi di allarme remoto sono costantemente connessi a GPRS, radio modem o Internet, grazie ai quali in caso di emergenza si attiva immediatamente il sistema di blocco e il segnale viene trasmesso a un dispositivo ricevente (telefono o computer portatile).

Un'opzione comoda che consente di impostare un programma specifico è possibile grazie all'uso di un controllore. Esso, in modalità automatica, è in grado di influenzare autonomamente il funzionamento delle pompe, collegare dispositivi aggiuntivi e ottimizzare il funzionamento del sistema nel suo complesso.

L'indicazione prevede il posizionamento sul coperchio del quadro di un display elettronico con letture di tensione e corrente, nonché dati statistici: numero di avviamenti, ore di funzionamento dei motori, volume d'acqua.

Un'altra opzione utile che consente di ottenere informazioni sull'arresto del sistema o sull'insorgere di una situazione di emergenza – l'installazione di segnalazione luminosa e sirena. Al verificarsi di circostanze di forza maggiore, il lampeggiante si accende con luce intensa e un dispositivo acustico speciale emette un segnale forte e ripetuto.

Esempi di schemi elettrici di collegamento

L'assemblaggio delle apparecchiature avviene in condizioni produttive, dove vengono anche redatti gli schemi elettrici del quadro di controllo delle pompe. I più semplici sono gli schemi di collegamento di una singola pompa, sebbene il set di dispositivi aggiuntivi possa complicare l'installazione.

Come esempio prendiamo il ShUN-0.18-15 (della società Rubezh), progettato per il controllo manuale e automatico degli azionamenti elettrici della stazione di pompaggio. Lo schema di comando è il seguente:

Sul coperchio del corpo si trovano i pulsanti di accensione/spegnimento, un interruttore per la selezione della modalità di funzionamento, un set di indicatori che segnalano il corretto funzionamento del sistema (+)

Il produttore realizza 19 versioni di base, che si differenziano per la potenza del motore elettrico della stazione di pompaggio – da 0,18 kW a 55-110 kW.

All'interno del corpo metallico si trovano i seguenti elementi:

• interruttore automatico;
• relè di protezione;
• contattore;
• alimentazione di riserva;
• controllore.

Per il collegamento è necessario un cavo con sezione 0,35-0,4 mm².

Esempio di collegamento del modello ShUN-0.18-15 (per pompa di drenaggio o antincendio) del produttore Rubezh con un singolo azionamento e un controllore che regola il funzionamento dell'apparecchiatura (+)

Gli SHUN Grantor, progettati per lavori di drenaggio, controllano motori asincroni e hanno due modalità di controllo: manuale e automatico. La regolazione manuale viene effettuata dal pannello frontale dell'involucro, mentre quella automatica agisce tramite segnali esterni del relè (elettrodici o a galleggiante).

Schema triplice che illustra il funzionamento del quadro per 1, 2 e 3 pompe con automazione a galleggiante. In presenza di 2 o più pompe, viene proposta la distribuzione del carico tra l'attrezzatura di lavoro e quella di riserva.

Principio di funzionamento del ShUN in modalità automatica: con un abbassamento critico del livello dell'acqua nel pozzo di presa e l'attivazione del galleggiante n. 1, si arresta il funzionamento di tutte le pompe. In condizioni normali del livello del liquido, si attiva il galleggiante n. 2 e si avvia una delle pompe. Quando si attivano altri galleggianti situati a livelli superiori, vengono introdotte le restanti unità.

Caratteristiche dell'installazione delle stazioni di controllo

Tutte le versioni degli SHUN, senza eccezione, sono dispositivi complessi che funzionano dalla rete elettrica, e ciò significa che installare, mettere in servizio, manutenere e riparare l'apparecchiatura deve avvenire secondo le istruzioni del produttore. Le regole contenute nelle istruzioni dei diversi modelli possono differire, poiché anche le costruzioni dei meccanismi e le caratteristiche tecniche sono diverse.

Schema dei collegamenti elettrici del quadro di comando per l'attrezzatura di pompaggio OVEN SHUN 1. Grazie all'uso dei convertitori di frequenza originali OVEN, il risparmio energetico raggiunge il 35%.

Alcune importanti regole generali:

• L'installazione viene effettuata in una zona protetta da esplosioni.
• La temperatura e l'umidità nell'ambiente devono corrispondere ai parametri indicati dal produttore (ad esempio, temperatura da 0°C a +30°C).
• Il collegamento delle apparecchiature elettriche deve essere effettuato da una persona in possesso di un'autorizzazione speciale.
• I parametri dello SHUN devono corrispondere ai parametri di tutte le apparecchiature da collegare.
• L'installazione viene eseguita secondo gli schemi elettrici forniti nell'appendice alle istruzioni.
• La sezione del cavo deve corrispondere ai dati indicati nelle istruzioni.

Le stazioni di controllo domestiche, situate nel settore privato, sono soggette agli stessi requisiti dei punti di controllo industriali. Devono essere installate in un luogo asciutto e caldo, comodo per la manutenzione. Può essere un seminterrato, un locale appositamente dedicato, un annesso alla casa o un ripostiglio protetto.

A differenza dei grandi quadri industriali, i modelli domestici sono compatti e leggeri, quindi vengono spesso realizzati in versione da parete.

Il collegamento deve essere effettuato dopo che il sistema di approvvigionamento idrico è stato completamente installato, la tubazione di mandata è stata posata, i cavi sono stati posati, i nodi sono stati assemblati e tutti gli elementi elettrici sono stati isolati. Dopo aver collegato lo ShUN, è necessario verificarne il funzionamento sia in modalità manuale che automatica.

Supporto tecnico e assistenza

Alcune aziende produttrici di quadri di controllo dichiarano che non è richiesta alcuna manutenzione. Ciò è vero, tuttavia è necessaria una verifica regolare dell'unità di controllo da parte dell'organizzazione che utilizza l'apparecchiatura. Esiste una periodicità stabilita dal produttore e per il corretto funzionamento di tutti i dispositivi è necessario rispettarla obbligatoriamente.

Prima di ispezionare o sostituire qualsiasi componente, è necessario scollegare l'alimentazione e bloccare l'apparecchiatura per impedirne il riaccensione. È possibile verificare autonomamente l'affidabilità dei collegamenti. L'elenco dei potenziali guasti, così come le possibili modalità di risoluzione, è solitamente indicato dal produttore.

Quadro di controllo per pompa di pozzo o sommersa con convertitore di frequenza per l'uso in centrali termiche industriali, servizi comunali o case private, realizzato su ordinazione secondo specifiche tecniche individuali.

Ad esempio, un guasto semplice: la spia che segnala il collegamento del sistema al cavo elettrico non si accende. Ci sono tre possibili cause: mancanza di tensione nella rete, interruttore automatico guasto o lampada bruciata. Di conseguenza, la soluzione al problema sarà fornire tensione, sostituire l'interruttore o la lampada.

Se si verifica un guasto che non può essere risolto autonomamente, è necessario rivolgersi a specialisti del centro di assistenza.

Breve panoramica dei modelli popolari

Sebbene sia possibile realizzare QCP su ordinazione, molte aziende offrono modelli standard. La loro produzione è basata sulla domanda dei consumatori. Proponiamo una breve descrizione dei quadri che possono essere acquistati o ordinati sui siti ufficiali delle aziende o nei negozi online.

Quadro di controllo Grundfos Control MP204

I quadri di controllo Grundfos Control MP204 sono progettati per il funzionamento automatico e la protezione di una pompa.

I parametri del Grundfos Control MP204 possono essere impostati in modalità manuale e automatica, con due valori di soglia: il primo è un avviso, il secondo è un arresto di emergenza. Il registro degli arresti con l'elenco delle cause di attivazione viene memorizzato.

Specifiche tecniche:

• Tensione – 380 V, 50 Hz
• Potenza dei motori dell'apparecchiatura collegata – da 1,1 a 110 kW
• Intervallo di temperatura – da -30°C a +40°C
• Grado di protezione: IP54

Il vantaggio è la possibilità di trasmettere dati CIU e regolare i parametri tramite Grundfos GO.

Quadro di controllo pompe di NPO STOIK

Stazioni di controllo per gruppi di pompe (SUN) dell'azienda NPO STOIK. Sono progettate per il controllo automatico di pompe sommerse per prelievo acqua e drenaggio, e possono gestire da 1 a 8 collegamenti.

Esempio di realizzazione del SUN da 30 kW in contenitore metallico pensile con dispositivo di avviamento graduale Aucom e convertitore di frequenza Delta.

Specifiche tecniche:

• Tensione – 380 V, 50 Hz
• Potenza dei motori delle apparecchiature collegate: da 0.75 a 220 kW
• Intervallo di temperatura: da -10°C a +35°C
• Grado di protezione: IP54

Tra le funzioni di base: attivazione automatica della ventilazione se la temperatura all'interno dell'armadio supera il normale.

Armadi del marchio Grantor

I quadri multifunzionali del marchio Grantor sono progettati per la manutenzione di sistemi di circolazione e drenaggio.

Possibili modalità operative: circolazione e drenaggio tramite sensore analogico o pressostato. Due varianti dell'algoritmo di lavoro prevedono l'accensione simultanea o alternata delle pompe.

Specifiche tecniche:

• Tensione: 1x220 V o 3x380 V, 50 Hz
• Potenza dei motori delle apparecchiature collegate: fino a 7,5 kW per motore
• Intervallo di temperatura: da 0°C a +40°C
• Grado di protezione: IP65

In caso di situazione di emergenza e guasto del motore elettrico della pompa (per cortocircuito, sovraccarico, surriscaldamento), si verifica lo spegnimento automatico dell'apparecchiatura e l'attivazione della variante di riserva.

Armadi Wilo SK

Le linee SK-712, SK-FC, SK-FFS del marchio Wilo sono progettate per il controllo di più pompe, da 1 a 6 unità.

Diversi schemi automatici nell'armadio Wilo SK-712 semplificano notevolmente il funzionamento delle stazioni di pompaggio.

Specifiche tecniche:

• Tensione: 380 V, 50 Hz
• Potenza dei motori delle apparecchiature collegate: da 0,37 a 450 kW
• Intervallo di temperatura: da +1°C a +40°C
• Grado di protezione: IP54

Durante il funzionamento, tutti i parametri tecnologici vengono visualizzati sul display. In caso di situazione di emergenza, viene visualizzato un codice di errore.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Per saperne di più su come funzionano gli armadi di controllo pompe, è possibile consultare i seguenti video.

Come realizzare il più semplice SHUN fai-da-te:

Esempio di funzionamento di un tipico SHUN su banco di prova:

L'utilizzo degli armadi di controllo pompe consente di sfruttare efficacemente le risorse delle attrezzature di pozzo o drenaggio e di risparmiare energia elettrica. Conoscendo le caratteristiche tecniche della propria stazione di pompaggio, è possibile acquistare un modello base di SHUN o effettuare un ordine su schema personalizzato.

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