Schema elettrico di un quadro di termoregolazione: lettura guidata

Lo schema quadro della termoregolazione è il documento che resta nell’impianto più a lungo di chiunque l’abbia installato. Lo apre il manutentore dieci anni dopo, l’elettricista che deve aggiungere una zona, il tecnico che cerca un guasto in pieno inverno. Se è chiaro, il lavoro dura minuti. Se non lo è, o non corrisponde al quadro reale, dura ore.

In questo articolo leggiamo insieme uno schema di termoregolazione, foglio per foglio. L’illustrazione è semplificata e i numeri corrispondono ai paragrafi: lo schema reale di un impianto ha più fogli e più dettagli, ma la logica è la stessa.

Come è organizzato uno schema

Uno schema di quadro non è un disegno unico. È un fascicolo di fogli, ognuno con un compito:

• il frontespizio, con impianto, committente, revisione e data;
• l’indice dei fogli;
• l’alimentazione e le protezioni, dal punto di consegna fino agli alimentatori;
• gli ingressi: sonde, contatti, contatori;
• le uscite: testine, pompe, valvole, comandi ai generatori;
• i bus di campo: Modbus, KNX, collegamenti di rete;
• le morsettiere, con la numerazione di ogni morsetto e la destinazione di ogni cavo;
• la distinta dei materiali.

Ogni foglio ha un cartiglio con il numero e le colonne numerate, così che un componente si può indicare con un riferimento preciso: foglio 4, colonna 6.

Simboli e sigle

I simboli seguono le norme internazionali: un interruttore, un relè, un motore, una sonda hanno sempre lo stesso disegno. Le sigle identificano ogni componente, di solito con una lettera per il tipo e un numero progressivo. Si trovano spesso Q per gli interruttori di protezione, K per i relè, X per le morsettiere, B per le sonde, M per i motori come pompe e ventilatori.

La regola d’oro è che la sigla sullo schema sia la stessa che sta sull’etichetta nel quadro. Sembra ovvio, ma è la prima cosa che si perde quando il quadro viene modificato in cantiere.

1. Le protezioni

Il primo foglio parte dalla linea di alimentazione, fase e neutro, e la distribuisce alle utenze attraverso le protezioni. In un quadro di termoregolazione conviene avere protezioni separate almeno per:

• il controllore e gli alimentatori dei circuiti di comando;
• le testine delle zone;
• le pompe;
• i servomotori delle valvole.

Così un guasto su una testina non spegne il controllore, e un cortocircuito su una pompa non lascia al buio tutta la centrale. Sullo schema ogni protezione indica la taglia e la curva.

2. L’alimentatore

Il controllore e molti dispositivi di comando lavorano a bassa tensione. L’alimentatore la ricava dalla rete e la distribuisce. Sullo schema si legge la sua potenza, che deve coprire tutti i carichi collegati con un margine, e la polarità delle uscite.

Se le testine sono a 24 V, l’alimentatore o il trasformatore che le alimenta va dimensionato sulla corrente di spunto all’accensione, molto più alta di quella a regime, come abbiamo visto nella guida alla termoregolazione degli impianti radianti.

3. Gli ingressi

Il foglio degli ingressi mostra cosa entra nel controllore: le sonde di temperatura di ogni zona, la sonda di mandata, la sonda esterna, i contatti di stato del generatore, gli eventuali contatori a impulsi. Ogni ingresso ha il suo numero sul controllore, per esempio AI1 per il primo ingresso analogico, e il suo morsetto in morsettiera.

Per le sonde lo schema indica anche il tipo, perché sonde diverse non sono intercambiabili: una sonda con un elemento sensibile diverso da quello previsto legge temperature sbagliate senza dare errori evidenti.

4. Le uscite

Il foglio delle uscite mostra cosa comanda il controllore: le testine di ogni zona, la pompa, la richiesta al generatore, la valvola miscelatrice. Le uscite digitali, indicate per esempio come DO, accendono e spengono; quelle analogiche, come AO, danno un segnale continuo, di solito 0–10 V.

Quando un carico è più grande di quello che l’uscita del controllore può comandare direttamente, lo schema mostra un relè di interfaccia: l’uscita comanda il relè, il relè comanda il carico. Per la valvola miscelatrice, lo schema indica alimentazione, segnale di comando e ritorno di posizione, come descritto nell’articolo sulle valvole a tre vie.

5. Il bus di campo

L’ultimo tratto collega i dispositivi che parlano con un protocollo: regolatori ambiente Modbus, pompe di calore, contatori. Sullo schema il bus si disegna come una linea che passa da un dispositivo all’altro, con l’indirizzo di ognuno e le resistenze di terminazione ai due estremi.

È il foglio che si consulta di più quando qualcosa non comunica: indirizzi, velocità, polarità dei conduttori.

Le morsettiere

Il foglio delle morsettiere è quello che usa davvero chi lavora sul quadro. Per ogni morsetto indica il numero, il collegamento interno e il cavo esterno, con la sua destinazione: “X2.14, sonda zona 3, cavo verso il soggiorno”. Le morsettiere sono raggruppate per tipo, alimentazioni, ingressi, uscite, bus, nello stesso ordine in cui stanno nel quadro.

Con un buon foglio di morsettiere si collega un impianto senza guardare il resto dello schema, e si trova un guasto partendo dalla stanza invece che dal controllore.

La distinta e l’as built

La distinta elenca ogni componente con sigla, descrizione, costruttore e codice. Serve per ordinare il materiale e, anni dopo, per sostituire un pezzo identico.

E poi c’è l’ultimo passaggio, il più trascurato: aggiornare lo schema con le modifiche fatte in cantiere, la versione “come costruito”. Uno schema che non corrisponde al quadro è peggio di nessuno schema, perché induce in errore. La copia aggiornata va lasciata nel quadro e consegnata al cliente.

Gli schemi delle configurazioni Brick

Per le configurazioni Brick sono disponibili gli schemi di architettura e, dove previsto, gli schemi elettrici in formato DWG. Si aprono con qualsiasi CAD e sono pensati come punto di partenza: si adattano al numero di zone, ai componenti scelti e alle protezioni richieste dall’impianto.

Chi parte da una configurazione A0 o da una B2 trova già disegnati ingressi, uscite e collegamenti al generatore. Resta il lavoro che nessuno schema standard può fare: verificarlo sull’impianto reale e aggiornarlo alla fine. Per il montaggio del quadro valgono le regole descritte nell’articolo su Brick nel quadro elettrico.