JP2016125477A - 給水装置及び給水装置の制御方法 - Google Patents
給水装置及び給水装置の制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016125477A JP2016125477A JP2015002498A JP2015002498A JP2016125477A JP 2016125477 A JP2016125477 A JP 2016125477A JP 2015002498 A JP2015002498 A JP 2015002498A JP 2015002498 A JP2015002498 A JP 2015002498A JP 2016125477 A JP2016125477 A JP 2016125477A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pump
- water supply
- water
- pumps
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
【課題】ポンプ効率を向上させることが可能な給水装置を提供すること。【解決手段】給水装置1は、給水源に接続された吸込管21と、吸込管21を複数に分岐する分岐管23と、分岐管23にそれぞれ設けられたポンプ61と、ポンプ61にそれぞれ設けられた複数の合流管31と、合流した複数の合流管31に接続された吐出管33と、複数のポンプ61をそれぞれ交互運転可能、且つ、複数の前記ポンプを並列運転可能に形成され、並列運転時において同一周波数で複数のポンプ61を駆動する制御装置45と、を備える構成とする。【選択図】図1
Description
本発明は、水を増圧する給水装置及び給水装置の制御方法に関する。
ビル等の建造物へ水を供給するために、水道本管の水を直接増圧させて給水する直結式の給水装置や、給水タンクの水を増圧する給水装置が知られている。このような給水装置として、複数のポンプが並列に配置されるとともに、各ポンプの二次側に逆止弁を設けることで、台数制御運転を行う技術が知られている。
また、給水装置として、複数のポンプを交互に駆動する交互運転、及び、複数台を同時に駆動する並列運転を切り替える技術も知られている(例えば、特許文献1参照)。
上述した給水装置では、次のような問題があった。即ち、複数のポンプを切り替えて給水する給水装置において、所定の揚程及び吐出量は維持した状態で、さらなる省エネルギ化が求められている。また、追加的な設備投資を避けるためにも、給水装置自体に変更を加えずに、ポンプ効率を高めることが可能な技術が要求されている。
そこで本発明は、ポンプ効率を向上させることが可能な給水装置及び給水装置の制御方法を提供することを目的としている。
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の給水装置及び給水装置の制御方法は次のように構成されている。
本発明の一態様として、給水装置は、給水源に接続された吸込管と、前記吸込管を複数に分岐する分岐管と、前記分岐管にそれぞれ設けられたポンプと、前記ポンプにそれぞれ設けられた複数の合流管と、合流した前記複数の合流管に接続された吐出管と、複数の前記ポンプをそれぞれ交互運転可能、且つ、複数の前記ポンプを並列運転可能に形成され、前記並列運転時において同一周波数で複数の前記ポンプを駆動する制御装置と、を備える。
本発明の一態様として、給水装置の制御方法は、給水源に接続された吸込管を複数に分岐する分岐管にそれぞれ設けられた複数のポンプを交互運転し、前記ポンプの二次側の水量に応じて前記交互運転から同一周波数で複数のポンプを並列運転する。
本発明によれば、ポンプ効率を向上させることが可能な給水装置及び給水装置の制御方法を提供することが可能となる。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る給水装置1の構成を示す説明図、図2は給水装置1を用いた給水時の揚程と吐出量の関係を示す説明図、図3は給水装置1の制御の一例を示す流れ図、図4は給水装置1を用いた性能試験の仕様点を示す説明図、図5は性能試験の結果を示す説明図である。
図1は本発明の第1の実施形態に係る給水装置1の構成を示す説明図、図2は給水装置1を用いた給水時の揚程と吐出量の関係を示す説明図、図3は給水装置1の制御の一例を示す流れ図、図4は給水装置1を用いた性能試験の仕様点を示す説明図、図5は性能試験の結果を示す説明図である。
給水装置1は、例えば、水道本管に直結され、水道本管を流れる水を直接増圧し、建造物に設けられた蛇口やシャワーヘッド等の供給先に給水する、所謂直結増圧型給水装置が用いられる。
図1に示すように、給水装置1は、吸込配管10と、吐出配管11と、複数のポンプユニット41を有するポンプパッケージ12と、を備えている。給水装置1は、吸込配管10の一部、吐出配管11の一部及びポンプパッケージ12を収納するポンプカバー13を備えている。このような給水装置1は、ポンプパッケージ12により、吸込配管10の一次側の水を、吐出配管11を介して二次側に揚水可能に形成されている。
吸込配管10は、例えば、水道本管から分岐された水道分管及びポンプパッケージ12を接続する。吸込配管10は、水道分管に接続される吸込管21と、吸込管21に設けられ、複数、具体的にはポンプユニット41と同数に吸込管21を分岐する分岐部22と、分岐部22に接続された複数の分岐管23と、を備えている。吸込配管10は、分岐部22で分岐することで、ポンプパッケージ12の複数のポンプユニット41に接続される。
吐出配管11は、ポンプパッケージ12の二次側に設けられる。吐出配管11は、ポンプユニット41にそれぞれ接続された合流管31と、これら合流管31を合流させる合流部32と、合流部32に接続される吐出管33と、を備えている。吐出配管11は、合流部32で吐出管33が合流することで、複数のポンプユニット41からの流路を合流させる。
ポンプパッケージ12は、分岐管23にそれぞれ接続された複数のポンプユニット41と、ポンプユニット41の二次側に設けられたアキュムレータ42と、ポンプユニット41の一次側に設けられた第1圧力検出装置43と、ポンプユニット41の二次側に設けられた第2圧力検出装置44と、制御装置45と、を備えている。
ポンプユニット41は、例えば、2台設けられる。ポンプユニット41は、分岐管23と合流管31との間に、一次側開閉弁51、ポンプ装置52、流量センサ53、逆止弁54及び二次側開閉弁55を順次備えている。ポンプユニット41は、一次側開閉弁51、ポンプ装置52、流量センサ53及び二次側開閉弁55が配管56により接続される。
一次側開閉弁51は、ポンプ61の一次側の配管56に設けられる。一次側開閉弁51は、例えば、手動で開閉が可能に形成されている。
ポンプ装置52は、ポンプ61と、ポンプ61に回転軸62を介して接続されたモータ63と、モータ63の回転を検出可能な回転センサ64と、を備えている。
ポンプ61は、ポンプケーシング内に、回転軸62と接続される単数又は複数の羽根車を備えている。ポンプ61の吸込口は、配管56が接続され、当該配管56により、一次側開閉弁51を介して分岐管23に接続される。ポンプ61の吐出口は、配管56が接続され、当該配管56により、流量センサ53、逆止弁54及び二次側開閉弁55を介して、合流管31に接続される。モータ63は、例えば、永久磁石内蔵の同期モータである。モータ63は、信号線99を介して制御装置45に電気的に接続される。
回転センサ64は、例えば、モータ63に内蔵され、モータ63の回転数(周波数)を検出可能に形成されている。回転センサ64は、信号線99を介して制御装置45に電気的に接続され、検出したモータ63の回転数の情報を制御装置45に送信可能に形成されている。
流量センサ53は、ポンプ61の二次側の配管56に設けられ、ポンプ61の二次側の流量を検出可能に形成されている。流量センサ53は、信号線99を介して制御装置45に接続され、検出した流量の情報を制御装置45に送信可能に形成されている。
逆止弁54は、流量センサ53の二次側の配管56に設けられ、二次側から一次側への水の流れ(逆流)を規制(防止)可能に形成されている。二次側開閉弁55は、逆止弁54の二次側の配管56に設けられ、例えば手動で開閉が可能に形成されている。
第1圧力検出装置43は、吸込管21に設けられ、複数のポンプユニット41の一次側の圧力、換言すると、吸込圧力を検出可能に形成されている。第2圧力検出装置44は、吐出管33に設けられ、複数のポンプユニット41の二次側の圧力、換言すると吐出圧力を検出可能に形成されている。
制御装置45は、信号線99を介して、各モータ63に電力を供給可能に形成されている。制御装置45は、所定の回転数により、各モータ63を駆動可能、且つ、各モータ63を同時又は交互に駆動可能に形成されている。
制御装置45は、信号線99を介して、第1圧力検出装置43及び第2圧力検出装置44で検出された圧力の情報を受信可能に形成されている。
制御装置45は、信号線99を介して、各流量センサ53で検出された流量の情報を受信可能に形成されている。制御装置45は、各回転センサ64で検出されたモータ63の回転数及び回転方向の情報を受信可能に形成されている。
制御装置45は、モータ63を所定の回転数で駆動可能なインバータ71、及び、ポンプ装置52を制御するために必要な情報が記憶された記憶部72を備えている。インバータ71は、モータ63の回転数を可変可能に形成されている。
記憶部72は、所定の吸込圧力、例えば、ポンプ装置52の始動が開始可能な水道本管の圧力が第1閾値として記憶されている。記憶部72は、一方のポンプユニット41の駆動では供給先から吐出される吐出量(供給先へ供給する供給量)が供給先での使用量に対して不足する流量若しくはポンプ効率が低下する流量が第2閾値として記憶されている。
記憶部72は、末端(供給先)において所定の圧力(推定末端圧)となるポンプパッケージ12から吐出される吐出圧(目標圧力)が第3閾値として記憶されている。なお、第1閾値乃至第3閾値は、給水装置1の構成及び使用条件に応じて、適宜設定される。また、記憶部72は、ポンプユニット41駆動時のポンプ61の周波数、即ち、モータ63の周波数を記憶可能に形成されている。
また、制御装置45は、以下の機能を有している。
(1)2台のポンプユニット41を交互に駆動する交互運転を行う機能。
(2)2台のポンプユニット41を同一周波数で同時に駆動する並列運転を行う機能。
(3)ポンプユニット41の交互運転及び並列運転を切り替える機能。
次に、制御装置45が有する機能(1)乃至機能(3)について説明する。
機能(1)は、通常時の運転として、推定末端圧が一定となるように、各ポンプユニット41を交互に駆動して揚水する機能である。
(1)2台のポンプユニット41を交互に駆動する交互運転を行う機能。
(2)2台のポンプユニット41を同一周波数で同時に駆動する並列運転を行う機能。
(3)ポンプユニット41の交互運転及び並列運転を切り替える機能。
次に、制御装置45が有する機能(1)乃至機能(3)について説明する。
機能(1)は、通常時の運転として、推定末端圧が一定となるように、各ポンプユニット41を交互に駆動して揚水する機能である。
具体的には、機能(1)として、まず、第1圧力検出装置43で検出された圧力及び第1閾値、並びに、流量センサ53で検出された流量及び第2閾値を比較する。第1圧力検出装置43で検出された圧力が第1閾値以上であって、且つ、流量センサ53で検出された流量が第2閾値よりも低い場合には、一方のモータ63を駆動する。換言すると、所定の吸込圧力が確保できており、且つ、給水装置1の二次側において、水の使用が少ない少水量運転であると判断した場合には、1台のポンプ装置52を駆動する。
また、第2圧力検出装置44で検出された圧力及び第3閾値を比較し、第2圧力検出装置44及び第3閾値が略同一となるように、換言すると、推定末端圧が一定となるように、モータ63の回転数を制御する。
また、駆動している一方のポンプ装置52の駆動時間を計測し、所定の時間が経過した後に、駆動するポンプ装置52を切り替えるか、又は、並列運転後の交互運転において、駆動するポンプ装置52を切り替える。
即ち、前回の交互運転において駆動したポンプ装置52を停止し、他方のポンプ装置52を駆動させる。なお、ポンプ装置52を切り替える条件については、給水装置1の性能等によって適宜設定され、当該条件は記憶部72に予め記憶される。
また、交互運転において、給水装置1の二次側において使用水量が少水量である場合の、モータ63の運転周波数H1を予め検出し、記憶部72に記憶する。
このように、機能(1)は、推定末端圧が一定となるように、交互にポンプ装置52を駆動する機能である。
機能(2)は、給水装置1の二次側での使用水量が増加した場合であっても、推定末端圧が一定となるように、複数のポンプ装置52を同一であって、且つ、所定の周波数で運転する機能である。
具体的には、機能(2)として、まず、第1圧力検出装置43で検出された圧力及び第1閾値、並びに、流量センサ53で検出された流量及び第2閾値を比較する。第1圧力検出装置43で検出された圧力が第1閾値以上であって、且つ、流量センサ53で検出された流量が第2閾値を超えた場合には、双方のモータ63を、同一周波数で駆動する。換言すると、所定の吸込圧力が確保できており、且つ、給水装置1の二次側において、水の使用が多い多水量運転であることを判断し、2台のポンプ装置52を駆動する。
なお、モータ63の回転数は、推定末端圧が一定となるように、同一周波数で漸次増加させる。
機能(3)は、機能(1)及び機能(2)である、交互運転及び並列運転を、給水装置1の二次側の使用水量に応じて切り替える機能である。
具体的には、交互運転を行っている場合には、流量センサ53で検出された流量が第2閾値を超えたときに、交互運転から並列運転に切り替える。
次に、並列運転を行っている場合には、所定の周波数でモータ63を所定の時間駆動した場合に、並列運転から交互運転に切り替える。具体的には、切り換えを行う基準となる所定の周波数をH0、少水量時の運転周波数をH1、モータ63の最大運転周波数H2、所定の定数をα、βとした場合に、
H0≦H1+(H2−H1)/α−β
の条件を満たし、且つ、当該条件での並列運転が予め設定された所定の時間を超えた時に、並列運転から交互運転に切り替える。
H0≦H1+(H2−H1)/α−β
の条件を満たし、且つ、当該条件での並列運転が予め設定された所定の時間を超えた時に、並列運転から交互運転に切り替える。
なお、ここで、所定の時間とは、給水装置1を用いる環境に応じて適宜設定されるが、使用水量が安定する時間に設定されることが望ましい。定数αは、例えば、α=22=4が用いられる。
また、並列運転から交互運転に切り替えた場合には、前回の交互運転時に駆動していたポンプユニット41(主機)とは異なるポンプユニット41を主機として駆動する。
なお、機能(3)において、3台以上のポンプユニット41を並列運転により駆動している場合においては、上記条件を満たした場合に、1台のポンプユニット41を解列するか又はポンプ61の運転を停止することにより、駆動するポンプユニット41の台数を減らして並列運転を継続する。また、上記条件を満たした場合で現在駆動しているポンプ61が2台の場合には、交互運転に切り替える。
次に、このように構成された給水装置1を用いた給水装置1の制御方法について、図2及び図3を用いて以下説明する。
まず、給水装置1が始動されると、制御装置45は、一方(図2中において1号機として示す。)のモータ63を駆動する(ステップST1)。このとき、制御装置45は、末端圧が所定の圧力となるようにインバータ71を制御する。
具体的には、制御装置45は、第1圧力検出装置43で検出された吸込圧力及び流量センサ53で検出された一方のポンプ61から吐出された流量(図2中において吐出量Q)を受信する(ステップST2)。制御装置45は、検出された流量に応じて、図2に示すように、インバータ71を制御し、PI制御によって一方のポンプ61を駆動する。
併せて、制御装置45は、検出された吸込圧力及び流量と第1閾値及び第2閾値とを比較する。具体的には、制御装置45は、検出された吸込圧力と第1閾値を比較し、吸込圧力が第1閾値よりも大きいか否かを判断する(ステップST3)。吸込圧力が第1閾値以下の場合(ステップST3のNO)には、水道分管から所定の供給量の水を得られないと判断し、継続して一方のモータ63を駆動する(ステップST1)。
吸込圧力が第1閾値よりも高い場合(ステップST3のYES)には、モータ63の運転周波数を記憶部72に記憶する(ステップST4)。続けて、制御装置45は、検出された流量と第2閾値を比較し、流量が第2閾値よりも大きいか否かを判断する(ステップST5)。
流量が第2閾値よりも大きい場合(ステップST5のYES)には、制御装置45は、双方のモータ63を同一周波数により駆動する並列運転を行う(ステップST6)。具体的には、制御装置45は、検出された流量に基づいて双方(図2中、1号機及び2号機として示す。)のモータ63を同一周波数で駆動し、予め定められた仕様点となるようにPI制御を行う。
このとき、図2に示すように、給水装置1の仕様点において、モータ63の周波数は定格周波数より低い周波数で頭打ちとなる。例えば、モータ63の定格周波数が60Hzの場合には54.4Hzで周波数が頭打ちとなる。このように、並列運転においては、モータ63の定格周波数よりも低い周波数が、モータ63の周波数が上限となる。
また、制御装置45は、第1圧力検出装置43及び流量センサ53により吸込圧力及び双方のポンプ61から吐出された流量を検出し(ステップST7)、それぞれ第1閾値及び第2閾値と比較する。
具体的には、制御装置45は、検出された吸込圧力と第1閾値を比較し、吸込圧力が第1閾値よりも大きいか否かを判断する(ステップST8)。吸込圧力が第1閾値以下の場合(ステップST8のNO)には、水道分管から所定の供給量の水を得られないと判断し、ステップST1に戻り、一方のモータ63を駆動する。
吸込圧力が第1閾値よりも高い場合には(ステップST8のYES)、検出した流量が第2閾値よりも大きいか否かを判断する(ステップST9)。流量が第2閾値よりも大きい場合には、給水装置1の停止指示があるか否かを確認し(ステップST10)、停止指示があった場合(ステップST10のYES)には、駆動しているモータ63を停止する(ステップST11)。停止指示がない場合(ステップST10のNO)には、ステップST6に戻り、並列運転を継続する。
ステップST5又はステップST9において、流量が第2閾値と同一又は小さい場合(ステップST5のNO、ステップST9のNO)には、給水装置1の二次側において使用水量が少水量であると判断する。当該判断に基づいて、制御装置45は、一方のモータ63を交互に駆動し、検出された流量に基づいてPI制御を行う交互運転を行う(ステップST12)。制御装置45は、交互運転におけるモータ63の運転周波数H1を検出し、記憶部72に記憶する(ステップST13)。
また、制御装置45は、第1圧力検出装置43及び流量センサ53により吸込圧力及び双方のポンプ61から吐出された流量を検出し(ステップST14)、それぞれ第1閾値及び第2閾値と比較する。
具体的には、制御装置45は、検出された吸込圧力と第1閾値を比較し、吸込圧力が第1閾値よりも大きいか否かを判断する(ステップST15)。吸込圧力が第1閾値以下である場合(ステップST15のNO)には、水道分管から所定の供給量の水を得られないと判断し、ステップST1に戻り、一方のモータ63を駆動する。
吸込圧力が第1閾値よりも高い場合には(ステップST15のYES)、検出した流量が第2閾値よりも大きいか否かを判断する(ステップST16)。流量が第2閾値以下の場合(ステップST16のNO)には、給水装置1の停止指示があるか否かを確認し(ステップST17)、停止指示があった場合(ステップST17のYES)には、駆動しているモータ63を停止する(ステップST11)。停止指示がない場合(ステップST17のNO)には、ステップST12に戻り、交互運転を継続する。
ステップST16において、流量が第2閾値よりも大きい場合(ステップST16のYES)には、制御装置45は、ステップST6として並列運転を行い、以下、ステップST7以降の工程を行う。
このように、給水装置1は、第1圧力検出装置43及び流量センサ53により検出した吸込圧力及び流量に基づいて、一方のポンプ装置52を駆動するか、又は、双方のポンプ装置52を並列運転若しくは交互運転を行うことで、二次側に給水する。
次に、このように構成された給水装置1の効果について、図4及び図5を用いて説明する。なお、図4及び図5においては、ポンプユニット41が2台設けられた給水装置1に加え、ポンプユニット41が3台設けられた給水装置1についても併せて説明する。
図4に示すように、目標とする揚程を複数、具体的には揚程を48m、38m、30mに設定し、且つ、ポンプユニット41を2台の用いた場合及び3台用いた場合の仕様点を複数設定する。
ポンプユニット41を2台用いた場合の仕様点は、各揚程において、1台運転よりも大きく、且つ、2台運転よりも小さい吐出量となるA乃至Iに設定した。同様に、ポンプユニット41を3台用いた場合の仕様点は、各揚程において2台運転よりも大きく、且つ、3台運転よりも小さい吐出量となるJ乃至Rに設定した。
また、それぞれの仕様点A乃至Rにおいて、それぞれ通常制御及び複数台を同一周波数で制御した場合の、各仕様点における通常制御及び同一周波数制御における軸動力(KW)、低減した軸動力(KW)、並びに、通常制御時及び同一周波数制御時の軸動力比を求めた。ここで通常制御とは、複数台のポンプユニット41のポンプ61を、異なる周波数で駆動する制御である。
図5に示すように、各仕様点のいずれにおいても、通常制御で複数のポンプユニット41を制御した場合よりも同一周波数で複数のポンプユニット41を制御した場合に、軸動力が低減した。また、設けられたポンプユニット41の台数よりも少ないポンプユニット41で供給可能な能力(揚程に対する吐出量)を超える仕様点であって、且つ、当該供給可能な能力に近い仕様点ほど、軸動力の低減量が大きい結果となった。これは、図4の仕様点A、D、G、J、M、P及び図5の結果に示されるように、ポンプユニット41を2台用いる場合、ポンプユニット41を3台用いる場合のいずれにおいても同様の結果が得られた。
これらのように、1台又は2台のポンプユニット41では仕様点の揚程及び吐出量を供給できない場合であって、さらにもう一台のポンプユニット41を追加する場合において、複数のポンプユニット41を駆動する場合においては、複数のポンプユニット41を同一周波数で駆動することで、軸動力を低減することが可能となる。
また、2台のポンプユニット41を用いる場合及び3台のポンプユニット41を用いる場合の軸動力の結果からも明らかなように、複数のポンプユニット41を用いる場合に、同一周波数で複数のポンプユニット41を駆動することで、軸動力を低減することが可能となり、ポンプ効率を向上することがとなる。
また、給水装置1は、複数のポンプユニット41を同一周波数で駆動する構成であることから、既存の設備を利用できるため、製造コストを増大することがない。
上述したように本発明の第1の実施形態に係る給水装置1によれば、複数のポンプユニット41を同一周波数で駆動することで、軸動力を低減させることが可能となり、ポンプ効率を向上することが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る給水装置1について、図1及び図6を用いて説明する。
図6は第2の実施形態に係る給水装置1の制御の一例を示す流れ図である。なお、第2の実施形態に係る給水装置1は、第1の実施形態に係る給水装置1と、制御装置45の機能が異なる以外の構成は同様の構成であるため、構成の詳細な説明は省略する。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る給水装置1について、図1及び図6を用いて説明する。
図6は第2の実施形態に係る給水装置1の制御の一例を示す流れ図である。なお、第2の実施形態に係る給水装置1は、第1の実施形態に係る給水装置1と、制御装置45の機能が異なる以外の構成は同様の構成であるため、構成の詳細な説明は省略する。
給水装置1の制御装置45は、機能(1)乃至(3)に加え、以下の機能(4)を有している。
(4)吸込圧力に応じて、仕様点の吐出圧力を制御する機能。
次に、制御装置45が有する機能(4)について説明する。
機能(4)は、水道本管等の供給源側の圧力が変動することで、給水装置1で吸込圧力Psが変動した場合に、当該圧力の変動に応じてポンプ61の吐出圧力Pdを制御する機能である。この仕様点とは、推定末端圧力一定制御の計算式における最大水量仕様点であり、2台のポンプユニット41の交互運転及び2台のポンプユニット41を同一周波数で同時に駆動する並列運転のいずれにおいても用いる。
(4)吸込圧力に応じて、仕様点の吐出圧力を制御する機能。
次に、制御装置45が有する機能(4)について説明する。
機能(4)は、水道本管等の供給源側の圧力が変動することで、給水装置1で吸込圧力Psが変動した場合に、当該圧力の変動に応じてポンプ61の吐出圧力Pdを制御する機能である。この仕様点とは、推定末端圧力一定制御の計算式における最大水量仕様点であり、2台のポンプユニット41の交互運転及び2台のポンプユニット41を同一周波数で同時に駆動する並列運転のいずれにおいても用いる。
具体的には、機能(4)として、第1圧力検出装置43で吸込圧力Psを測定(検出)し、測定した吸込圧力Psの測定回数を、制御装置45が計数し、記憶部72に吸込圧力Ps及び測定回数を記憶する。このとき、吸込圧力Psの測定回数が1回目であるときには、吸込圧力Psを吸込圧力Ps1として記憶部72に記憶し、吐出圧力P1を以下の式(1)によりP1′に変更する。なお、以下の式(1)において、aは配管損失b,cは定数である。
P1′=P1+(Ps1−a)×bc…(1)
また、吸込圧力Psの測定回数が2回以上であるときには、記憶部72に記憶されたPs1と検出された吸込圧力Psとの圧力差ΔPsの絶対値を算出し、記憶部72に記憶された第4閾値と比較する。圧力差ΔPsの絶対値がある値(第4閾値)以上であると判定された場合には、記憶部72に記憶されたPs1のデ−タを書き換えて、当該Ps1のデータに基づいて、P1′を求める。機能(4)は、この求めた吐出圧力P1′に基づいて、ポンプ61を機能(1)乃至(3)によって制御する機能である。
また、吸込圧力Psの測定回数が2回以上であるときには、記憶部72に記憶されたPs1と検出された吸込圧力Psとの圧力差ΔPsの絶対値を算出し、記憶部72に記憶された第4閾値と比較する。圧力差ΔPsの絶対値がある値(第4閾値)以上であると判定された場合には、記憶部72に記憶されたPs1のデ−タを書き換えて、当該Ps1のデータに基づいて、P1′を求める。機能(4)は、この求めた吐出圧力P1′に基づいて、ポンプ61を機能(1)乃至(3)によって制御する機能である。
次に、このように構成された給水装置1の制御方法について、図6を用いて以下説明する。
先ず、第1圧力検出装置43で吸込圧力Psを検出する(ステップST21)。制御装置45はこの検出した吸込圧力Psの測定回数を計数し、この測定回数を判定する(ステップST22)。この判定において、測定回数が「1回目」であると判定された場合(ステップST22のYES)には、第1圧力検出装置43で検出された吸込圧力PsをPs1として記憶部72に記憶する(ステップST23)。
先ず、第1圧力検出装置43で吸込圧力Psを検出する(ステップST21)。制御装置45はこの検出した吸込圧力Psの測定回数を計数し、この測定回数を判定する(ステップST22)。この判定において、測定回数が「1回目」であると判定された場合(ステップST22のYES)には、第1圧力検出装置43で検出された吸込圧力PsをPs1として記憶部72に記憶する(ステップST23)。
次に、仕様点の吐出圧力P1を式(1)から求めたP1′に変更する(ステップST24)。吸込圧力Ps1が変化した場合には、式(1)に示すように吐出圧力P1に(Ps1−a)×bcを加算するようにして、吐出圧力P1′を補正する。
この補正をした後に、当該補正した吐出圧力P1′に基づいて、制御装置45はポンプ61を制御し、再び、第1圧力検出装置43により吸込圧力Psを検出する(ステップST21)。
次に、制御装置45は、吸込圧力Psの測定回数を判定し(ステップST22)、この判定において測定回数が「2回目」であると判断された場合(ステップST22のNO)には、記憶部72に記憶された吸込圧力Ps1と測定した吸込圧力Psとの圧力差ΔPsの絶対値を求める(ステップST25)。
次に、圧力差ΔPsの絶対値と第4閾値を比較し(ステップST26)、圧力差ΔPsが第4閾値以上である場合(ステップST26のYES)には、記憶部72に記憶された吸込圧力Ps1を、検出した吸込圧力Psに書き換えて、Ps1として記憶させる(ステップST23)。
次に、仕様点の吐出圧力P1を式(1)から求めたP1′に変更する(ステップST24)。吸込圧力Ps1が変化した場合には、式(1)に示すように吐出圧力P1に(Ps1−a)×bcを加算するようにして、吐出圧力P1′を補正する。
制御装置45は、当該補正した吐出圧力P1′に基づいてポンプ61を制御するとともに、再びステップST21に戻り、第1圧力検出装置43により吸込圧力Psを検出する。以下、給水装置1の停止指示があるまでこれらの工程を繰り返し行う。
このように構成された給水装置1によれば、上述した第1の実施形態に係る給水装置1と同様に、制御装置45の機能(1)乃至(3)により複数のポンプユニット41を駆動することで、複数のポンプユニット41を同一周波数で駆動することで、軸動力を低減させることが可能となり、ポンプ効率を向上することが可能となる。
また、給水装置1は、制御装置45の機能(4)により、検出された吸込圧力Psに応じて吐出圧力P1′を補正することで、吸込圧力の変動に対する圧力応答性を向上することが可能となる。これにより、給水装置1は、圧力応答性に優れ、吸込圧力が変化しても同水量における吐出し圧力変化が少ない予測圧力末端圧一定制御を行うことが可能となる。また、このような制御装置45に用いられるソフトウェアは簡単な構成でよく、処理速度を短縮することが可能となる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、給水装置1は、ポンプユニット41を2台又は3台備える構成を説明したがこれに限定されず、4台以上のポンプユニット41を備える構成であってもよい。
また、上述した例では、給水装置1は、給水源として水道本管に、水道分管を介して接続される構成を説明したがこれに限定されない。例えば、給水装置1は、給水源として、水を貯留する貯留タンクに接続される構成であってもよい。このような構成の給水装置であっても、上述した給水装置1と同様に、複数のポンプユニット41を駆動する場合に、同一周波数でポンプ61を制御することで、軸動力を低減させることが可能となり、ポンプ効率を向上することが可能となる。
また、上述した例では、複数のポンプユニット41を同一周波数で並列運転させた場合であって、H0≦H1+(H2−H1)/α−βの条件を満たし、且つ、当該条件での並列運転が所定の時間を超えた時に並列運転から交互運転に切り替える構成を説明したがこれに限定されない。たとえば、ポンプユニット41が3台以上設けられる給水装置1の場合においては、全並列台数をγ台、現在の並列運転台数をδ台とした場合に、
運転周波数≦少水量時運転周波数+(最大運転周波数−少水量時運転周波数)×(δ/γ)ε−α
の条件が予め設定した所定の時間を超えたときに、駆動するポンプユニット41から1台解列又は駆動停止する構成であってもよい。なお、ここで、ε及びαは定数である。
運転周波数≦少水量時運転周波数+(最大運転周波数−少水量時運転周波数)×(δ/γ)ε−α
の条件が予め設定した所定の時間を超えたときに、駆動するポンプユニット41から1台解列又は駆動停止する構成であってもよい。なお、ここで、ε及びαは定数である。
また、他にも、複数のポンプユニット41による並列運転時における周波数を記憶部72に記憶し、供給水量等が低減し、記憶された周波数よりも所定の値だけ低くなった場合に、交互運転に切り替える構成であってもよい。
さらに、ポンプ61の吐出圧力を第2圧力検出装置44により検出し、並列運転時に目標圧力一定カーブよりも検出した吐出圧力が高い場合に、複数のポンプ61の並列運転を交互運転又は1台のポンプ61を停止(解列)させる構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
1…給水装置、10…吸込配管、11…吐出配管、12…ポンプパッケージ、13…ポンプカバー、21…吸込管、22…分岐部、23…分岐管、31…合流管、32…合流部、33…吐出管、41…ポンプユニット、42…アキュムレータ、43…第1圧力検出装置、44…第2圧力検出装置、45…制御装置、51…一次側開閉弁、52…ポンプ装置、53…流量センサ、54…逆止弁、55…二次側開閉弁、56…配管、61…ポンプ、62…回転軸、63…モータ、64…回転センサ、71…インバータ、72…記憶部、99…信号線。
Claims (8)
- 給水源に接続された吸込管と、
前記吸込管を複数に分岐する分岐管と、
前記分岐管にそれぞれ設けられたポンプと、
前記ポンプにそれぞれ設けられた複数の合流管と、
合流した複数の前記合流管に接続された吐出管と、
複数の前記ポンプをそれぞれ交互運転可能、且つ、複数の前記ポンプを並列運転可能に形成され、前記並列運転時において同一周波数で複数の前記ポンプを駆動する制御装置と、
を備えることを特徴とする給水装置。 - 前記制御装置は、前記ポンプの二次側の使用水量に応じて、複数の前記ポンプを交互運転又は並列運転を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の給水装置。
- 前記制御装置は、前記使用水量が少水量である場合に前記交互運転により前記ポンプを駆動するとともに、前記使用水量が前記少水量から増加したときに前記並列運転により複数の前記ポンプを駆動することを特徴とする請求項2に記載の給水装置。
- 前記制御装置は、所定の周波数をH0、前記少水量時の周波数をH1、前記ポンプの最大周波数H2、所定の定数をα、βとした場合に、
H0≦H1+(H2−H1)/α−β
の条件を満たし、且つ、当該条件での前記並列運転が予め設定された所定の時間を超えた時に、前記並列運転から前記交互運転又は複数の前記ポンプの一台を解列若しくは停止させることを特徴とする請求項3に記載の給水装置。 - 前記制御装置は、前記並列運転から前記交互運転に切り替えたときに、前回の前記交互運転時に駆動した前記ポンプと異なる前記ポンプを駆動することを特徴とする請求項1に記載の給水装置。
- 給水源に接続された吸込管を複数に分岐する分岐管にそれぞれ設けられた複数のポンプを交互運転し、
前記ポンプの二次側の使用水量に応じて前記交互運転から同一周波数で複数の前記ポンプを並列運転する
ことを特徴とする給水装置の制御方法。 - 前記使用水量が少水量である場合に前記交互運転により前記ポンプを駆動するとともに、前記使用水量が前記少水量から増加したときに前記並列運転により複数の前記ポンプを駆動することを特徴とする請求項6に記載の給水装置の制御方法。
- 所定の周波数をH0、前記少水量時の周波数をH1、前記ポンプの最大周波数H2、所定の定数をα、βとした場合に、
H0≦H1+(H2−H1)/α−β
の条件を満たし、且つ、当該条件での前記並列運転が予め設定された所定の時間を超えた時に、前記並列運転から前記交互運転又は複数の前記ポンプの一台を解列若しくは停止させることを特徴とする請求項7に記載の給水装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015002498A JP2016125477A (ja) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | 給水装置及び給水装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015002498A JP2016125477A (ja) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | 給水装置及び給水装置の制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016125477A true JP2016125477A (ja) | 2016-07-11 |
Family
ID=56357685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015002498A Pending JP2016125477A (ja) | 2015-01-08 | 2015-01-08 | 給水装置及び給水装置の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016125477A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6134821B1 (ja) * | 2016-01-08 | 2017-05-24 | 株式会社川本製作所 | 給水装置 |
JP2020056389A (ja) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 株式会社川本製作所 | 給水装置 |
JP2021025434A (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 株式会社川本製作所 | 給水装置及び給水装置の制御方法 |
JP2021055674A (ja) * | 2021-01-07 | 2021-04-08 | 株式会社川本製作所 | 給水装置及び給水装置の制御方法 |
JP7511889B2 (ja) | 2020-09-24 | 2024-07-08 | 株式会社川本製作所 | 給水装置、給水装置の制御装置、給水装置の制御方法、及びプログラム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4805118A (en) * | 1987-02-04 | 1989-02-14 | Systecon, Inc. | Monitor and control for a multi-pump system |
JPH07279854A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-27 | Kawamoto Seisakusho:Kk | 給水装置 |
JP2010229859A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Kawamoto Pump Mfg Co Ltd | 給水装置 |
-
2015
- 2015-01-08 JP JP2015002498A patent/JP2016125477A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4805118A (en) * | 1987-02-04 | 1989-02-14 | Systecon, Inc. | Monitor and control for a multi-pump system |
JPH07279854A (ja) * | 1994-04-15 | 1995-10-27 | Kawamoto Seisakusho:Kk | 給水装置 |
JP2010229859A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Kawamoto Pump Mfg Co Ltd | 給水装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6134821B1 (ja) * | 2016-01-08 | 2017-05-24 | 株式会社川本製作所 | 給水装置 |
JP2017122417A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 株式会社川本製作所 | 給水装置 |
JP2020056389A (ja) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 株式会社川本製作所 | 給水装置 |
JP2021025434A (ja) * | 2019-07-31 | 2021-02-22 | 株式会社川本製作所 | 給水装置及び給水装置の制御方法 |
JP7511889B2 (ja) | 2020-09-24 | 2024-07-08 | 株式会社川本製作所 | 給水装置、給水装置の制御装置、給水装置の制御方法、及びプログラム |
JP2021055674A (ja) * | 2021-01-07 | 2021-04-08 | 株式会社川本製作所 | 給水装置及び給水装置の制御方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016125477A (ja) | 給水装置及び給水装置の制御方法 | |
US11313343B2 (en) | Hydroelectric power generation system | |
JP2018165468A (ja) | ポンプの制御システムおよび制御方法、ならびに、排水システム | |
US11035337B2 (en) | Hydroelectric system | |
JP2016217267A (ja) | ポンプユニット及びポンプユニットの制御方法 | |
JP6268141B2 (ja) | 給水装置及び給水装置の制御方法 | |
US11118558B2 (en) | Hydroelectric power generation system | |
JP5147748B2 (ja) | 増圧給水システム | |
JP6848470B2 (ja) | 水力発電システム | |
US10844862B2 (en) | Self-sensing parallel control of pumps | |
JP6490416B2 (ja) | ポンプ装置の消費電気エネルギを低減する制御プロセス | |
JP6817079B2 (ja) | 給水装置及び給水装置の制御方法 | |
KR100689330B1 (ko) | 펌프의 운전 방법 | |
JP6665232B2 (ja) | 給水装置 | |
JP6186366B2 (ja) | 給水装置 | |
JP7475658B2 (ja) | 給水装置 | |
JPH08159078A (ja) | 少水量停止機能付回転数制御給水システム | |
KR200392760Y1 (ko) | 펌프의 운전 회로 | |
JP6373334B2 (ja) | 給水装置及び給水装置の制御方法 | |
JP7475253B2 (ja) | ポンプシステム | |
JP7378759B2 (ja) | 給水装置及び給水装置の制御方法 | |
JP2010084697A (ja) | ポンプキャビテーションレス制御装置およびポンプキャビテーションレス制御方法 | |
JP2021195937A (ja) | 給水装置 | |
JP2023039686A (ja) | 給水装置及び制御盤 | |
JP5455384B2 (ja) | 中高層建物用増圧給水システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180904 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190305 |