Motore elettrico per pompa acqua del chiller

Un gruppo frigorifero (chiller) non trasporta da sé l’acqua refrigerata: il compito di portare l’acqua raffreddata nell’evaporatore ai fan coil, alle batterie delle unità di trattamento aria e agli scambiatori di processo spetta a una o più pompe centrifughe. Questa pagina spiega come scegliere il motore trifase che aziona queste pompe in strutture industriali e commerciali come hotel, ospedali, centri commerciali, data center e stabilimenti; per il quadro completo delle applicazioni HVAC può consultare anche la pagina motori elettrici per il settore HVAC.

Compito e limiti del motore nel circuito dell’acqua refrigerata

L’unico compito del motore è far ruotare la girante della pompa. La girante dà pressione all’acqua fredda in uscita dall’evaporatore; l’acqua raggiunge le utenze lungo le tubazioni, assorbe calore, ritorna e rientra nell’evaporatore. A raffreddare l’acqua è invece il ciclo frigorifero all’interno del chiller. Il motore ermetico o semiermetico che aziona il compressore lavora immerso nel fluido refrigerante ed è un componente del costruttore del chiller; non rientra nell’ambito di questa pagina né della scelta di un motore standard.

Precisiamo chiaramente: i motori trattati qui non sono ricambi per condizionatori split domestici o apparecchi a parete. Si tratta di motori industriali per pompe, installati sul proprio basamento in sala macchine, con carcassa IEC e alimentati per lo più a 400 V.

Pompe primarie, secondarie e di processo: quale motore per ciascuna?

Lo schema idraulico dell’impianto è il primo dato per la scelta del motore. Nella classica configurazione primario-secondario, davanti a ogni chiller c’è una pompa primaria che fa passare una portata costante nell’evaporatore. Le pompe secondarie distribuiscono invece l’acqua in base alla domanda variabile dell’edificio e hanno di solito velocità regolata. Negli impianti più recenti un unico gruppo di pompe a portata primaria variabile alimenta sia il chiller sia l’edificio. Nell’industria si può inoltre dedicare una pompa separata alle utenze di processo, come stampi, linee di estrusione o serbatoi di fermentazione.

Anche il tipo di pompa fa la differenza. Nelle pompe in linea (inline) il motore è verticale e fissato con flangia al corpo pompa; nelle pompe ad aspirazione assiale il motore è orizzontale, su un basamento con piedi, e trasmette la potenza alla girante tramite giunto. Per grandi portate si preferiscono le pompe a corpo diviso. Per i dettagli consulti le pagine motore per pompa inline e motore per pompa split case.

Ricavare potenza e giri/min del motore dai dati della pompa

Il punto di partenza corretto è la curva prestazionale del produttore della pompa. Sulla curva si individuano portata di progetto (m³/h) e prevalenza (m c.a.); si leggono la potenza all’albero in quel punto e, all’estremo destro della curva, la potenza massima raggiungibile con l’aumento della portata. Il motore si sceglie con una potenza nominale in grado di coprire anche questo secondo valore. Nei circuiti dei chiller questo margine è importante, perché il punto di lavoro può spostarsi quando le valvole si chiudono o un ramo viene escluso.

La velocità è legata al progetto della girante. Nelle pompe per acqua refrigerata sono frequenti i motori a quattro poli, cioè della classe di circa 1500 giri/min; nelle pompe compatte che richiedono una prevalenza maggiore si usano anche motori a due poli. Se la pompa è progettata per 1450 giri/min, montare un motore da 2900 giri/min aumenta in modo inaccettabile sia la portata sia la potenza. Su una pompa esistente la fonte più affidabile è la targhetta del vecchio motore; un valore in kW preso da solo non significa "potenza adatta" per un chiller.

Quote di collegamento: basamento, flangia e albero

Il primo dato da confrontare è la grandezza IEC, ad esempio 160M o 180L. Anche a parità di grandezza vanno verificati uno per uno i seguenti punti:

• Forma costruttiva: con piedi (B3), con flangia (B5 o B14), con piedi e flangia (B34, B35) o verticale.
• Diametro, lunghezza e chiavetta dell’albero; nelle pompe inline la girante è spesso montata direttamente sull’albero motore, quindi questa quota è critica.
• Interasse dei fori dei piedi e altezza d’asse, in base ai fori esistenti sul basamento.
• Diametro esterno della flangia, diametro di centraggio e diametro primitivo dei fori.
• Tensione, collegamento (stella/triangolo) e corrente nominale; compatibilità con il quadro esistente e con la taratura del relè termico.

HEM Motor fornisce la serie trifase, in base alla grandezza, in esecuzione con piedi, con flangia, combinata e verticale (V1, V3, V5, V6, V15); le quote definitive di flangia e albero vengono confermate in sede d’ordine. Le dimensioni per grandezza sono riportate nell’articolo tabella delle dimensioni per grandezza.

Condizioni della sala macchine e condensa sulle tubazioni fredde

La superficie delle tubazioni dell’acqua refrigerata e del corpo pompa è spesso al di sotto del punto di rugiada dell’aria ambiente. In una pompa non adeguatamente isolata il corpo trasuda e le gocce d’acqua scendono sul basamento e talvolta verso il cuscinetto lato pompa del motore. I nostri motori hanno grado di protezione IP55: protegge dagli spruzzi d’acqua, ma il motore non è progettato per restare sotto un gocciolamento continuo di condensa. Completare l’isolamento della pompa e orientare verso il basso l’ingresso cavi della morsettiera sono misure semplici ma efficaci.

I valori di catalogo valgono per temperature ambiente da −15 a +40 gradi e altitudini fino a 1000 m. Le pompe installate accanto ai chiller compatti sui tetti possono superare questo limite sotto il sole; se l’installazione è di questo tipo, se l’impianto è in alta quota o se sono previste soste stagionali, lo indichi nell’ordine. Per l’umidità interna durante le soste prolungate si può aggiungere su ordinazione la resistenza anticondensa, per il controllo della temperatura dell’avvolgimento un sensore PTC o PT100.

Portata variabile, inverter e sequenza delle pompe

Le pompe secondarie e quelle a portata primaria variabile sono in genere alimentate da un inverter collegato a un sensore di pressione differenziale. Poiché il carico della pompa cala rapidamente con la velocità, a bassi giri/min la ventola propria del motore assicura per lo più un raffreddamento sufficiente; per un’applicazione che lavori a lungo a velocità molto bassa con piena coppia si valuta comunque la necessità di una ventilazione esterna. Se il quadro è lontano dal motore, entra in gioco il filtro dv/dt o sinusoidale. Le condizioni d’uso con inverter sono descritte nella pagina motori compatibili con inverter.

Il lato chiller ha un proprio limite: se la portata nell’evaporatore scende sotto il valore minimo indicato dal costruttore del chiller, il flussostato arresta il gruppo. La frequenza minima dell’inverter va quindi impostata in base ai dati di pompa e chiller. Negli impianti con più pompe, l’inserimento e il disinserimento in sequenza e l’alternanza della pompa di riserva bilanciano numero di avviamenti e ore di funzionamento dei motori.

Tabella di scelta: motori di esempio per circuito

I modelli in tabella sono esempi e non una scelta definitiva; l’idoneità del motore alla pompa va verificata a parte con curva della pompa, punto di lavoro, giri/min e quote di collegamento.

Cosa comunicarci quando si sostituisce un motore pompa guasto

La via più rapida è una foto nitida della targhetta del vecchio motore; come scattarla è spiegato nella guida invia la targhetta del motore. Oltre alla targhetta, può condividere via WhatsApp le seguenti informazioni; i numeri sono nella pagina contatti.

• Marca e tipo della pompa (inline, ad aspirazione assiale, a corpo diviso) e, se possibile, la targhetta della pompa
• Potenza, giri/min e tensione del motore; collegamento a stella o a triangolo
• Forma costruttiva: con piedi, con flangia o verticale; quote di flangia e albero
• Se la pompa è nel circuito primario, secondario o di processo
• Se è alimentata da inverter e la lunghezza del cavo tra quadro e motore
• Luogo di installazione, ad esempio sala macchine, tetto o area all’aperto
• Quantità richiesta; indichi se include anche il motore della pompa di riserva

Gruppi di motori consultabili nel negozio

Tutti i modelli sono elencati nella pagina acquista motori elettrici. Per le grandi pompe dell’acqua refrigerata la categoria motori con carcassa in ghisa, per i piccoli circuiti di processo la categoria motori con carcassa in alluminio sono buoni punti di partenza. I modelli collegati nella tabella sopra sono esempi; l’idoneità alla pompa va verificata a parte. Per le applicazioni generiche con pompe è utile anche la pagina motore per pompa di circolazione e, se sul lato condensatore del chiller si usa una torre, la pagina motore per torre di raffreddamento.

Domande frequenti

Questi motori si possono usare anche per il compressore del chiller?

No. I motori dei compressori ermetici e semiermetici sono raffreddati dal fluido refrigerante, sono componenti specifici del costruttore del chiller e non sono presenti nel catalogo HEM Motor 2026. Questa pagina riguarda solo il motore standard che aziona la pompa dell’acqua.

È necessario alimentare con inverter il motore della pompa primaria?

Nella classica configurazione primario-secondario la pompa primaria lavora per lo più a velocità fissa. Negli impianti a portata primaria variabile l’inverter è invece diffuso; in tal caso la velocità minima si stabilisce in base alla portata minima nell’evaporatore ammessa dal chiller.

Il corpo pompa presenta condensa: il motore ne risente?

A lungo andare la condensa che gocciola può danneggiare cuscinetto e morsettiera. Completi l’isolamento di pompa e tubazioni; se il motore si trova in una posizione costantemente bagnata, lo indichi nell’ordine.

Il vecchio motore è da 1450 giri/min: posso montarne uno da 2900 giri/min?

Non dovrebbe. In una pompa centrifuga, raddoppiando la velocità, oltre a portata e pressione aumenta in misura molto elevata anche la potenza assorbita; sia il motore sia la pompa vengono sovraccaricati. Si sceglie il numero di poli adatto alla velocità di progetto della pompa.

Per quanto tempo posso tenere a magazzino un motore pompa di riserva?

Può restare in un luogo asciutto e privo di vibrazioni, ruotando di tanto in tanto l’albero a mano. Dopo un lungo stoccaggio è buona pratica far misurare la resistenza di isolamento prima della messa in servizio.