JP2022052899A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Mitsuru Tamagawa
弘之 伊藤
Hiroyuki Ito
維摩 鷲津
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Abstract

【課題】検出装置を増やすことなく減台条件の判定ができる給水装置、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を提供すること。【解決手段】給水装置は、複数のポンプと、前記複数のポンプの二次側に設けられた逆止弁と、前記複数のポンプの二次側にそれぞれ接続された複数の流量センサと、前記複数のポンプの二次側に接続された圧力センサと、前記ポンプを増台又は減台することで、前記ポンプを目標圧力一定制御にて単独運転し、且つ、複数の前記ポンプを前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行うとともに、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件として、Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する制御装置と、を備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、増圧給水する給水装置、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）。
特許第３９２５９５６号公報
上述した給水装置は、複数台のポンプを可変速駆動することで、目標圧力一定制御運転を行う。例えば、給水装置は、大水量時に複数台数を揃速運転する場合における増台(並列含む)の条件は、複数台数を揃速運転しない場合(例えば、主機が最大周波数運転、従機が可変速運転)と同じ判定方法で良い。しかしながら、複数台数を揃速運転した場合、減台水量まで水量が減っても、少水量を判定する流量検出装置が少水量と判定できない。また、複数台数が揃速にて可変速運転すると、減台水量未満まで水量が減っても揚程上昇しない。よって、減台(解列)する条件は、揃速運転する場合と、揃速運転しない場合とで、同じ判定ができない、という問題がある。
そこで本発明は、検出装置を増やすことなく減台条件の判定ができる給水装置、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を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、給水装置は、複数のポンプと、前記複数のポンプの二次側に設けられた逆止弁と、前記複数のポンプの二次側にそれぞれ接続された複数の流量センサと、前記複数のポンプの二次側に接続された圧力センサと、前記ポンプを増台又は減台することで、前記ポンプを目標圧力一定制御にて単独運転し、且つ、複数の前記ポンプを前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行うとともに、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件として、Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する制御装置と、を備える。
本発明の一態様によれば、給水装置は、複数のポンプと、前記複数のポンプの二次側に設けられた逆止弁と、前記複数のポンプの二次側にそれぞれ接続された複数の流量センサと、前記複数のポンプの二次側に接続された圧力センサと、前記ポンプを増台又は減台することで、前記ポンプを目標圧力一定制御にて単独運転し、且つ、複数の前記ポンプを前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行うとともに、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、１台運転の少水量時の消費電力をＰｍｉｎ、前記ポンプの増台直前の前記最大回転速度Ｆｍａｘ、前記ポンプの増台直前の前記最大回転速度Ｆｍａｘにおける前記ポンプ１台分の消費電力をＰｍａｘ、前記ポンプの増台直前の総運転台数（ｎ－ｘ）台の消費電力をＰ１＝Ｐｍａｘ×（ｎ－ｘ）、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの運転台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、前記揃速運転で増台した複数の前記ポンプを運転後、減台条件成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、前記減台条件成立時の前記ポンプの回転速度をＦ２とし、Ｐ２＜Ｐ１となる場合、減台は行わずに複数の前記ポンプによる前記揃速運転を継続し、その後、前記減台条件として、Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐ１－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×（ｎ－ｘ＋１）｝であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する制御装置と、を備える。
本発明の一態様によれば、給水装置の制御装置は、複数のポンプの二次側の圧力が始動圧力以下であるときに、１台の前記ポンプを始動し、始動した前記ポンプを目標圧力一定制御により駆動し、前記ポンプが最大回転速度であるときに、前記ポンプを増台し、増台した複数の前記ポンプを同一の回転速度で前記目標圧力一定制御により駆動し、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件として、Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する。
本発明の一態様によれば、制御装置による給水装置の制御方法は、複数のポンプの二次側の圧力が始動圧力以下であるときに、１台の前記ポンプを始動し、始動した前記ポンプを目標圧力一定制御により駆動し、前記ポンプが最大回転速度であるときに、前記ポンプを増台し、増台した複数の前記ポンプを同一の回転速度で前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行い、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件である、Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２であるかを判定し、前記第１減台条件を満たすときに、前記ポンプの運転台数を減台する。
本発明の一態様によれば、プログラムは、コンピュータを、複数のポンプの二次側の圧力が始動圧力以下であるときに、１台の前記ポンプを始動する始動手段と、前記ポンプが最大回転速度であるときに、前記ポンプを増台する増台手段と、始動した前記ポンプを目標圧力一定制御により運転するか、又は、駆動する複数の前記ポンプを同一の回転速度で前記目標圧力一定制御にて揃速運転する給水手段と、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件である、Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２であるかを判定する第１減台条件判定手段と、前記第１減台条件を満たすときに、前記ポンプの運転台数を減台する減台手段と、して機能させる。
本発明の一態様によれば、給水装置は、複数のポンプと、前記複数のポンプの二次側に設けられた逆止弁と、前記複数のポンプの二次側にそれぞれ接続された複数の流量センサと、前記複数のポンプの二次側に接続された圧力センサと、前記ポンプを増台又は減台することで、前記ポンプを目標圧力一定制御にて単独運転し、且つ、複数の前記ポンプを前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行うとともに、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとし、補正値をα、βとしたときに、第３減台条件として、Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×［｛（ｎ－ｘ）／ｎ｝２＋α］＋βであるときに、前記ポンプの運転台数を減台する制御装置と、を備える。
本発明によれば、検出装置を増やすことなく減台条件の判定ができる給水装置、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を提供することができる。
本発明の実施形態に係る給水装置の構成を模式的に示す説明図。 同給水装置１の構成を示すブロック図。 同給水装置１の構成を示す説明図。 同給水装置の制御の一例を示す流れ図。 他の実施形態に係る給水装置の構成を模式的に示す説明図。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１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の構成を示すブロック図、図３は、給水装置の構成として、電気配線の一例を示す説明図である。また、図４は給水装置１の制御の一例を示す流れ図である。
給水装置１は、例えば、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。例えば、給水装置１は、水道本管に設けられた水道分管に接続され、水道分管から供給される水を増圧する、所謂直結式給水装置である。なお、給水装置１は、受水槽等に接続され、受水槽の水を増圧給水する構成であってもよい。また、給水装置１は、工業用水の増圧給水や、井戸水の増圧給水に用いられても良い。
図１に示すように、給水装置１は、複数のポンプユニット１１と、分岐配管１２と、合流配管１３と、流量センサ１４と、圧力センサ１５と、蓄圧装置１６と、制御装置１７と、を備える。給水装置１は、制御装置１７によってポンプユニット１１を単独で運転し、また、複数のポンプユニット１１を同一の回転数で揃速運転し、二次側に揚水する。
ポンプユニット１１は、第１開閉弁２１と、ポンプ２２と、モータ２３と、逆止弁２４と、第２開閉弁２５と、を備えている。複数のポンプユニット１１は、一次側が分岐配管１２に接続され、そして、二次側が合流配管１３に接続される。また、ポンプユニット１１は、水の流れ方向で一次側から二次側に向かって、第１開閉弁２１、ポンプ２２、逆止弁２４及び第２開閉弁２５が順次配置される。また、ポンプユニット１１は、ポンプと逆止弁２４との間に、流量センサ１４が設けられる。
第１開閉弁２１及び第２開閉弁２５は、例えば、手動で開閉する切替弁である。
モータ２３は、ポンプ２２を回転させる。モータ２３は、制御装置１７に接続され、制御装置１７により駆動制御される。逆止弁２４は、二次側から一次側への水の流れを規制する。
分岐配管１２は、水道分管に接続される吸込管３１と、吸込管３１に設けられ、複数、具体的にはポンプユニット１１と同数に吸込管３１を分岐する分岐部３２と、分岐部３２に接続された複数の分岐管３３と、を備えている。吸込管３１は、例えば、量水器を介して水道分管に接続される。
合流配管１３は、ポンプ２２にそれぞれ接続された合流管３４と、これら合流管３４を合流させる合流部３５と、合流部３５に接続された吐出管３６と、を備えている。吐出管３６は、例えば、建造物の竪管等を介して供給先に接続される。
流量センサ１４は、各ポンプ２２から吐出される水量（流量）を検出し、検出信号を制御装置１７に出力する。流量センサ１４は、例えば、各ポンプ２２の二次側に設けられる。具体例として、流量センサ１４は、少水量を検出し、検出信号を制御装置１７に出力する。
圧力センサ１５は、例えば、吐出管３６に設けられる。圧力センサ１５は、ポンプ２２から吐出された吐出圧力としての吐出管３６内の圧力をリニアに検出し、得られた検出信号を制御装置１７に出力する。
蓄圧装置１６は、例えば、アキュムレータである。蓄圧装置は、例えば、開閉弁を介して吐出管３６に設けられる。
図２に示すように、制御装置１７は、モータ２３を制御するためのコンピュータである。制御装置１７は、例えば、インバータボックス４１と、制御盤４２と、を備える。インバータボックス４１及び制御盤４２は、同じ筐体内に配置されていてもよく、また、別の筐体に配置されてもよい。また、例えば、インバータボックス４１は、モータ２３に設けられ、制御盤４２がポンプ２２及びモータ２３に隣接して設置される構成であってもよい。また、例えば、制御装置１７としてのインバータボックス４１及び制御盤４２、ポンプユニット１１、分岐配管１２、合流配管１３、流量センサ１４、圧力センサ１５及び蓄圧装置１６が同じ筐体に収容されたパッケージであってもよい。
インバータボックス４１は、インバータ５１と、インバータ制御基板５２と、を備える。なお、一例として、インバータボックス４１にインバータ５１及びインバータ制御基板５２が設けられる例を説明するが、インバータ５１及びインバータ制御基板５２は、制御盤４２に設けられていてもよく、また、別の筐体に設けられていてもよい。また、例えば、インバータ５１はモータ２３に設けられ、そして、インバータ制御基板５２が制御盤４２に設けられる構成であってもよい。
図３に示すように、インバータ５１は、例えば、ポンプ２２（モータ２３）と同数設けられる。インバータ５１は、制御盤４２の後述するプロセッサ６７からインバータ制御基板５２を介してインバータ制御信号を受け取る。インバータ５１は、このインバータ制御信号に応じて動作する。例えば、インバータ５１は、運転停止信号または運転開始信号に相当するインバータ制御信号に応じてモータ２３の運転を停止または開始する。また、インバータ５１は、回転数制御信号に相当するインバータ制御信号に応じて、モータ２３の回転数（ポンプ２２の回転速度）を制御する。インバータ制御基板５２は、インバータ制御信号に基づいてインバータ５１を制御する。インバータ制御基板５２は、例えば、ノイズフィルタ、高周波対策用リアクトル、漏電しゃ断器を含む。また、インバータ制御基板５２は、メモリを有していても良い。
制御盤４２は、モータ２３と電気的に接続され、モータ２３を駆動制御することで、ポンプ２２の回転数を制御する。具体的には、制御盤４２は、各流量センサ１４及び圧力センサ１５からの検出信号に基づいて、インバータ制御基板５２及びインバータ５１を介してモータ２３の駆動を制御する。
例えば、制御盤４２は、流量センサ１４で検出された流量及び圧力センサ１５で検出された圧力に対応する検出信号に基づいて、モータ２３の停止及び始動を行う。具体例として、制御盤４２は、圧力センサ１５で検出された検出信号から算出されたポンプ２２の二次側の圧力が予め定められた始動圧力以下に低下したことを検知すると、モータ２３を駆動して、ポンプ２２を始動する。制御盤４２は、流量センサ１４からの検出信号に基づいて、流量が少水量であることを検知するとポンプ２２を停止させる。例えば、流量センサ１４は、停止流量（少水量）となったときに検出信号を出力する流量スイッチとして機能し、そして、制御盤４２は、流量センサ１４から出力された検出信号に基づいて、モータ２３を制御してポンプ２２を停止する。
また、制御盤４２は、圧力センサ１５で検出された圧力に対応する検出信号、及び、インバータ５１の運転周波数（出力周波数）に基づき、モータ２３の回転速度を制御し、吐出し圧力一定制御又は推定末端圧力一定制御等の目標圧力一定制御により、ポンプ２２を運転制御する。なお、ポンプ２２の回転速度は、モータ２３の回転速度と同一であり、そして、ポンプ２２（モータ２３）の回転速度は、インバータ５１の運転周波数と一定の関係を有する。
また、制御盤４２は、ポンプユニット１１の制御に加えて、通信端末１００と無線接続することにより、適宜、運転データを通信端末１００に送信してもよい。このような通信端末１００との通信を伴う形態は、制御装置１７及び通信端末１００を備えた管理システムや、給水装置１及び通信端末１００を備えた管理システムを構成している。また、このような形態は、制御装置１７と、通信端末１００に実行されるプログラムとを備えた管理システムや、給水装置１と、通信端末１００に実行されるプログラムとを備えた管理システムを構成してもよい。
あるいは、このような形態は、制御装置１７に実行される第１プログラムと、通信端末１００に実行される第２プログラムとを備えた管理システムや、給水装置１に実行される第１プログラムと、通信端末１００に実行される第２プログラムとを備えた管理システムを構成してもよい。ここで、「管理システム」の用語は、適宜、「システム」、「処理システム」又は「パラメータ処理システム」のように言い換えてもよい。同様に、「・・・に実行されるプログラム」の用語は、適宜、「・・・に搭載されるプログラム」又は「・・・に内蔵されるプログラム」のように言い換えてもよい。
なお、運転データは、ある運転点での、周波数、電流、電圧、圧力、流量、振動値、モータの絶縁抵抗、及び受水槽の設定などといった、給水装置１の運転状態を示すデータである。補足すると、給水装置１の運転データは、例えば、給水装置１の最新の１つまたはロギングされた複数の時点におけるステータスであり得る。具体的には、運転データは、例えば給水装置１のインバータ５１から取得した各時点の電圧／電流値、流量センサ１４から取得した各時点の検出信号またはこれに基づき算出された流量値、圧力センサ１５から取得した各時点の検出信号またはこれに基づき算出された圧力値、モータ２３の各時点の運転速度（周波数）、各時点の積算運転データ、などを含み得る。また、積算運転データとは、例えば、積算運転時間及び積算始動回数の少なくとも一方を含む。
制御盤４２は、図２に示すように、例えば、通信部６１、入力部６２、インターフェース６３、表示部６４、設定部６５、メモリ６６及びプロセッサ６７を備える。制御盤４２は、筐体及び筐体内に、各構成を実装するか、又は、各構成に接続される制御基板を含む。
通信部６１は、プロセッサ６７により制御され、無線通信技術を用いて、通信端末１００などの外部装置と通信可能な任意の通信インターフェースである。通信部６１は、例えば、通信モジュール又は通信基板等として実装されていてもよい。通信モジュールは、例えばコネクタを介して制御盤４２の制御基板に着脱自在に設けられてもよい。具体的には、通信部６１は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙの規格（以下、ＢＬＥ規格ともいう）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＮＦＣ等の無線通信技術、又はＵＳＢ等の有線通信技術を用いて、通信端末１００等の外部装置に接続できる。
なお、ＢＬＥ規格は、例えば、ＢＬＥのバージョン４．０以上の規格であり、ＢＬＥの通信方式と互換性があればよい。これに伴い、「ＢＬＥ規格」は、「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ４．０以上の規格」と呼んでもよい。また、通信部６１は、通信端末１００と制御盤４２との接続を確立するための何らかのデータ、例えば通信端末１００及び制御盤４２がそれぞれスキャナおよびアドバタイザとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈで接続する場合には、スキャナとしての通信端末１００からのリクエスト、を受信することもあり得る。
例えば、通信部６１は、制御盤４２の識別情報を含むアドバタイズパケットをブロードキャスト通信する。また、例えば、通信部６１は、当該アドバタイズパケットを受信する通信端末１００から接続要求を受けると、通信端末１００との間の通信を接続してもよい。通信部６１は、プロセッサ６７に電気的に接続され、通信端末１００との間の通信を接続可能な通信手段の一例である。
入力部６２は、例えば、ボタンを含む操作パネル、タッチパネル、キーボード、マウス、等のユーザ入力を受け付ける装置と、圧力センサ、マイクロフォン、カメラなどのセンサとの、少なくともいずれかを有する。入力部６２は、パラメータ設定、各運転モードの設定等の任意のユーザからの指令であるユーザ入力を受け付ける装置である。
インターフェース６３は、流量センサ１４及び圧力センサ１５や、外部端末等が電気的に接続可能な端子又は回路である。また、インターフェース６３は、受水槽の液面制御をする電極棒を給水装置が備えている場合には、該電極棒が電気的に接続される。
表示部６４は、例えば、液晶ディスプレイ、または有機ＥＬディスプレイなどの表示デバイスを有する。また、表示部６４は、表示デバイスに代えて、又は、表示デバイスに加えて、スピーカ、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）点灯部等を有していても良い。
設定部６５は、制御に関するパラメータのうち、読み出しパラメータを取得するための電気的な接続状態を物理的に設定する入力部である。設定部６５としては、例えば、ディップスイッチ又はジャンパーピン等が適宜用いられる。設定部６５は、例えば、ポンプ台数、給水方式種別等といった読み出しパラメータが割り付けられている。
例えば、ポンプ台数の読み出しパラメータとは、ポンプ２２の台数であり、給水方式種別の読み出しパラメータとは、例えば、直結給水方式や受水槽方式等である。これら読み出しパラメータは、給水装置１の出荷時や設置時に設定される。また、読み出しパラメータはこれらに限定されず、種々設定可能である。なお、設定部６５を設けず、入力部６２の設定により読み出しパラメータを取得する構成としてもよい。
メモリ６６は、データの読出及び書込が可能である。メモリ６６は、プロセッサ６７によって使用されるデータ、ポンプ２２の運転データやポンプ２２の制御に用いる各種データやプログラム等を格納する。メモリ６６は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）（登録商標）、ＲＯＭ（Read only memory）又はＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを含む。また、メモリ６６は、フラッシュメモリを搭載したＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。
メモリ６６に格納されるデータとしては、例えば、制御盤４２を識別する識別情報、コード、テーブルなどが適宜記憶される。運転データとしては、給水装置１の運転状態を示す運転データのうちの定期的に取得される積算値に関する積算運転データ（以下、運転データ（積算）ともいう）が記憶される。また、メモリ６６には、ポンプ２２の制御や補正に要する外部パラメータ及び内部パラメータが記憶される。
外部パラメータは、制御目標に関するデータである。外部パラメータとしては、例えば、定格圧力、末端圧力、始動圧力、定格流量等が挙げられる。「定格圧力」は、目標圧力一定制御運転における定格流量時の目標圧力（制御目標）である。「末端圧力」は、蛇口やシャワーヘッド等の供給先の水圧であり、例えば、配管抵抗を考慮した値である。「始動圧力」は、ポンプを始動する際の、給水装置１の二次側の基準圧力である。「始動圧力」は、例えば、末端圧力より、所定の揚程を４ｍとして減算することにより、始動圧力＝末端圧力－４ｍとして、算出してもよい。「定格流量」は、定格圧力を決める際の流量であり、使用可能な最大流量である。このように、外部パラメータの「定格圧力」、「末端圧力」、「始動圧力」及び「定格流量」は互いに制御目標に関連している。また、「定格圧力」、「末端圧力」、「始動圧力」は、給水装置１の発注時に、給水現場に合わせたいわゆる「一点仕様」として注文があった場合、専用設定する必要がある。このため、製造工程における給水装置１の試運転時や、給水装置１の設置後に、作業員が、制御盤４２の入力部６２を操作するか、又は、外部端末をインターフェース６３に接続し、外部端末を操作して、各外部パラメータの初期値を設定する。
内部パラメータとしては、例えば、加速時間や減速時間、増台遅延時間や減台遅延時間、上限周波数や下限周波数など、自動運転に用いられる定数である。「加速時間」は、インバータの出力が始動から最高周波数まで達する時間である。「減速時間」は、インバータが最高周波数から停止するまでの時間である。「増台遅延時間」は、停止しているポンプを起動して増台するときの遅延時間である。「減台遅延時間」は、運転中のポンプを停止して減台するときの遅延時間である。「上限周波数」は、増台時又は減台時の上限の周波数である。「下限周波数」は、増台時又は減台時の下限の周波数である。内部パラメータの「加速時間」、「減速時間」、「増台遅延時間」、「減台遅延時間」、「上限周波数」及び「下限周波数」は、製造時や設置時の試運転などにおいて、並列起動時、揃速運転時又は解列時等に不具合現象が発生した場合に、初期値から修正される定数である。
内部パラメータは、キャリア周波数、最低周波数、最高周波数、インバータ種別、モータ定格電流、過電流保護レベルなど、モータ定格やインバータメーカ及びインバータ定格などにより決定される。「キャリア周波数」は、インバータのパルス幅変調（ＰＷＭ）制御に用いられるスイッチング制御信号を生成するための比較器に入力される一定周期のキャリア（三角波）と、変調波（所望の波形）とのうち、キャリアが持つ周波数である。「最低周波数」は、インバータが運転時に出力可能な最低の周波数である。「最高周波数」は、インバータが運転時に出力可能な最高の周波数である。「インバータ種別」は、インバータの種類又は形式である。「モータ定格電流」は、モータ２３の定格電流である。「過電流保護レベル」は、インバータ５１のスイッチング素子の電流値に基づいて、当該スイッチング素子を過電流から保護する動作を開始する際の、当該電流値である。
また、メモリ６６は、不揮発性メモリに加え、電源遮断時に消去してもよいデータが展開されるワークエリアを有するＲＡＭを含み得る。
プロセッサ６７は、統括制御部である。プロセッサ６７は、典型的にはマイコンであるが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、またはその他の汎用または専用のプロセッサなどであってもよい。プロセッサ６７は、例えば、通信制御、表示制御、ポンプ制御などの任意の処理を行う。図３に示すように、プロセッサ６７は、例えば、インターフェース６３やインバータ制御基板５２等を介して、各流量センサ１４、圧力センサ１５、各インバータ５１に接続される。
プロセッサ６７は、例えば、処理回路とメモリとを含む。プロセッサ６７は、例えば、不揮発性のＥＥＰＲＯＭ領域６７ａと、揮発性のＤＲＡＭ領域６７ｂとを含む。また、プロセッサ６７は、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに保存されたプログラムを実行することで、処理部６７ｃ及びポンプ制御部６７ｄ等として機能し得る。なお、プロセッサ６７内の各部の機能分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。
プログラムとしては、例えば、ファームウェア、ＯＳ、主にパラメータの処理に関する処理プログラム、ポンプ制御プログラム（例、自動運転プログラム）などが適宜、記憶される。なお、プログラムは、例えば、電源投入時に、設定部６５の接続状態に基づいてメモリ６６からプロセッサ６７に取得されてＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに格納される構成であってもよい。また、プログラムは、メモリ６６に記憶され、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに記憶されず、プロセッサ６７がメモリ６６に記憶されたプログラムを実行する構成であってもよい。
また、例えば、読み出しパラメータは、電源投入時に、設定部６５の接続状態に基づいてメモリ６６からプロセッサ６７に取得されてＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに格納される。なお、読み出しパラメータがＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに記憶されず、プロセッサ６７がメモリ６６に記憶された読み出しパラメータを取得する構成であってもよい。
ＤＲＡＭ領域６７ｂは、プロセッサ６７に設けられ、運転データが記憶される。なお、運転データは、ＤＲＡＭ領域６７ｂ内に設けた専用レジスタに格納してもよい。運転データとしては、例えば、吐出し圧力、瞬時流量、出力電流、運転周波数、出力電圧、消費電力等が挙げられる。
処理部６７ｃは、各パラメータに関する処理を実行する。ポンプ制御部６７ｄは、各種センサからの検出信号に基づいて、給水装置１の運転状態を示す運転データを取得し、当該運転データをメモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及び／又はＤＲＡＭ領域６７ｂに記憶する。なお、運転データの取得は、積算値のように、給水装置１の運転実態に応じて、運転データを算出することを含んでもよい。
また、ポンプ制御部６７ｄは、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに保存されたポンプ制御のためのプログラムと、各パラメータとに基づき、最新の検出信号等に応じてインバータ制御信号を生成し、インバータ制御信号を、インバータ制御基板５２を介してインバータ５１へ出力し、モータ２３を制御する。これにより、ポンプ制御部６７ｄは、目標圧力一定制御運転によりポンプ２２を制御する。
以下、プロセッサ６７によるポンプ２２の制御機能の一例を説明する。ここで、制御機能とは、プロセッサ６７がプログラムに基づき、目標圧力一定制御運転でポンプ２２を駆動する処理である。なお、処理部６７ｃ及びポンプ制御部６７ｄによる各処理は適宜設定できることから、以下、プロセッサ６７の処理の一例として説明する。また、各種データの読み出し及び記憶（格納）は、メモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及びＤＲＡＭ領域６７ｂを適宜設定できることから、各種データの読み出し及び記憶については、メモリ６６を用いた一例として説明する。
プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、所定の条件において、１台のポンプ２２を駆動する単独運転により目標圧力一定制御を行う。先ず、例えば、プロセッサ６７は、ポンプ２２の制御機能として、１台のポンプ２２の始動を行う始動処理を行う。即ち、プログラムは、始動処理を行う始動手段として、制御装置１７（プロセッサ６７）を機能させる。
具体例として、プロセッサ６７は、圧力センサ１５で検出されたポンプ２２の二次側の圧力がメモリ６６等に記憶された閾値としての所定の圧力値よりも低い場合に、一方のモータ２３を駆動する。ここで、所定の圧力値は、始動圧力である。即ち、プロセッサ６７は、ポンプ２２の二次側の圧力が始動圧力以下となると判定すると、１台のモータ２３を起動すべく、インバータ制御信号を生成し、インバータ制御信号をインバータ５１へ出力し、モータ２３を制御する。これにより、ポンプ２２の始動処理が行われる。
また、ポンプ２２の始動処理後、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、ポンプ２２の制御機能として、目標圧力一定制御にて、ポンプ２２を単独運転する給水処理を行う。即ち、プログラムは、給水処理を行う給水手段として、制御装置１７（プロセッサ６７）を機能させる。
具体例として、プロセッサ６７は、流量センサ１４、圧力センサ１５で検出された流量及び圧力の各検出値、モータ２３の回転速度（周波数）、並びに、メモリ６６等に格納された各種データ及びプログラム等に基づいて、インバータ５１の運転周波数を制御し、ポンプ２２を目標圧力一定制御としての推定末端圧一定制御で駆動制御する。これにより、ポンプ２２の単独運転による給水処理が行われる。
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、ポンプ２２を目標圧力一定制御で駆動しているときに、インバータ５１の運転周波数が最高運転周波数であると、ポンプ２２を増台する増台処理を行う。即ち、プログラムは、増台処理を行う増台手段として、制御装置１７（プロセッサ６７）を機能させる。
具体例として、プロセッサ６７は、目標圧力一定制御としての推定末端圧一定制御でポンプ２２を駆動制御するとともに、インバータ５１の運転周波数を監視する。そして、インバータ５１の運転周波数が最高運転周波数であると、停止しているポンプ２２のモータ２３を駆動すべく、停止しているポンプ２２のモータ２３に接続されたインバータ５１のインバータ制御信号を生成する。そして、プロセッサ６７は、インバータ制御信号をインバータ５１へ出力し、モータ２３を制御する。これにより、ポンプ２２の増台処理が行われる。
なお、ポンプ２２の増台処理は、ポンプ２２を１台だけ運転している場合には、２台運転すべく、増台処理が行われる。また、給水装置１がポンプ２２を３台以上有する場合には、ポンプ２２の増台処理は、ポンプ２２を１台又は２台以上で運転している場合であって、且つ、全台運転を行っていない場合に、増台処理が行われる。
また、プロセッサ６７は、ポンプ２２を増台し、２台以上のポンプ２２を目標圧力一定制御で駆動するときに、プログラムに基づいて、駆動している複数のポンプ２２（モータ２３）を同一の回転速度（回転周波数）で運転する揃速運転で給水処理を行う。即ち、プログラムは、給水処理を行う給水手段として、制御装置１７（プロセッサ６７）を機能させる。
具体例として、プロセッサ６７は、増台前に運転していたポンプ２２のモータ２３に接続されるインバータ５１のインバータ制御信号を生成し、増台前に運転していたポンプ２２のモータ２３の回転速度を低減させて、駆動している複数のポンプ２２の回転速度を同一とし、そして、複数のポンプ２２の回転速度を同一周波数のまま増減させて、目標圧力一定制御としての推定末端圧一定制御を行う。また、揃速運転において、プロセッサ６７は、指定された運転台数分のポンプ２２を、具体的には、全てのポンプ２２を全て同一回転速度で運転する。これにより、複数のポンプ２２の揃速運転により給水処理を行う。
また、プロセッサ６７は、プログラムに基づいて、複数のポンプ２２を揃速運転による目標圧力一定制御で駆動しているときに、ポンプ２２を減台（解列）する減台処理を行う。即ち、プログラムは、減台処理を行う減台手段として、制御装置１７（プロセッサ６７）を機能させる。
具体例として、プロセッサ６７は、複数台(ｎ台)のポンプ２２が揃速運転にて目標圧力一定制御する場合、インバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度（回転周波数）を常に検出する。
ここで、プロセッサ６７は、インバータ５１の運転周波数を取得可能、及び、インバータ５１の運転周波数からポンプ２２（モータ２３）の回転速度を検出できる。このため、以下の説明において、プロセッサ６７がインバータ５１の運転周波数に基づいて処理を行う例において、インバータ５１の運転周波数に代えて、ポンプ２２（モータ２３）の回転速度を用いてもよく、また、ポンプ２２（モータ２３）の回転速度に基づいて処理を行う例において、インバータ５１の運転周波数を用いても良い。
以下の減台（解列）条件において、プロセッサ６７は、駆動している複数のポンプ２２のうち、単数又は複数のポンプ２２を停止して減台すべく、インバータ出力信号を生成し、停止するポンプ２２のモータ２３のインバータ５１の運転周波数を制御し、停止するポンプ２２を停止する。なお、本実施形態の減台条件を、説明の便宜上、第１減台条件と称することもある。
ここで、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度をＦｎｏｗ、少水量時のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度をＦｍｉｎ、インバータ５１の最大運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の最大回転速度をＦｍａｘ、ポンプ２２の台数をｎ、減台するポンプ２２の台数をｘとした場合、一例として、減台（解列）の条件（解列点）は、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２
である。なお、ポンプ２２の減台数ｘは適宜設定可能であるが、ポンプ２２の最大の減台数ｘは、ｎ－１台である。
例えば、ポンプ２２の台数ｎが２台（ｎ＝２）であり、ポンプ２２の減台数ｘが１台（ｘ＝１）である場合の解列点は、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×(１／２)２
となる。そして、プロセッサ６７は、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが上記条件を満たすときに、ポンプ２２を減台（解列）する。
また、例えば、ポンプ２２の台数ｎが３台（ｎ＝３）であり、ポンプ２２の減台数ｘが１台（ｘ＝１）である場合の解列点は、
３台から２台にポンプ２２の台数を減台するときにおいては、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×(２／３)２
となり、
２台から１台にポンプ２２の台数を減台するときにおいては、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×(１／３)２
となる。そして、プロセッサ６７は、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが上記条件を満たすときに、ポンプ２２を減台（解列）する。
なお、これら解列点を求める演算式は、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに、プログラムとして格納される。また、例えば、給水装置１の出荷試験において、実測値を求め、上記演算式による解列点で解列した場合に、目標とする解列点とのずれが生じた場合には、実機に対応する補正を行う演算式をプログラムとして、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに格納してもよい。例えば、実機に対応する補正としては、補正値としての係数を加える構成が一例として挙げられるが、補正は適宜設定可能である。
また、例えば、ポンプ２２（モータ２３）の最大回転速度（インバータ５１の最大運転周波数）Ｆｍａｘ、１台運転の少水量時のポンプ２２（モータ２３）の回転速度（インバータ５１の運転周波数）Ｆｍｉｎは、出荷検査時に作業員からの入力等によって、プロセッサ６７により、インバータ制御基板５２、メモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及び／又はＤＲＡＭ領域６７ｂの少なくともいずれかに記憶させておく。
なお、このような、各種プログラムやデータは、製造時に記憶媒体であるメモリ６６等に記憶されるが、給水装置１の設置後に、通信端末１００等とのデータ通信により、各種プログラムやデータが書き換えられる構成であってもよい。
また、プロセッサ６７は、ポンプ２２を複数有することから、ポンプ２２の増台及び減台の各処理において、例えば、増台及び減台するポンプ２２を交互又は順番に切り換える交互運転又はローテーション運転を行っても良い。例えば、増台時にプロセッサ６７が選択して駆動するポンプ２２は、例えば、給水装置１の停止前に運転していたポンプ２２以外のポンプ２２、又は、該停止前の給水装置１の運転時に単独で運転していたポンプ２２以外のポンプ２２としてもよい。また、例えば、増台時にプロセッサ６７が選択して駆動するポンプ２２は、例えば、各ポンプ２２の運転時間の累積時間を比較し、最も運転時間が短いポンプ２２を駆動してもよい。
同様に、減台時にプロセッサ６７が選択して停止するポンプ２２は、例えば、最初に始動させたポンプ２２としてもよく、複数台のポンプ２２を駆動している場合には、始動順にポンプ２２を停止してもよい。また、例えば、減台時にプロセッサ６７が選択して停止するポンプ２２は、例えば、各ポンプ２２の運転時間の累積時間を比較し、最も運転時間が長いポンプ２２を停止してもよい。
次に、このような給水装置１とデータ通信を行う通信端末１００の例について、以下説明する。通信端末１００は、図示しない管理サーバや、建物に給水する給水装置１に通信可能な情報処理装置である。通信端末１００は、例えば、ＰＣ、モバイル端末（例えば、タブレット、スマートフォン、ラップトップ、フィーチャーフォンなど）等が挙げられるが、これらに限られない。
このような通信端末１００は、図２に例示するように、通信部１０１、入力部１０２、表示部１０３、メモリ１０４及びプロセッサ１０５を備える。
通信部１０１は、プロセッサ１０５により制御され、例えば、無線通信技術を用いて、給水装置１等の外部装置と通信可能な任意の通信インターフェースである。具体的には、通信部１０１は、例えば、ＢＬＥ規格、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、ＮＦＣなどの（近距離）無線通信技術、またはＵＳＢなどの有線通信技術を用いて、給水装置１等の外部装置に接続できる。具体例として、通信部１０１は、ＢＬＥ規格に基づいて、給水装置１の制御盤４２と無線通信を行う。なお、通信部１０１は、前述したＢＬＥ規格の通信とは別に、基地局及びネットワークを介して管理サーバや他の通信端末に通信可能なモバイル端末の通常の通信インターフェースを含んでもよい。例えば、通信部１０１は、プロセッサ１０５により制御され、機能パラメータ、内部パラメータ、外部パラメータ等のデータや、目標圧力一定制御を行うための各種プログラム、及び、これらデータやプログラムを変更する変更指示を制御装置１７の通信部６１に送信する。
入力部１０２は、ユーザ入力を受け付けるための入力Ｉ／Ｆであり、通信端末１００に内蔵されてもよいし、通信端末１００に外付けされてもよい。入力部１０２は、例えば、キーボード、マウス、テンキー、マイクロフォン、カメラなどであってもよいし、タッチスクリーンのように出力Ｉ／Ｆの機能を備えていてもよい。ここで、ユーザ入力とは、例えば、タップ、クリック、ドラッグ、特定のキーの押下、マイクロフォンによって捉えられる音声等を含む。
表示部１０３は、プロセッサ１０５の処理に応じて、画像及び／又は音声を出力するための出力Ｉ／Ｆの一例であり、動画像、静止画像、テキストなどを表示するための表示デバイスを含み得る。表示部１０３は、音声、楽曲などを出力するためのスピーカを含んでもよい。「表示部」は「出力部」と読み替えてもよい。表示デバイスは、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイなどである。表示デバイスは、コンテンツを含む表示データを表示する。なお、表示デバイスは、タッチスクリーンのように入力Ｉ／Ｆの機能を備えていてもよい。表示部１０３は表示手段の一例である。
メモリ１０４は、プロセッサ１０５が各処理を実現するために当該プロセッサ１０５によって実行されるプログラム、および当該プロセッサ１０５によって使用されるデータなどを記憶する。メモリ１０４は、かかるプログラム／データが展開されるワークエリアを有するＲＡＭを含み得る。プログラムとしては、例えば、ファームウェア、ＯＳ、通信プログラムなどが適宜、記憶される。例えば、通信端末１００のプログラムには、予め全ての内部パラメータに関する名称、単位、設定可能範囲などのデータが記憶されており、制御盤４２に誤った数値が入力されることを阻止できる。
プロセッサ１０５は、典型的にはＣＰＵであるが、マイコン、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、またはその他の汎用または専用のプロセッサ等であってもよい。プロセッサ１０５は、通信部１０１を介して給水装置１との間で無線通信を行い、給水装置１を管理する処理を実行するものである。プロセッサ１０５は、メモリ１０４に保存されたプログラムを実行することで、図２の通信制御部１０５ａ及び処理部１０５ｂとして通信端末１００を機能し得る。なお、プロセッサ１０５内の各部の機能分担は、便宜的なものであり、適宜、変更可能である。当該通信制御部１０５ａ及び処理部１０５ｂは、第１受信手段、第１変更手段、第１送信手段、第２受信手段、第２変更手段及び第２送信手段の一例である。
通信制御部１０５ａは、通信部１０１を制御して、給水装置１との無線通信を行う。例えば、通信制御部１０５ａは、アドバタイズパケットを送信した制御盤４２に接続要求を送信する。また、通信制御部１０５ａは、通信部１０１を介して、給水装置１との接続を確立するための何らかのデータを送信することや、操作者の操作に応じて、給水装置１にリクエストを送信することもあり得る。あるいは、通信制御部１０５ａは、通信端末１００と給水装置１との接続を確立するための何らかのデータ、例えば給水装置１及び通信端末１００がそれぞれスキャナおよびアドバタイザとしてＢｌｕｅｔｏｏｔｈで接続する場合には、アドバタイザとしての給水装置１からのリクエスト、を受信することもあり得る。
通信制御部１０５ａは、通信部１０１を介して、例えば、対象装置が自動運転モードのとき、通信端末１００と通信部６１との間で通信を接続した場合、各種運転データ及び外部パラメータを給水装置１の通信部６１から受信する。
処理部１０５ｂは、給水装置１の点検、メンテナンス、管理、パラメータ閲覧・変更など、作業員の作業に応じた情報処理を実行する。
処理部１０５ｂは、例えば、各種運転データ及び外部パラメータを通信部１０１が受信すると、当該受信した内容の一部分を表示部１０３に表示させ、操作者のスクロール操作に応じて、当該表示させる一部分を変更する。
次に、本実施形態に係る給水装置１の目標圧力一定制御による給水の一例を、図４に示す流れ図を用いて説明する。
給水装置１の電源が投入され、所定の待機時間が経過するか、又は、ポンプ２２の停止中に、プロセッサ６７は、圧力センサ１５からの検出信号を監視し、ポンプ２２の始動処理を行うか否か判定する（ステップＳＴ１１）。具体例として、プロセッサ６７は、圧力センサ１５で検出されたポンプ２２の二次側の圧力を、メモリ６６等に記憶された閾値としての始動圧力と比較する。
圧力センサ１５で検出された吸込圧力が始動圧力よりも高い場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）には、給水先への給水が不要として、プロセッサ６７は、ポンプ２２の停止を維持し、圧力センサ１５からの検出信号を監視し、ポンプ２２の始動処理を行うか否かの判定を継続する。
圧力センサ１５で検出された吸込圧力が始動圧力以下である場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）には、プロセッサ６７は、インバータ制御信号を生成し、インバータ制御信号をインバータ５１へ出力し、モータ２３を制御する。即ち、プロセッサ６７は、ポンプ２２を始動する（ステップＳＴ１２）。
ポンプ２２の始動処理後、プロセッサ６７は、目標圧力一定制御の例として、推定末端圧一定制御にて、ポンプ２２を単独運転し（ステップＳＴ１３）、給水を開始する。
プロセッサ６７は、目標圧力一定制御にてポンプ２２の運転中に、ポンプ２２の増台処理の要否を判定する（ステップＳＴ１４）。即ち、プロセッサ６７は、インバータ５１の運転周波数を監視し、インバータ５１の運転周波数が最高運転周波数でない場合（ステップＳＴ１４のＮＯ）には、目標圧力一定制御でポンプ２２の駆動を継続する。インバータ５１の運転周波数が最高出力である場合（ステップＳＴ１４のＹＥＳ）には、プロセッサ６７は、増台処理を行い、ポンプ２２を増台する（ステップＳＴ１５）。ポンプ２２の増台後、プロセッサ６７は、複数（本実施形態では２台）のポンプ２２の運転周波数を同一周波数とし、揃速運転による推定末端圧一定制御で２台のポンプ２２を駆動制御する（ステップＳＴ１６）。
プロセッサ６７は、揃速運転で２台のポンプ２２を駆動制御するとともに、ポンプ２２の減台処理の要否を判定する（ステップＳＴ１７）。即ち、プロセッサ６７は、インバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度を常に検出し、上述した減台条件を満たすか否かを判定する。減台条件を満たさない場合（ステップＳＴ１７のＮＯ）には、プロセッサ６７は、揃速運転による推定末端圧一定制御で２台のポンプ２２の駆動を継続する。減台条件を満たした場合（ステップＳＴ１７のＹＥＳ）には、プロセッサ６７は、一方のポンプ２２を停止し、ポンプ２２の減台を行う（ステップＳＴ１８）。そして、ステップＳＴ１３に戻り、プロセッサ６７は、流量センサ１４で検出された流量が、停止流量となるまで、推定末端圧一定制御により、単独運転又は揃速運転でポンプ２２を駆動制御する。
このように構成された給水装置１によれば、可変速駆動装置付のポンプを複数台使用して効率が良く、省エネ効果が高い揃速運転にて目標圧力一定制御運転する場合、検出装置を増やすことなく減台(解列)条件の判定ができる。
即ち、従来のポンプ２２の減台（解列）においては、複数第の揃速運転では複数台のポンプ２２の二次側において少水量域に水量が減少しないと流量センサが動作せず、このため、締切運転に近い水量で減台を行うことになる。例えば、このような問題を解決するためには、水量毎にリニアで出力する流量センサを別途設置する必要があるが、このような流量センサを別途設置すると製造コストが増大するところ、本実施形態に係る給水装置１によれば、新たな流量センサを設けることなく、インバータ５１から出力可能な運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度を利用して、揃速運転から単独運転へ移る解列点を求めることができる。
上述したように、第１実施形態に係る給水装置１、給水装置１の制御方法及びプログラムによれば、検出装置を増やすことなく、複数のポンプ２２の揃速運転時に減台条件の判定ができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る給水装置１について説明する。なお、第２実施形態に係る給水装置１は、上述した第１実施形態に係る給水装置１と、減台（解列）条件が異なるが、その他の構成は同様の構成であることから、同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
プロセッサ６７は、メモリ６６等に記憶されたプログラムに基づき、目標圧力一定制御運転でポンプ２２を駆動する処理として、第１実施形態と同様に、ポンプ２２の始動処理、ポンプ２２の単独運転による給水処理、ポンプ２２の増台処理、及び、複数のポンプ２２の揃速運転による給水処理を行う。また、プロセッサ６７は、メモリ６６等に記憶されたプログラムに基づき、複数のポンプ２２を揃速運転による目標圧力一定制御運転でポンプ２２を駆動中に、減台条件を満たす場合に、ポンプ２２を減台（解列）する減台処理を行う。なお、説明の便宜上、本実施形態における減台条件を、第２減台条件として以下説明する。
以下、第２減台条件により行うプロセッサ６７の減台処理の具体例を以下説明する。プロセッサ６７は、複数のポンプ２２を揃速運転による目標圧力一定制御で駆動しているときに、ポンプ２２を減台（解列）する減台処理を行う。具体例として、プロセッサ６７は、複数台(ｎ台)のポンプ２２が揃速運転にて目標圧力一定制御する場合、インバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度を常に検出する。
また、ポンプ２２（モータ２３）の最大回転速度（インバータ５１の最大運転周波数）Ｆｍａｘにおけるポンプ１台分の消費電力をＰｍａｘ、増台直前の総運転台数(ｎ－ｘ)台の消費電力をＰ１＝Ｐｍａｘ×（ｎ－ｘ）、１台運転の少水量時のポンプ２２（モータ２３）の回転速度（インバータ５１の運転周波数）Ｆｍｉｎにおける消費電力をＰｍｉｎとしたときに、プロセッサ６７は、Ｆｍａｘ、Ｐｍａｘ及びＰ１の少なくとも一方、Ｆｍｉｎ、Ｐｍｉｎをインバータ制御基板５２、メモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及び／又はＤＲＡＭ領域６７ｂの少なくともいずれかに記憶させる。
また、揃速運転での複数台並列運転後、減台(解列)条件成立時（減台直前）の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、減台(解列)条件成立時のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度をＦ２とすると、プロセッサ６７は、Ｐ２＜Ｐ１となる場合、減台(解列)しない方が高効率運転水量となるため、減台(解列)は行わず、目標圧力一定制御による複数のポンプ２２の揃速運転を継続する。そして、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度をＦｎｏｗが下記の第２減台（解列）条件を満たした場合に、プロセッサ６７は、減台(解列)処理を行う。
第２減台（解列）条件は、
Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐ１－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×（ｎ－ｘ＋１）｝
である。
例えば、ポンプ２２の台数ｎが２台（ｎ＝２）であり、ポンプ２２の減台数ｘが１台（ｘ＝１）である場合の解列点は、
Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐｍａｘ－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×２｝
となる。そして、プロセッサ６７は、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが上記条件を満たすときに、ポンプ２２を減台（解列）する。
また、例えば、ポンプ２２の台数ｎが３台（ｎ＝３）であり、ポンプ２２の減台数ｘが１台（ｘ＝１）である場合の解列点は、
３台から２台にポンプ２２の台数を減台するときにおいては、
Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐｍａｘ×２－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×３｝
となり、
２台から１台にポンプ２２の台数を減台するときにおいては、
Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐｍａｘ－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×２｝
となる。そして、プロセッサ６７は、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが上記条件を満たすときに、ポンプ２２を減台（解列）する。
また、減台条件としての解列点を求める演算式は、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに、プログラムとして格納される。また、例えば、給水装置１の出荷試験において、実測値を求め、上記演算式による解列点で解列した場合に、目標とする解列点とのずれが生じた場合には、実機に対応する補正を行う演算式をプログラムとして、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに格納してもよい。例えば、実機に対応する補正としては、補正値としての係数を加える構成が一例として挙げられるが、補正は適宜設定可能である。
このように構成された第２実施形態に係る給水装置１、給水装置１の制御方法及びプログラムによれば、上述した第２実施形態に係る給水装置１と同様に、検出装置を増やすことなく、複数のポンプ２２の揃速運転時に減台条件の判定ができる。
また、解列後のポンプ２２の総運転台数(ｎ－ｘ)台の消費電力Ｐ１が、揃速運転での複数台並列運転後、解列前である第２減台(解列)条件成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力Ｐ２よりも大きい（Ｐ２＜Ｐ１）場合に、減台(解列)しない方が高効率運転水量となる。このため、給水装置は、Ｐ２＜Ｐ１の場合には、解列を行わないことで、消費電力の低減及び高効率運転が可能となる。
また、このような第２実施形態に係る給水装置１の第２減台（解列）条件は、第１減台条件とともに用いられても良く、又、第２減台条件のみで用いられても良い。
即ち、第１減台条件及び第２減台条件を用いる給水装置１にあっては、ポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが第１減台条件を満たしたときにＰ２≧Ｐ１であればポンプ２２を減台し、該回転速度Ｆｎｏｗが第１減台条件を満たし、且つ、Ｐ２＜Ｐ１であるときは、減台を行わず、そして、回転速度Ｆｎｏｗが第２減台条件を満たしたときにポンプ２２を減台する。
また、第２減台条件のみを用いる給水装置１にあっては、回転速度Ｆｎｏｗが第２減台条件を満たした場合であって、Ｐ２≧Ｐ１であればポンプ２２を減台し、回転速度Ｆｎｏｗが第２条件を満たし、且つ、Ｐ２＜Ｐ１であるときは、回転速度Ｆｎｏｗが次に第２減台条件を満たしたときに、減台すればよい。
また、給水装置１は、第１減台条件による減台、第２減台条件による減台、並びに、第１減台条件及び第２減台条件による減台のいずれにより減台処理を行うかを入力部６２又は設定部６５で選択できるように、プログラムとして第１減台条件及び第２減台条件の双方がメモリ６６等に記憶されていてもよく、また、いずれかの解列ができるよう、出荷時に、第１減台条件、第２減台条件、又は、双方の減台条件が選択的にプログラムとして記憶されていてもよい。
上述したように、第２実施形態に係る給水装置１、給水装置１の制御方法及びプログラムによれば、検出装置を増やすことなく、複数のポンプ２２の揃速運転時に減台条件の判定ができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る給水装置１について説明する。なお、第３実施形態に係る給水装置１は、上述した第１実施形態に係る給水装置１及び第２の実施形態に係る給水装置１と、減台（解列）条件が異なるが、その他の構成は同様の構成であることから、同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
プロセッサ６７は、メモリ６６等に記憶されたプログラムに基づき、目標圧力一定制御運転でポンプ２２を駆動する処理として、第１実施形態と同様に、ポンプ２２の始動処理、ポンプ２２の単独運転による給水処理、ポンプ２２の増台処理、及び、複数のポンプ２２の揃速運転による給水処理を行う。また、プロセッサ６７は、メモリ６６等に記憶されたプログラムに基づき、複数のポンプ２２を揃速運転による目標圧力一定制御運転でポンプ２２を駆動中に、減台条件を満たす場合に、ポンプ２２を減台（解列）する減台処理を行う。なお、説明の便宜上、本実施形態における減台条件を、第３減台条件として以下説明する。
以下、第３減台条件により行うプロセッサ６７の減台処理の具体例を以下説明する。プロセッサ６７は、複数のポンプ２２を揃速運転による目標圧力一定制御で駆動しているときに、ポンプ２２を減台（解列）する減台処理を行う。具体例として、プロセッサ６７は、複数台(ｎ台)のポンプ２２が揃速運転にて目標圧力一定制御する場合、インバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度を常に検出する。
また、ポンプ２２（モータ２３）の最大回転速度（インバータ５１の最大運転周波数）Ｆｍａｘ、１台運転の少水量時のポンプ２２（モータ２３）の回転速度（インバータ５１の運転周波数）Ｆｍｉｎは、予めインバータ制御基板５２、メモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及び／又はＤＲＡＭ領域６７ｂの少なくともいずれかに記憶される。
そして、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが下記の第３減台（解列）条件を満たした場合に、プロセッサ６７は、減台(解列)処理を行う。
第３減台（解列）条件は、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×［｛（ｎ－ｘ）／ｎ｝２＋α］＋β
となる。ここで、α、βは補正値であり、予め設定された係数である。
例えば、ポンプ２２の台数ｎが２台（ｎ＝２）であり、ポンプ２２の減台数ｘが１台（ｘ＝１）である場合の解列点は、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×｛(１／２)２＋α｝＋β
となる。そして、プロセッサ６７は、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが上記条件を満たすときに、ポンプ２２を減台（解列）する。
また、例えば、ポンプ２２の台数ｎが３台（ｎ＝３）であり、ポンプ２２の減台数ｘが１台（ｘ＝１）である場合の解列点は、
３台から２台にポンプ２２の台数を減台するときにおいては、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×｛(２／３)２＋α｝＋β
となり、
２台から１台にポンプ２２の台数を減台するときにおいては、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×｛(１／３)２＋α｝＋β
となる。そして、プロセッサ６７は、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが上記条件を満たすときに、ポンプ２２を減台（解列）する。
ここで、目標圧力一定制御には、吐出圧力一定制御と推定末端圧一定制御がある。
先ず、吐出圧力一定制御の場合には、補正値α、βは、α≒０、β≒０となる。
よって、吐出圧力一定制御における解列条件は、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×（ｎ－ｘ）／ｎ２
となる。
次に、推定末端圧一定制御の場合には大水量時であるポンプ２２（モータ２３）の最大回転速度（インバータ５１の最大運転周波数）Ｆｍａｘ時の設定揚程をＨ１、少水量時のポンプ２２（モータ２３）の回転速度（インバータ５１の運転周波数）Ｆｍｉｎにおける設定揚程をＨ２とし、Ｈ１とＨ２の揚程差Ｈｄ＝Ｈ１－Ｈ２としたときに、補正値α、βは、α≒γ×Ｈｄ、β≒０となる。ここで、γは、ポンプ機種(口径、出力、種類含む)、台数(ｎ台)、減台数(ｘ台)により各々最適値に設定される。
よって、推定末端圧力一定制御における解列条件は、
Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×［｛（ｎ－ｘ）／ｎ｝２＋γ×Ｈｄ］
となる。
なお、上述の補正値βは、β≒０としているが、これは、最大水量の少ないポンプ２２、設定揚程が高いポンプ２２、ポンプ台数ｎが少ないポンプ２２の場合は、β≒０で問題無いためである。一方で、最大水量が多いポンプ２２、設定揚程が低いポンプ２２やポンプ台数ｎが多いポンプ２２の場合は、推定末端圧一定制御を行うと、配管抵抗分の影響が大きく出てくるため、補正値をβとして加えた方がより正確な制御となる。このため、補正値βは、配管抵抗部の影響に基づいて、給水装置１の機種毎や設置条件等によって適宜設定される。
また、減台条件としての解列点を求める演算式は、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに、プログラムとして格納される。また、例えば、給水装置１の出荷試験において、実測値を求め、上記演算式による解列点で解列した場合に、目標とする解列点とのずれが生じた場合には、実機に対応する補正を行う演算式をプログラムとして、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに格納してもよい。
このように構成された第３実施形態に係る給水装置１、給水装置１の制御方法及びプログラムによれば、上述した第１実施形態に係る給水装置１と同様に、検出装置を増やすことなく、複数のポンプ２２の揃速運転時に減台条件の判定ができる。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る給水装置１について説明する。なお、第４実施形態に係る給水装置１は、上述した第３実施形態に係る給水装置１と、減台（解列）条件が異なるが、その他の構成は同様の構成であることから、同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
プロセッサ６７は、メモリ６６等に記憶されたプログラムに基づき、目標圧力一定制御運転でポンプ２２を駆動する処理として、第３実施形態と同様に、ポンプ２２の始動処理、ポンプ２２の単独運転による給水処理、ポンプ２２の増台処理、複数のポンプ２２の揃速運転による給水処理を行う。また、プロセッサ６７は、メモリ６６等に記憶されたプログラムに基づき、複数のポンプ２２を揃速運転による目標圧力一定制御運転でポンプ２２を駆動中に、減台条件を満たす場合に、ポンプ２２を減台（解列）する減台処理を行う。なお、説明の便宜上、本実施形態における減台条件を、第４減台条件として以下説明する。
以下、第４減台条件により行うプロセッサ６７の減台処理の具体例を以下説明する。プロセッサ６７は、複数のポンプ２２を揃速運転による目標圧力一定制御で駆動しているときに、ポンプ２２を減台（解列）する減台処理を行う。具体例として、プロセッサ６７は、複数台(ｎ台)のポンプ２２を揃速運転にて目標圧力一定制御する場合、インバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度を常に検出する。
また、ポンプ２２（モータ２３）の最大回転速度（インバータ５１の最大運転周波数）Ｆｍａｘにおける消費電力をＰｍａｘ、増台直前の総運転台数(ｎ－ｘ)台の消費電力をＰ１＝Ｐｍａｘ×（ｎ－ｘ）、１台運転の少水量時のポンプ２２（モータ２３）の回転速度（インバータ５１の運転周波数）Ｆｍｉｎにおける消費電力をＰｍｉｎとしたときに、プロセッサ６７は、Ｆｍａｘ、Ｐｍａｘ及びＰ１の少なくとも一方、Ｆｍｉｎ、Ｐｍｉｎをインバータ制御基板５２、メモリ６６、ＥＥＰＲＯＭ領域６７ａ及び／又はＤＲＡＭ領域６７ｂの少なくともいずれかに記憶させる。
また、揃速運転での複数台並列運転後、減台(解列)条件成立時（減台直前）の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、減台(解列)条件成立時のポンプ２２（モータ２３）の回転速度又はインバータ５１の運転周波数をＦ２、ポンプ２２の増台直後の揃速運転での複数台並列運転による総運転台数の消費電力をＰ３、ポンプ２２の増台直後の揃速運転での複数台並列運転によるインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度をＦ３とする。そして、プロセッサ６７は、Ｐ２＜Ｐ１又はＰ３＜Ｐ１となる場合、減台(解列)しない方が高効率運転水量となるため、減台(解列)は行わず、目標圧力一定制御による複数のポンプ２２の揃速運転を継続する。そして、現在のインバータ５１の運転周波数又はポンプ２２（モータ２３）の回転速度Ｆｎｏｗが下記の第４減台（解列）条件を満たした場合に、プロセッサ６７は、減台(解列)処理を行う。
第４減台（解列）条件は、
Ｐ２＜Ｐ１であった場合に、
Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－（Ｐ１－Ｐ２）／δ＋β
となり、
Ｐ３＜Ｐ１であった場合に、
Ｆｎｏｗ＜Ｆ３－（Ｐ１－Ｐ３）／ε＋β
となる。ここで、係数δ、εは、予め給水装置１によりＰ２＜Ｐ１又はＰ３＜Ｐ１であった場合にであって、且つ、解列したときに、解列後の運転が高効率運転水量となる係数に設定される設計値である。なお、各係数（補正値）α，β，γ，δ，εの値を、給水装置１の機種ごとに出荷時等に実測した値から求めてもよい。これは、更に好適な減台(解列)点を求めることができるためである。
また、減台条件としての解列点を求める演算式は、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに、プログラムとして格納される。また、例えば、給水装置１の出荷試験において、実測値を求め、上記演算式による解列点で解列した場合に、目標とする解列点とのずれが生じた場合には、実機に対応する補正を行う演算式をプログラムとして、メモリ６６又はＥＥＰＲＯＭ領域６７ａに格納してもよい。例えば、実機に対応する補正としては、補正値としての係数を加える構成が一例として挙げられるが、補正は適宜設定可能である。
このように構成された第４実施形態に係る給水装置１、給水装置１の制御方法及びプログラムによれば、上述した第２実施形態に係る給水装置１と同様に、検出装置を増やすことなく、複数のポンプ２２の揃速運転時に減台条件の判定ができる。
また、解列後のポンプ２２の総運転台数(ｎ－ｘ)台の消費電力Ｐ１が、揃速運転での複数台並列運転後、解列前である第２減台(解列)条件成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力Ｐ２よりも大きい（Ｐ２＜Ｐ１）場合に、減台(解列)しない方が高効率運転水量となる。同様に、又はＰ３＜Ｐ１である場合に、減台(解列)しない方が高効率運転水量となる。このため、給水装置は、Ｐ２＜Ｐ１又はＰ３＜Ｐ１の場合には、解列を行わないことで、消費電力の低減及び高効率運転が可能となる。
また、このような第４実施形態に係る給水装置１の第４減台（解列）条件は、第３減台条件とともに用いられても良く、又、第４減台条件のみで用いられても良い。また、第４実施形態は、第４減台条件は、Ｐ２＜Ｐ１であった場合に、Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－（Ｐ１－Ｐ２）／δ＋βであり、そして、Ｐ３＜Ｐ１であった場合に、Ｆｎｏｗ＜Ｆ３－（Ｐ１－Ｐ３）／ε＋βである例を説明したがこれに限定されない。第４減台条件は、Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－（Ｐ１－Ｐ２）／δ＋βのみであってもよく、また、Ｆｎｏｗ＜Ｆ３－（Ｐ１－Ｐ３）／ε＋βのみであってもよい。
即ち、第３減台条件及び第４減台条件を用いる給水装置１にあっては、回転速度Ｆｎｏｗが第３減台条件を満たしたときにＰ２≧Ｐ１又はＰ３≧Ｐ１を判定し、該条件であればポンプ２２を減台し、回転速度Ｆｎｏｗが第３減台条件を満たし、且つ、Ｐ２＜Ｐ１又はＰ３＜Ｐ１であるときは、減台を行わず、そして、回転速度Ｆｎｏｗが第４減台条件を満たしたときにポンプ２２を減台する。
また、第４減台条件のみを用いる給水装置１にあっては、回転速度Ｆｎｏｗが第４減台条件を満たした場合であって、Ｐ２≧Ｐ１又はＰ３≧Ｐ１であればポンプ２２を減台し、回転速度Ｆｎｏｗが第４減台条件を満たし、且つ、Ｐ２＜Ｐ１であるときは、回転速度Ｆｎｏｗが次に第４減台条件を満たしたときに、減台すればよい。
また、給水装置１は、第３減台条件による減台、第４減台条件による減台、並びに、第３減台条件及び第４減台条件による減台のいずれにより減台処理を行うかを入力部６２又は設定部６５で選択できるように、プログラムとして第３減台条件及び第４減台条件の双方がメモリ６６等に記憶されていてもよく、また、いずれかの減台ができるよう、出荷時に、第３減台条件、第４減台条件、又は、双方の減台条件を選択的にプログラムとして記憶されていてもよい。また、給水装置１は、第１減台条件乃至第４減台条件を記憶しておき、いずれかの減台条件を選択できる構成としてもよい。
上述したように、第４実施形態に係る給水装置１、給水装置１の制御方法及びプログラムによれば、検出装置を増やすことなく、複数のポンプ２２の揃速運転時に減台条件の判定ができる。
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されない。即ち、給水装置１、給水装置１の制御方法及びプログラムは、同一周波数で複数のポンプ２２の並列運転を行う揃速運転の減台（解列）処理において、流量センサ等の新たな検出装置を設けることなく減台条件の判定ができればよい。このため、上述の給水装置１の各構成については、適宜設定できる。
例えば、上述した例では、給水装置１は、直結式とし、複数のポンプ２２の一次側を水道分管に接続する構成の例を示したが、例えば、受水槽式として、複数のポンプ２２の一次側を給水源である受水槽に接続す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、複数のポンプ２２として、２台のポンプ２２を備える構成し、また、減台処理の説明において、ポンプ２２の台数が２台の構成に加え、３台である例を説明したが、これに限定されず、ポンプ２２の台数は適宜設定可能である。また、増台処理時の増台するポンプ２２の台数、及び、減台（解列）処理時の解列するポンプ２２の台数ｘは、１台であっても、複数台であってもよい。
また、上述した例では、給水装置１の制御方法において、減台処理を行うときに、第１減台条件乃至第４減台条件において、演算式の例を説明した。これら演算式は、解列点を求めるための演算式であるが、減台条件を、好適な減台となる減台条件の計算で求められた計算値となるように設定されており、この設定された演算式補正値が設定され、そして、該補正値を用いた水量で減台(解列)すると、減台(解列)後にすぐ増台(並列)を行う所謂「チャタリング現象」が生じる虞がある。
そこで、第１減台条件及び第２減台条件においては、演算式に補正値βを加算する演算式とし、第１減台条件及び第２減台条件の補正値βを負の値として、結果として解列条件の演算式に減算を指示して「チャタリング現象」を防止させる構成としてもよい。同様に、なお、第３減台条件及び第４減台条件においては、補正値βの値を負の値として、結果として解列条件の演算式に減算を指示して「チャタリング現象」を防止させる構成としてもよい。
また、チャタリング減少を防止させる方法として、プロセッサ６７は、上述の第１減台条件乃至第４の減台条件のいずれかで減台処理が行われた後、次の増台処理が行われるまでの時間を計時し、この計時した時間が、予めメモリ６６等に記憶された所定の時間よりも短い場合にチャタリング現象が生じていると判定し、減台条件の演算式に補正値βを加算するか、又は、補正値βの値を負の値としてもよい。また、チャタリング現象が生じているとする判定は、減台処理が行われた後、次の増台処理が行われるまでの時間を計時し、この計時した時間が、予めメモリ６６等に記憶された所定の時間よりも短い状態が複数回、連続で、又は、不連続で生じた場合に、チャタリング現象が生じていると判定してもよい。
また、上述した例では、給水装置１が圧力センサ１５をポンプ２２の二次側に有する構成を説明したが、本実施形態の変形例として、図５に示すように、圧力センサ１５は、ポンプ２２の一次側及び二次側に設けられる構成であってもよい。例えば、吸込管３１に第１圧力センサ１５Ａが設けられ、そして、第１圧力センサ１５Ａは、吸込圧力としての吸込管３１内の圧力を検出し、得られた検出信号を制御装置１７に出力する。また、吐出管３６に第２圧力センサ１５Ｂが設けられ、そして、第２圧力センサ１５Ｂは、吐出圧力又はポンプ２２の二次側の圧力としての吐出管３６内の圧力を検出し、得られた検出信号を制御装置１７に出力する。
そして、具体例として、制御盤４２は、第１圧力センサ１５Ａで検出された検出信号から算出された吸込圧力が所定の圧力値以上であって、且つ、第２圧力センサ１５Ｂで検出された検出信号から算出されたポンプ２２の二次側の圧力が予め定められた始動圧力以下に低下したことを検知すると、モータ２３を駆動して、ポンプ２２を始動する。制御盤４２は、流量センサ１４からの検出信号に基づいて、流量が少水量であることを検知するとポンプ２２を停止させる。
このような変形例の給水装置１は、例えば、プロセッサ６７は、第１圧力センサ１５Ａで検出された吸込圧力がメモリ６６等に記憶された第１閾値としての所定の吸込圧力よりも高く、且つ、第２圧力センサ１５Ｂで検出されたポンプ２２の二次側の圧力がメモリ６６等に記憶された第２閾値としての所定の始動圧力よりも低い場合に、一方のモータ２３を駆動する。即ち、プロセッサ６７は、所定の吸込圧力が確保できており、且つ、ポンプ２２の二次側の圧力が始動圧力以下となると判定すると、１台のモータ２３を起動すべく、インバータ制御信号を生成し、インバータ制御信号をインバータ５１へ出力し、モータ２３を制御する。これにより、ポンプ２２の始動処理が行われる。
このため、例えば、上述したステップＳＴ１１において、第１圧力センサ１５Ａで検出された吸込圧力が第１閾値よりも低い場合及び／又は第２圧力センサ１５Ｂで検出された吸込圧力が第２閾値よりも高い場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）には、プロセッサ６７は、ポンプ２２の停止を維持し、圧力センサ１５からの検出信号を監視し、ポンプ２２の始動処理を行うか否かの判定を継続する。
即ち、第１圧力センサ１５Ａで検出された吸込圧力が第１閾値よりも低い場合には、水道分管の供給圧力が低いため、プロセッサ６７は、ポンプ２２を駆動しない。また、第２圧力センサ１５Ｂで検出されたポンプ２２の二次側の圧力が第２閾値よりも高い場合には、給水先への給水が不要として、プロセッサ６７は、ポンプ２２を駆動しない。
第１圧力センサ１５Ａで検出された吸込圧力が第１閾値以上であり、そして、第２圧力センサ１５Ｂで検出された吸込圧力が第２閾値以下である場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）には、プロセッサ６７は、インバータ制御信号を生成し、インバータ制御信号をインバータ５１へ出力し、モータ２３を制御する。即ち、プロセッサ６７は、ポンプ２２を始動する（ステップＳＴ１２）。
また、上述した例では、コンピュータとしての制御装置１７の各構成の制御の例として、各手段を機能させて始動処理、増台処理、給水処理及び減台処理を行うプログラムの例を説明したが、このプログラムは、制御装置１７の記憶媒体としてのメモリ６６等に記憶され、メモリ６６等に記憶されたプログラムをプロセッサ６７が実行する例に限られない。例えば、汎用のコンピュータに搭載されたプロセッサを基本ハードウェアとして用いることでも実現可能である。
また、上記処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
１…給水装置、１１…ポンプユニット、１２…分岐配管、１３…合流配管、１４…流量センサ、１５…圧力センサ、１５Ａ…第１圧力センサ、１５Ｂ…第２圧力センサ、１６…蓄圧装置、１７…制御装置、２１…第１開閉弁、２２…ポンプ、２３…モータ、２４…逆止弁、２５…第２開閉弁、３１…吸込管、３２…分岐部、３３…分岐管、３４…合流管、３５…合流部、３６…吐出管、４１…インバータボックス、４２…制御盤、５１…インバータ、５２…インバータ制御基板、６１…通信部、６２…入力部、６３…インターフェース、６４…表示部、６５…設定部、６６…メモリ、６７…プロセッサ、６７ａ…ＥＥＰＲＯＭ領域、６７ｂ…ＤＲＡＭ領域、６７ｃ…処理部、６７ｄ…ポンプ制御部、１００…通信端末、１０１…通信部、１０２…入力部、１０３…表示部、１０４…メモリ、１０５…プロセッサ、１０５ａ…通信制御部、１０５ｂ…処理部。

Claims (20)

  1. 複数のポンプと、
    前記複数のポンプの二次側に設けられた逆止弁と、
    前記複数のポンプの二次側にそれぞれ接続された複数の流量センサと、
    前記複数のポンプの二次側に接続された圧力センサと、
    前記ポンプを増台又は減台することで、前記ポンプを目標圧力一定制御にて単独運転し、且つ、複数の前記ポンプを前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行うとともに、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件として、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２
    であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する制御装置と、
    を備えることを特徴とする給水装置。
  2. 前記制御装置は、前記ポンプの増台直前の前記最大回転速度Ｆｍａｘにおける前記ポンプ１台分の消費電力をＰｍａｘ、前記ポンプの増台直前の総運転台数（ｎ－ｘ）台の消費電力をＰ１＝Ｐｍａｘ×（ｎ－ｘ）、１台運転の少水量時の消費電力をＰｍｉｎ、前記揃速運転で増台した複数の前記ポンプを運転後、前記第１減台条件の成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、前記第１減台条件成立時の前記ポンプの回転速度をＦ２としたときに、Ｐ２＜Ｐ１となる場合、前記第１減台条件成立後であっても減台は行わずに複数の前記ポンプによる前記揃速運転を継続し、その後、第２減台条件として、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐ１－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×（ｎ－ｘ＋１）｝
    であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する、
    請求項１に記載の給水装置。
  3. 複数のポンプと、
    前記複数のポンプの二次側に設けられた逆止弁と、
    前記複数のポンプの二次側にそれぞれ接続された複数の流量センサと、
    前記複数のポンプの二次側に接続された圧力センサと、
    前記ポンプを増台又は減台することで、前記ポンプを目標圧力一定制御にて単独運転し、且つ、複数の前記ポンプを前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行うとともに、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、１台運転の少水量時の消費電力をＰｍｉｎ、前記ポンプの増台直前の前記最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの増台直前の前記最大回転速度Ｆｍａｘにおける前記ポンプ１台分の消費電力をＰｍａｘ、前記ポンプの増台直前の総運転台数（ｎ－ｘ）台の消費電力をＰ１＝Ｐｍａｘ×（ｎ－ｘ）、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの運転台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、前記揃速運転で増台した複数の前記ポンプを運転後、減台条件成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、前記減台条件成立時の前記ポンプの回転速度をＦ２とし、Ｐ２＜Ｐ１となる場合、減台は行わずに複数の前記ポンプによる前記揃速運転を継続し、その後、前記減台条件として、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐ１－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×（ｎ－ｘ＋１）｝
    であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する制御装置と、
    を備える給水装置。
  4. 前記制御装置は、増台又は減台後に複数の前記ポンプを運転するときに、前記複数のポンプを全て前記揃速運転する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の給水装置。
  5. 前記制御装置は、始動順に前記ポンプを停止させるか、又は、始動順と逆に前記ポンプを停止させるか、又は、積算運転時間が多いポンプを停止させる、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の給水装置。
  6. 複数のポンプの二次側の圧力が始動圧力以下であるときに、１台の前記ポンプを始動し、
    始動した前記ポンプを目標圧力一定制御により駆動し、
    前記ポンプが最大回転速度であるときに、前記ポンプを増台し、増台した複数の前記ポンプを同一の回転速度で前記目標圧力一定制御により駆動し、
    前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件として、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２
    であるときに、前記ポンプの運転台数を減台するプロセッサを含む、
    給水装置の制御装置。
  7. 前記プロセッサは、前記ポンプの増台直前の前記最大回転速度Ｆｍａｘにおける前記ポンプ１台分の消費電力をＰｍａｘ、前記ポンプの増台直前の総運転台数（ｎ－ｘ）台の消費電力をＰ１＝Ｐｍａｘ×（ｎ－ｘ）、１台運転の少水量時の消費電力をＰｍｉｎ、前記揃速運転で増台した複数の前記ポンプを運転後、前記第１減台条件の成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、前記第１減台条件成立時の前記ポンプの回転速度をＦ２としたときに、Ｐ２＜Ｐ１となる場合、前記第１減台条件成立後であっても減台は行わずに複数の前記ポンプによる前記揃速運転を継続し、その後、第２減台条件として、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐ１－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×（ｎ－ｘ＋１）｝
    であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する、
    請求項６に記載の給水装置の制御装置。
  8. 制御装置による給水装置の制御方法であって、
    複数のポンプの二次側の圧力が始動圧力以下であるときに、１台の前記ポンプを始動し、
    始動した前記ポンプを目標圧力一定制御により駆動し、
    前記ポンプが最大回転速度であるときに、前記ポンプを増台し、
    増台した複数の前記ポンプを同一の回転速度で前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行い、
    前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件である、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２
    であるかを判定し、
    前記第１減台条件を満たすときに、前記ポンプの運転台数を減台する、
    給水装置の制御方法。
  9. 前記ポンプの増台直前の前記最大回転速度Ｆｍａｘにおける前記ポンプ１台分の消費電力をＰｍａｘ、前記ポンプの増台直前の総運転台数（ｎ－ｘ）台の消費電力をＰ１＝Ｐｍａｘ×（ｎ－ｘ）、１台運転の少水量時の消費電力をＰｍｉｎ、前記揃速運転で増台した複数の前記ポンプを運転後、前記第１減台条件の成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、前記第１減台条件成立時の前記ポンプの回転速度をＦ２としたときに、
    前記第１減台条件を満たす場合であって、Ｐ２≧Ｐ１を満たすときに、前記ポンプの運転台数を減台し、
    前記第１減台条件を満たす場合であって、Ｐ２＜Ｐ１となる場合、前記第１減台条件成立後であっても減台は行わずに複数の前記ポンプによる前記揃速運転を継続し、
    前記第１減台条件を満たす場合であって、Ｐ２＜Ｐ１となる場合に前記揃速運転を継続後、第２減台条件である、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐ1－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×（ｎ－ｘ＋１）｝
    を満たすときに、前記ポンプの運転台数を減台する、請求項８に記載の給水装置の制御方法。
  10. コンピュータを、
    複数のポンプの二次側の圧力が始動圧力以下であるときに、１台の前記ポンプを始動する始動手段と、
    前記ポンプが最大回転速度であるときに、前記ポンプを増台する増台手段と、
    始動した前記ポンプを目標圧力一定制御により運転するか、又は、駆動する複数の前記ポンプを同一の回転速度で前記目標圧力一定制御にて揃速運転する給水手段と、
    前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとしたときに、第１減台条件である、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×{(ｎ-ｘ)／ｎ}２
    であるかを判定する第１減台条件判定手段と、
    前記第１減台条件を満たすときに、前記ポンプの運転台数を減台する減台手段と、して機能させるためのプログラム。
  11. 前記ポンプの増台直前の前記最大回転速度Ｆｍａｘにおける前記ポンプ１台分の消費電力をＰｍａｘ、前記ポンプの増台直前の総運転台数（ｎ－ｘ）台の消費電力をＰ１＝Ｐｍａｘ×（ｎ－ｘ）、１台運転の少水量時の消費電力をＰｍｉｎ、前記揃速運転で増台した複数の前記ポンプを運転後、前記第１減台条件の成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、前記第１減台条件成立時の前記ポンプの回転速度をＦ２としたときに、
    前記第１減台条件を満たす場合であって、Ｐ２＜Ｐ１となる場合に前記揃速運転を継続後、第２減台条件である、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－｛（Ｐ１－Ｐ２）×（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）｝／｛（Ｐｍａｘ－Ｐｍｉｎ）×（ｎ－ｘ＋１）｝
    であるかを判定する第２減台条件判定手段として前記コンピュータを機能させ、
    前記減台手段は、前記第１減台条件を満たす場合であって、Ｐ２≧Ｐ１を満たすときに、前記ポンプの運転台数を減台し、前記第１減台条件を満たす場合であって、Ｐ２＜Ｐ１となる場合、前記第１減台条件成立後であっても減台は行わずに複数の前記ポンプによる前記揃速運転を継続する、請求項１０に記載のプログラム。
  12. 複数のポンプと、
    前記複数のポンプの二次側に設けられた逆止弁と、
    前記複数のポンプの二次側にそれぞれ接続された複数の流量センサと、
    前記複数のポンプの二次側に接続された圧力センサと、
    前記ポンプを増台又は減台することで、前記ポンプを目標圧力一定制御にて単独運転し、且つ、複数の前記ポンプを前記目標圧力一定制御にて揃速運転を行うとともに、前記ポンプの回転速度をＦｎｏｗ、少水量時の少水量回転速度をＦｍｉｎ、最大回転速度をＦｍａｘ、前記ポンプの台数をｎ、前記ポンプの台数ｎからの減台する前記ポンプの数をｘとし、補正値をα、βとしたときに、第３減台条件として、
    Ｆｎｏｗ＜Ｆｍｉｎ＋（Ｆｍａｘ－Ｆｍｉｎ）×［｛（ｎ－ｘ）／ｎ｝２＋α］＋β
    であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する制御装置と、
    を備えることを特徴とする給水装置。
  13. 前記目標圧力一定制御が吐出圧力一定制御である場合には、補正値α、βは、α≒０、β≒０である、請求項１２に記載の給水装置。
  14. 前記目標圧力一定制御が推定末端圧一定制御である場合には、補正値αは、α≒γ×Ｈｄであり、γは、前記ポンプの機種、台数、減台数により設定され、Ｈｄは、前記ポンプの最大回転速度における設定揚程と、少水量時の前記ポンプの回転速度における設定揚程との差である、請求項１２に記載の給水装置。
  15. 前記補正値βは、配管抵抗分の影響に基づき設定される、請求項１２乃至請求項１４のいずれか一項に記載の給水装置。
  16. 前記補正値βは、負の値である、請求項１２乃至請求項１５のいずれか一項に記載の給水装置。
  17. 前記制御装置は、前記第３減台条件成立時の総運転台数(ｎ－ｘ＋１)台の消費電力をＰ２、前記第３減台条件成立時の前記ポンプの回転速度をＦ２、前記ポンプの増台直後の揃速運転での総運転台数の消費電力をＰ３、前記ポンプの増台直後の前記揃速運転での前記ポンプの回転速度をＦ３、補正値をδ、εとしたときに、Ｐ２＜Ｐ１又はＰ３＜Ｐ１となる場合、前記第３減台条件成立後であっても減台は行わずに複数の前記ポンプによる前記揃速運転を継続し、その後、第４減台条件として、
    Ｐ２＜Ｐ１である場合に
    Ｆｎｏｗ＜Ｆ２－（Ｐ１－Ｐ２）／δ＋β
    であるか、又は、
    Ｐ３＜Ｐ１である場合に
    Ｆｎｏｗ＜Ｆ３－（Ｐ１－Ｐ３）／ε＋β
    であるときに、前記ポンプの運転台数を減台する、
    請求項１２乃至請求項１６のいずれか一項に記載の給水装置。
  18. 前記補正値は、機種毎に実測値から求められる、請求項１２乃至請求項１７のいずれか一項に記載の給水装置。
  19. 前記制御装置は、増台又は減台後に複数の前記ポンプを運転するときに、前記複数のポンプを全て前記揃速運転する、請求項１２乃至請求項１８のいずれか一項に記載の給水装置。
  20. 前記制御装置は、始動順に前記ポンプを停止させるか、又は、始動順と逆に前記ポンプを停止させるか、又は、積算運転時間が多いポンプを停止させる、請求項１２乃至請求項１９のいずれか一項に記載の給水装置。
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