Gabinete de controle de bombas: tipos, esquemas de ligação, visão geral de modelos populares

A manutenção de um sistema de abastecimento de água autônomo inclui o controle do equipamento de bombeamento e a integridade das comunicações, a conservação da rede durante longas ausências e o gerenciamento automatizado racional.

A automação é facilmente realizada instalando um painel de controle de bombas em um local designado – uma estação de distribuição compacta que opera em vários modos. Explicaremos em detalhes como realizar corretamente sua montagem e instalação. Seguindo nossos conselhos, você poderá realizar corretamente a conexão do equipamento.

Apresentamos a configuração padrão do painel de controle. Descrevemos quais funções adicionais podem ser instaladas e utilizadas. As informações apresentadas foram complementadas com ilustrações úteis e vídeos.

Finalidade e configuração do Painel de Controle de Bombas

O conteúdo técnico de diferentes modelos difere, pois os pontos de controle têm orientação funcional individual.

Os fabricantes oferecem esquemas padrão prontos, mas nem sempre atendem a requisitos específicos, por isso existe um serviço de fabricação de painéis de controle sob encomenda. Primeiro, tentaremos considerar os pontos comuns que unem todos os modelos.

Funções do painel de controle

A principal função de qualquer estação de distribuição é organizar o funcionamento do equipamento a ela conectado, neste caso, o de bombeamento. A partir de um único painel de controle (o que é conveniente se a distância entre os objetos for grande), o controle sobre os motores das bombas de drenagem, superficiais e de poço é realizado de forma eficiente.

O número de unidades conectadas pode variar. A conexão mínima é uma bomba de poço ou bomba submersível, que fornece água e garante sua disponibilidade para todo o sistema de abastecimento de água (aquecimento, combate a incêndio). Além disso, uma bomba de drenagem é conectada, necessária para a remoção de água em situações domésticas e de emergência.

A ligação/desligação automática dos motores das bombas facilita a vida dos proprietários de casas particulares, permitindo-lhes passar o tempo livre com a família, em vez de terem que alternar interruptores manualmente.

Mais algumas funções úteis que podem ser 'delegadas' à automação:

• controle da tensão da rede, necessária para o funcionamento ininterrupto do equipamento;
• proteção dos mecanismos contra falhas de energia e curto-circuitos;
• controle do nível de água no poço (ou outro reservatório) e reação à sua falta;
• registro de picos de pressão e ajuste dos parâmetros ideais (parada do motor ao atingir o ponto crítico, reinício quando os indicadores se normalizam);
• controle remoto de bombas de poço, cujo acesso direto não é possível;
• distribuição de carga entre várias unidades ou conexão de emergência de uma opção reserva.

Como resultado do controle automatizado centralizado, o funcionamento das estações de bombeamento se torna mais produtivo, e a vida útil do equipamento elétrico aumenta consideravelmente. Os sistemas eletrônicos modernos permitem programar os mecanismos e ligá-los em um modo conveniente (por exemplo, apenas durante o dia).

Imagem do invólucro e diagrama do armário de controle com equipamento de partida e proteção e placa de reinicialização automática da carga reserva, sem especificar a modificação específica (+).

Todos as falhas são registradas e, durante a ocorrência de uma emergência, o alarme é acionado. Do ponto de vista material, há economia de energia e, consequentemente, redução da tarifa de eletricidade.

Exemplo de diagrama estrutural de automação de uma estação de bombeamento com duas bombas conectadas (380 V), utilizando acionamento elétrico de frequência variável (+)

Breve descrição da configuração padrão

A presença de alguns elementos depende da quantidade e categoria das bombas, das capacidades técnicas restritas ou mais amplas e da disponibilidade de funções adicionais.

Controle da bomba Napor 3.3: diagrama funcional do dispositivo. O desligamento automático e a sinalização de emergência são acionados em caso de sobrecarga, funcionamento a seco «funcionamento a seco» e alteração do nível de água no reservatório (+)

A configuração básica da maioria dos modelos à venda é a seguinte:

• Gabinete retangular metálico com painel de controle na parte frontal. O design do painel pode variar, mas ele sempre possui indicadores e botões do tipo «Iniciar» ou «Parar».
• Interruptor (um ou mais) que permite ligar/desligar a bomba manualmente.
• Fusíveis e elementos de proteção.
• Módulo de controle que regula a tensão das três fases.
• Conversor de frequência necessário para controlar o motor assíncrono.
• Bloco de ajuste automático responsável pelo desligamento programado e de emergência do equipamento.
• Conjunto de sensores que indicam a pressão e a temperatura da água.
• Relé térmico.
• Conjunto de lâmpadas – sinalização luminosa.

As principais funções incorporadas na unidade de controle dependem de vários fatores. Por exemplo, na presença de 2 bombas, principal e adicional (reserva), é configurado um programa que permite ligar os dois mecanismos alternadamente.

Painel de controle para duas bombas operando em modo reserva. A vantagem da alternância é a distribuição uniforme da carga e o aumento da vida útil planejada.

O sensor de temperatura protege o equipamento contra superaquecimento e funcionamento a seco (situação comum em poços com vazão insuficiente). A automação interrompe a operação do equipamento e, quando as condições para captação de água se normalizam, religa o motor da bomba conectada.

Os dispositivos de proteção contra picos de tensão, perda de fase e conexão incorreta protegem os mecanismos e impedem que operem em modo de emergência. Eles corrigem os parâmetros da rede e só após equalizar os indicadores conectam automaticamente o equipamento.

A proteção contra sobrecarga funciona de forma semelhante. Por exemplo, há uma proibição de ativar duas bombas simultaneamente, o que resulta em gastos desnecessários e uso irracional do equipamento.

Praticamente todos os sistemas ajustados têm a capacidade de mudar do controle totalmente automatizado para o manual. Isso é necessário para manutenção técnica, trabalhos de reparo e substituição de peças desgastadas ou queimadas.

Suponha que uma bomba falhe; ela pode ser retirada sem problemas e enviada para reparo, desativando a automação e usando o controle manual.

Opções e recursos adicionais

Diferentes fabricantes incluem no conjunto básico funções adicionais que ampliam as capacidades de controle. Por exemplo, a empresa Alta Group oferece o sistema AVR – ativação automática da alimentação de reserva. A necessidade dessa função se explica pelo fato de que a operação da estação de bombeamento faz parte do sistema de suporte à vida da casa; portanto, a rede deve funcionar em modo contínuo.

O princípio de funcionamento do AVR é o seguinte: assim que a alimentação elétrica principal é interrompida, a rede reserva é automaticamente acionada. Ela atua até que a fonte principal retome sua operação.

Quando ele é ativado, o sistema inteligente verifica a otimização dos parâmetros e só reconecta a rede principal se houver uma resposta positiva. Se a análise dos testes for insatisfatória, o sistema continua operando a partir da fonte reserva.

Baixas temperaturas e alta umidade são inimigas dos componentes eletrônicos do painel; portanto, os fabricantes oferecem um serviço de isolamento adicional. Ele é relevante para regiões do norte e para qualquer área onde o equipamento esteja ao ar livre.

O chamado 'pacote térmico' é uma camada de isolante colocada no interior. Os SHUNs termicamente isolados operam em uma faixa de temperatura bastante ampla – de -40 °C a +55 °C.

Um complemento bastante comum que permite proteger os motores das bombas contra sobrecarga – o sistema de partida suave. Ele consiste em um regime cuidadoso e gradual de fornecimento de tensão, graças ao qual o motor é protegido de uma partida abrupta e é colocado em funcionamento de forma lenta e suave.

A moderna função de despacho permite gerenciar estações de bombas à distância. Os sistemas de alerta remoto estão constantemente conectados a GPRS, modem de rádio ou Internet, graças ao qual, em caso de emergência, o sistema de bloqueio é acionado imediatamente e o sinal é transmitido para um dispositivo receptor (telefone ou notebook).

Uma opção conveniente que permite definir um programa específico é possível graças ao uso de um controlador. Ele, no modo automático, é capaz de influenciar por conta própria o funcionamento das bombas, conectar dispositivos adicionais e otimizar o funcionamento geral do sistema.

A indicação implica a localização, na tampa do quadro, de um painel eletrônico com leituras de tensão e corrente, bem como dados estatísticos: número de partidas, horas de funcionamento dos motores, volume de água.

Outra opção útil que permite obter informações sobre a parada do sistema ou a ocorrência de uma emergência – é a instalação de sinalização luminosa e sirene. Quando ocorrem circunstâncias de força maior, a luz piscante acende com luz brilhante e um dispositivo sonoro especial emite um sinal alto e repetitivo.

Exemplos de diagramas elétricos de conexão

A montagem do equipamento ocorre em condições de produção; lá também são elaborados os diagramas esquemáticos do quadro de comando das bombas. Os diagramas de conexão de uma única bomba são os mais simples, embora o conjunto de dispositivos adicionais possa complicar a instalação.

Como exemplo, tomemos o SHUN-0.18-15 (empresa Rubej), destinado ao controle manual e automático dos acionamentos elétricos da estação de bombas. O diagrama de controle é o seguinte:

Na tampa do gabinete estão localizados botões liga/desliga, uma chave seletora responsável pela escolha do modo de operação, um conjunto de indicadores que sinalizam o funcionamento correto do sistema (+)

O fabricante comercializa 19 configurações básicas, que diferem pela potência do motor elétrico da estação de bombas – de 0,18 kW a 55-110 kW.

Dentro do gabinete metálico estão os seguintes elementos:

• disjuntor automático;
• relé de proteção;
• contator;
• fonte de alimentação reserva;
• controlador.

Para a conexão, é necessário um cabo com seção transversal de 0,35-0,4 mm².

Exemplo de conexão do modelo SHUN-0.18-15 (para bomba de drenagem ou incêndio) do fabricante Rubej com um acionamento e um controlador que regula o funcionamento do equipamento (+)

Os SHUNs Grantor, destinados a trabalhos de drenagem, controlam motores assíncronos e possuem duas opções de controle: manual e automático. O ajuste manual é feito a partir do painel frontal do gabinete; o automático opera a partir de sinais externos de relés (eletródicos ou de bóia).

Diagrama triplo mostrando o funcionamento do quadro para 1, 2 e 3 bombas com automação por bóias. Quando há 2 ou mais bombas, é proposta a distribuição de carga entre o equipamento de trabalho e o de reserva.

Princípio de funcionamento do SHUN em modo automático: com a redução crítica do nível de água no poço de captação e o acionamento da bóia nº 1, todas as bombas param. Com o nível normal do líquido, a bóia nº 2 aciona e uma das bombas é ligada. Quando outras bóias em níveis mais altos são acionadas, as demais unidades são introduzidas.

Características da instalação das estações de controle

Todas as versões do SHUN, sem exceção, são dispositivos complexos que funcionam com energia elétrica, o que significa que a instalação, comissionamento, manutenção e reparo do equipamento devem ser realizados de acordo com as instruções do fabricante. As regras descritas nas instruções de diferentes modelos podem diferir, pois os mecanismos e as especificações técnicas também são diferentes.

Diagrama de conexões elétricas do quadro de controle de bombas OVEN SHUN 1. Graças ao uso dos conversores de frequência OVEN, a economia de energia chega a 35%.

Algumas regras gerais importantes:

• A instalação deve ser realizada em área protegida contra explosões.
• A temperatura e a umidade no ambiente devem estar de acordo com os parâmetros definidos pelo fabricante (por exemplo, temperatura de 0°C a +30°C).
• A conexão do equipamento elétrico deve ser realizada por uma pessoa com autorização especial.
• Os parâmetros do SHUN devem coincidir com os parâmetros de todo o equipamento conectado.
• A instalação deve ser realizada de acordo com os diagramas esquemáticos fornecidos no anexo das instruções.
• A seção transversal do cabo deve corresponder aos dados indicados nas instruções.

As estações de controle residenciais, localizadas em áreas particulares, estão sujeitas aos mesmos requisitos que os pontos de controle industriais. Elas devem ser instaladas em local seco e aquecido, de fácil acesso para manutenção. Pode ser um porão, uma sala dedicada, uma extensão da casa ou uma despensa protegida.

Ao contrário dos grandes quadros industriais, os modelos residenciais são compactos e leves, portanto, são geralmente fabricados em versão de parede.

A conexão deve ser feita após a completa instalação do sistema de abastecimento de água, a tubulação de pressão estar conectada, os cabes colocados, os componentes montados e o isolamento de todos os elementos elétricos realizado. Após conectar o SHUN, verifique seu funcionamento tanto no modo manual quanto no automático.

Suporte técnico e serviço de manutenção

Algumas empresas fabricantes de painéis de controle afirmam que não é necessária manutenção. Isso é verdade, porém é necessária uma verificação regular da unidade de controle pela organização operadora. Existe uma periodicidade estabelecida pelo fabricante e, para o funcionamento correto de todos os dispositivos, é obrigatório segui-la.

Antes de inspecionar ou substituir qualquer peça, é necessário desligar a tensão e bloquear o equipamento para evitar religamento. Você pode verificar a segurança das conexões por conta própria. A lista de possíveis falhas, assim como as formas de solucioná-las, geralmente também é fornecida pelo fabricante.

Painel de controle para bomba de poço ou submersível com conversor de frequência para uso em caldeiras industriais, serviços públicos ou residências particulares, fabricado sob encomenda de acordo com especificações técnicas individuais.

Por exemplo, a falha mais simples – a lâmpada que indica a conexão do sistema ao cabo elétrico não acende. Possíveis três causas: falta de tensão na rede, disjuntor automático quebrado disjuntor automático ou lâmpada queimada. Consequentemente, a solução do problema será fornecer tensão, substituir o disjuntor ou a lâmpada.

Se ocorrer uma falha que você não consiga resolver sozinho, é necessário recorrer a especialistas em um centro de serviço.

Breve visão geral dos modelos populares

Embora exista a possibilidade de fabricação de painéis de controle de bombas sob encomenda, muitas empresas oferecem modelos básicos. Sua montagem é feita com base na demanda do consumidor. Oferecemos uma breve descrição dos painéis que podem ser adquiridos ou encomendados nos sites oficiais das empresas ou em lojas online.

Painel de Controle de Bombas Grundfos Control MP204

Os painéis de controle Grundfos Control MP204 são projetados para operação automática e proteção de uma bomba.

Os parâmetros no Grundfos Control MP204 podem ser configurados em modo manual e automático, existindo dois valores de limiar: o primeiro é um aviso, o segundo é um desligamento de emergência. O registro de desligamentos com a listagem das causas de atuação é armazenado na memória

Especificações técnicas:

• Tensão – 380 V, 50 Hz
• Potência dos motores do equipamento conectado – de 1,1 a 110 kW
• Faixa de temperatura – de -30°C a +40°C
• Grau de proteção: IP54

A vantagem é a possibilidade de transmissão de dados CIU e ajuste de parâmetros através do Grundfos GO.

Painel de Controle de Bombas da NPO STOIK

Estações de controle de bombas (SUN) da empresa NPO STOIK. Destinam-se ao controle automático de bombas submersíveis de captação de água e drenagem, capazes de atender de 1 a 8 conexões.

Amostra de execução do CUN de 30 kW em caixa metálica suspensa com dispositivo de partida suave Aucom e inversor de frequência Delta

Especificações técnicas:

• Tensão – 380 V, 50 Hz
• Potência dos motores do equipamento conectado – de 0,75 a 220 kW
• Faixa de temperatura – de -10°C a +35°C
• Grau de proteção: IP54

Entre as funções básicas – ativação automática da ventilação se a temperatura interna do quadro ultrapassar o normal.

Painéis da marca Grantor

Quadros multifuncionais da marca Grantor são destinados ao serviço de sistemas de circulação e drenagem.

Modos de operação possíveis: circulação e drenagem por sensor analógico ou por relé de pressão. Duas variantes de algoritmo de operação preveem o acionamento conjunto ou alternado das bombas.

Especificações técnicas:

• Tensão – 1x220 V ou 3x380 V, 50 Hz
• Potência dos motores do equipamento conectado – até 7,5 kW por motor
• Faixa de temperatura – de 0°C a +40°C
• Grau de proteção: IP65

Em caso de situação de emergência e falha do motor elétrico da bomba (devido a curto-circuito, sobrecarga, superaquecimento), ocorre o desligamento automático do equipamento e a ativação da opção de reserva.

Painéis Wilo SK

As linhas SK-712, SK-FC, SK-FFS da marca Wilo são destinadas ao controle de várias bombas – de 1 a 6 unidades.

Vários esquemas automáticos no quadro Wilo SK-712 simplificam bastante o trabalho das estações de bombeamento.

Especificações técnicas:

• Tensão – 380 V, 50 Hz
• Potência dos motores do equipamento conectado – de 0,37 a 450 kW
• Faixa de temperatura – de +1°C a +40°C
• Grau de proteção: IP54

Durante a operação, todos os parâmetros técnicos são exibidos no display. Em caso de situação de emergência, um código de erro é mostrado.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Você pode saber mais sobre como funcionam os quadros de controle de bombas nos seguintes vídeos.

Como fazer o CUN mais simples com as próprias mãos:

Exemplo de funcionamento de um CUN típico em bancada de teste:

A aplicação de quadros de controle de bombas permite utilizar eficientemente os recursos de equipamentos de poço ou drenagem e economizar eletricidade. Conhecendo as características técnicas da sua estação de bombeamento, você pode adquirir um modelo básico de CUN ou fazer um pedido conforme esquema individual.

Deseja compartilhar sua própria experiência, contar como montou, instalou e conectou o quadro de controle de bombas? Tem informações interessantes ou dúvidas que surgiram durante a leitura das informações que fornecemos? Por favor, escreva comentários.