JP3304183B2 - 給水制御装置 - Google Patents

給水制御装置

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JP3304183B2
JP3304183B2 JP02290594A JP2290594A JP3304183B2 JP 3304183 B2 JP3304183 B2 JP 3304183B2 JP 02290594 A JP02290594 A JP 02290594A JP 2290594 A JP2290594 A JP 2290594A JP 3304183 B2 JP3304183 B2 JP 3304183B2
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芳清 松橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、上水道の配水管に直結
させている給水ポンプの運転制御を行って、末端給水器
具への給水を制御する給水制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】公共上水道では3階建以上のビル内に設
けられている末端給水器具に給水するには圧力が不足す
るため、このような場合には配水管から引き込んだ市水
を一旦、受水槽に貯水して加圧ポンプで増圧して末端給
水器具に給水する方式や、配水管からの市水を受水槽に
受け、これをビルの最上部に設置した給水槽に揚水ポン
プにて汲み上げて貯水し、ここから自然流下により各端
末器給水器具に給水する方式が採用されている。
【0003】ところで上記の何れの方法も市水を受水槽
に一旦貯水すると、残留塩素が次第に減少して行くた
め、受水槽の有効容積が一定以上を越えるものについて
は簡易水道法の規制対象になって安全衛生管理が義務付
けられるが、受水槽の維持管理が非常に面倒であった。
また小規模の受水槽では法規制の対象とはならないもの
の、この場合には衛生上の問題が生じやすくなる。
【0004】そこで上水道の配水管に給水ポンプを直結
して、給水ポンプによる加圧した水を直接末端給水器具
へ給水するという直結給水方式が提案されている。この
方式は、配水管と末端給水器具への給水管との間に給水
ポンプと圧力貯水タンクとを順に接続して圧力貯水タン
ク側を末端給水器具に連結するともに、給水ポンプを運
転して加圧するというものである。
【0005】このような直結給水方式を採用すれば受水
槽を無くすことができるため、受水槽における衛生上の
問題が生じない利点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成で
は吐出側の圧力が低下すると、流入側の圧力に関係なく
給水ポンプを運転する構成であるため、給水需要が大き
く増大すると、給水ポンプが連続運転されて多量の水を
配水管側から吸い込んで給水することにより、そのため
給水ポンプを接続してある配水管の水圧を低下させるこ
とになる。この場合配水管側の水圧が十分に高くない場
合には、ビル近隣地域での出水不良や濁り水を発生させ
るという問題があった。
【0007】そこで特開平5−263444号に見られ
るような給水加圧装置が提供されるようになっている
が、この給水加圧装置では給水ポンプの送水異常に対す
る対策が特に為されていなかった。本発明は上記問題点
に鑑みて為されたもので、請求項1の発明の目的とする
ところは給水ポンプの送水異常が信号として確保でき
る、早期に対策を行うことができる給水制御装置を提供
するにある。
【0008】請求項2、3の発明の目的とするところ
は、運転制御中の給水ポンプが送水異常となっても停止
中の給水ポンプによって送水が行え安定した水の供給が
可能となる給水制御装置を提供するにある。請求項4の
発明の目的とするところは、給水ポンプの送水異常が信
号として確保できる、早期に対策を行うことができ、し
かも異常水圧の設定を自動的に行え、使い勝手の良い給
水制御装置を提供するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の発明は、上水道の配水管に直結され末端給
水器具への給水管と配水管との間に介在する給水ポンプ
の吐出側に設けた圧力センサが検出する吐出側圧力が設
定圧となるように給水ポンプの運転制御を行う給水制御
装置において、給水ポンプの運転制御中に、吐出側に設
けた圧力センサの検出圧力が設定圧未満で且つ所定時間
継続した時に異常信号を出力する制御手段を備えたこと
を特徴とする。
【0010】請求項2の発明は、上水道の配水管に直結
され末端給水器具への給水管と配水管との間に介在する
給水ポンプの吐出側に設けた圧力センサが検出する吐出
側圧力が設定圧となるように給水ポンプの運転制御を行
う給水制御装置において、複数の給水ポンプを併設し、
何れかの給水ポンプの運転制御中に、吐出側に設けた圧
力センサの検出圧力が設定圧未満で且つ所定時間継続し
た時に停止中の給水ポンプを運転制御する制御手段を備
えたものである。
【0011】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、先に運転されている給水ポンプの出力を略全出力に
制御し、後から運転される給水ポンプの制御をPID演
算を用いて行うものである。請求項4の発明は、上水道
の配水管に直結され末端給水器具への給水管と配水管と
の間に介在する給水ポンプの吐出側に設けた圧力センサ
が検出する吐出側圧力が設定圧となるように給水ポンプ
の運転制御を行う給水制御装置において、給水ポンプの
運転制御中に、吐出側に設けた圧力センサの検出圧力が
異常水圧となると異常信号を出力し、且つ異常水圧の値
を設定圧の変化に応じて可変させる制御手段を備えたも
のである。
【0012】
【作用】請求項1の発明によれば、給水ポンプの送水異
常が起きても、異常信号を自動的に出力するため、早期
に異常に対する対策が取れる。請求項2の発明によれ
ば、運転制御中の給水ポンプの送水異常が起きても、併
設している別の停止中の給水ポンプを自動的に運転して
送水が行えるので、安定した水の供給ができる。
【0013】請求項3の発明によれば、請求項2の発明
において、水の供給が確実に安定して行える。請求項4
の発明によれば、給水ポンプの送水異常が起きても、異
常信号を自動的に出力するため、早期に異常に対する対
策が取れ、しかも異常水圧の設定を自動的に行うため、
手動設定に比べて使い勝手が良くなる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の一実施例を用いた給水システムを
示しており、公共の上水道の配水管1と、ビルBに配管
されている給水管2との間に、本発明の給水制御装置を
直結してある。給水制御装置の管路は、配水管1に対し
て一端を相フランジ3を介して接続し、他端を相フラン
ジ3’を介して給水管2に接続し、両端間には複式逆止
弁4と3本の並列分岐した管路と、流量スイッチ5とが
介在している。
【0015】上記の3本の並列分岐管路のうちの2本に
は夫々仕切り弁6A,6Bと、電動加圧ポンプよりなる
給水ポンプ7A,7Bと、逆止弁8A,8Bと、仕切り
弁9A,9Bとが介在し、また残り一本には逆止弁10
を介在させてある。仕切り弁6A,6B、9A,9Bは
給水ポンプ7A,7Bの点検時や故障時に閉成して管路
を閉じ給水ポンプ7A,7Bの脱着を可能とするもので
ある。
【0016】逆止弁8A,8Bは給水ポンプ7A,7B
の吐出側に設け、給水ポンプ7A,7Bの停止時に逆流
を防止するためのもので、給水ポンプ7A,7Bの停止
時に無用な水圧が給水ポンプ7A,7Bに加わらないよ
うにしている。逆止弁10が介在している管路はバイパ
ス管路であって、両給水ポンプ7A,7Bの停止時に直
圧給水する際に用いられ、逆止弁10は給水ポンプ7
A,7Bの吐出側からの逆流を阻止するためのものであ
る。
【0017】上記給水ポンプ7A,7Bの流入側の複式
逆止弁4と,相フランジ3との間の管路には流入側の水
圧PINを検出する圧力センサ13Aと、空気排気電磁弁
26、充満空気検出器25とを設けてある。他方、給水
ポンプ7A,7Bの吐出側の流量スイッチ5と,相フラ
ンジ3’との間の管路には圧力貯水タンク11と、給水
ポンプ7A,7Bの吐出側の水圧Pdを検出する圧力セ
ンサ13Bと、流量センサ12とを設けてある。
【0018】圧力貯水タンク11は給水ポンプ7A,7
Bから流出された水を所定の圧力状態で貯えて給水圧を
平滑化するためのものである。給水ポンプ7A,7Bは
図1の破線で囲まれた制御部14によってその運転が制
御される。制御部14は、可変周波数・可変電圧を出力
するインバータ装置15A,15Bを給水ポンプ7A,
7Bの駆動部として備え、サーマルリレー16A,16
Bを介して夫々の給水ポンプ7A,7Bに駆動電圧を与
えるようになっている。
【0019】インバータ装置15A,15Bの出力周波
数はマイクロコンピュータを用いた中央処理装置18に
より出力回路19を通じて制御され、インバータ装置1
5A,15Bの出力周波数、電圧に応じた速度で給水ポ
ンプ7A,7Bは運転される。インバータ装置1A,1
Bの入力電源は漏電ブレーカ21A,21Bの開閉接点
と、電磁開閉器20A,20Bの開閉接点とを通じて給
電され、電磁開閉器20A,20Bの開閉制御は出力回
路19を通じて中央処理装置18により行われる。
【0020】また空気排気電磁弁26は充満空気検出器
25が管路に空気が一定以上充満していることを検出し
たときに中央処理装置18の制御信号を出力回路19を
通じて受け、開成駆動され、管路内の空気を大気に排気
するようになっている。中央処理装置18は、入力回路
22を通じて取り込まれる圧力センサ13A,13Bの
夫々の検出信号a,b、給水ポンプ7A,7Bに設けた
サーモスイッチ(図示せず)の動作信号c,d、流量ス
イッチ5の動作信号e、更にサーマルリレー16A,1
6Bのトリップ信号f,f’、インバータ装置15A,
15Bの故障検出信号g,g’、流量センサ12の検出
信号h、充満空気検出器25の検出信号iに対応した制
御処理を行い、また操作表示装置23の操作入力の処理
と表示制御処理とを行う。
【0021】また更に制御部14が収納される制御盤に
設けられる操作表示部24の操作入力の処理と表示制御
処理とを行う機能とを備えている。操作表示部24は制
御盤の前面部に設けられ、図2に示すように電源表示灯
31と、ポンプ停止表示ランプ32と、各給水ポンプ7
A、7Bに対応して設けられ夫々の運転表示を行う表示
ランプ33A,33Bと、各給水ポンプ7A,7Bの故
障を表示する故障表示ランプ34A,34Bと、流入側
圧力の低下によるポンプ停止中、点滅表示する表示ラン
プ35と、流入側圧力が後述する開始基準値より低下
し、副設定圧による制御運転が行われている時に点滅表
示する表示ランプ36と、充満空気検出器25が空気を
検知して運転中の給水ポンプ7A又は7Bを停止し、空
気排出電磁弁26を動作させて排気中に点滅する表示ラ
ンプ37とを備えるとともに、運転モードスイッチSW
aと、主機切換スイッチSWbとを備えている。
【0022】両スイッチSWa,SWbは何れも3連の
押釦スイッチで構成され、1つの押釦スイッチを操作す
ると、他の押釦スイッチが機械的に復帰するようになっ
ており、運転モードスイッチSWaは「試験」「切」
「自動」の切り換えを行うもので「試験」が選択されて
いる時にはポンプの運転条件が揃っていれば、主機切換
スイッチSWbで選択された方を運転出力し、「切」が
選択されている場合には両ポンプ7A,7Bの運転を禁
止し、「自動」選択時には、ポンプ運転条件が揃ってい
れば、主機切換スイッチSWbで選択された給水ポンプ
7A又は7Bを運転出力する。何れのモードも選択され
ていない状態では運転モードは「切」となる。
【0023】主機切換スイッチSWbは給水ポンプ7A
に対応する「No1」と、「自交」と、給水ポンプ7B
に対応する「No2」とを選択できるもので、「自交」
を選択しているときには給水ポンプ7A,7Bの運転は
1回毎に交互に切り換えて行われ、ポンプ運転中に故障
発生時には、他方のポンプに運転を切り換えるバックア
ップが行われ、更に後述する単独運転設定中の継続運転
時に、強制切り換え機能による自動切り換え運転が可能
となり、更にまた並列運転設定中には2台同時運転が可
能となる。「No1」「No2」の何れかを選択してい
る時には、選択された側のみに運転可能となる。
【0024】これらスイッチSWa,SWbの選択状態
を示すために夫々の押釦に併設されるように表示ランプ
1 〜L6 を設けてあり、選択状態を表示されるように
なっている。操作表示部24の両スイッチSWa,SW
bの操作状態は盤内の信号線を介して制御部14の中央
処理装置18に運転指令として取り込まれることにな
る。また各表示ランプ32〜35及びL1 〜L6 の点灯
は制御部14の中央処理装置18から信号線を伝送され
る制御信号によって制御される。
【0025】操作表示装置23は図3に示すように制御
部14の本体ケース44の表面に設けられており、数値
記号を表示する7セグメントの数値記号表示LEDを4
桁分備えた表示器37と、動作状態をモニタ表示する表
示ランプ381 ,382 、391 ,392 、40、41
1 ,412 と、表示器37の表示内容の切り換えと設定
データの変更操作とを行う表示切り換え用の押釦スイッ
チ42と、リセット用押釦スイッチ43と,上述した単
独運転設定と並列運転設定とを行うスイッチ40等を備
えており、表示器37、表示ランプ381 ,382 、3
1 ,392 、40、411 ,412 の制御は中央処理
装置18によって行われ、また中央処理装置18は押釦
スイッチ42の操作に応じて表示器37の表示制御とと
もに給水ポンプ7A,7Bの運転制御に関わる設定デー
タを取り込み、例えばEEPROM45(例えば磁気カ
ードやメモリカード等の他の記憶装置でもよい。)に書
込んで保持する。
【0026】また中央処理装置18はリセット用押釦ス
イッチ43が操作されると、ポンプ故障時に記憶してあ
る故障情報と故障処理状態を解除するようになってお
り、正常な状態でこのリセット用押釦スイッチ43が操
作されても正常に動作を継続する。尚リセット用押釦ス
イッチ43は両ポンプ7A,7Bの故障状態を同時にリ
セットすることができる。
【0027】更にまた中央処理装置18は、上記スイッ
チ40が単独運転側に設定されている場合において電源
投入があると、この設定された運転を行い、後述する継
続運転時強制切り換え機能で両ポンプ7A,7Bを同時
運転する場合以外には、1台の給水ポンプを運転して水
圧制御を行う。並列運転側に設定されている場合におい
て電源投入があると、この設定された運転を行い、何れ
かの給水ポンプ7A又は7Bの運転制御時に、吐出側圧
力センサ13Bの検出値が後述する目標設定圧SV未満
の状態が所定時間継続した場合に、他方の給水ポンプ7
B又は7Aを並列運転する。この際に他方の給水ポンプ
7B又は7Aを最低出力で運転させている時に目標設定
圧SVから一定値以上の値が所定時間継続した時には他
方の給水ポンプ7B又は7Aの運転を停止させる。
【0028】次に本実施例の動作を以下説明する。予め
使用者により押釦スイッチ42を用いてEEPROM4
5に吐出側目標設定圧SVを決める主設定値MAIN、各種
の基準値Ps1 ,Ps2 等給水ポンプ7A,7Bの運転
制御に必要な諸設定データを予め設定してある状態で、
電源投入を行うと、この電源投入に基づいて制御部14
では電源部(図示せず)より各部に電源が供給され、ま
ず中央処理装置18は図4に示すように初期処理を経た
後、各サブルーチンの処理を例えば1秒間隔で行う動作
に入る。この場合操作表示部24に対する監視制御を行
う盤内伝送と、故障時処理と、操作表示装置23の監視
制御とを例えば930ms経過するまで繰り返して行
い、930msを越えて残り70msの間にA/D入力
処理、PID制御、停止制御、並列運転制御、強制切換
制御、ポンプ故障処理、強制起動制御、空気排出制御の
サブルーチン処理を行うのである。
【0029】盤内伝送では、操作表示部24の各スイッ
チSWa,SWbの状態をチェックするとともに、表示
ランプL1 〜L6 の点灯を制御する信号及び各表示ラン
プ32乃至36の点灯を制御する信号を操作表示部24
へ送る。また故障時処理ではポンプ故障のサブルーチン
で、サーモスイッチ(図示せず)の動作信号c、d、サ
ーマルリレー16A,16Bの動作信号f,f’及び各
インバータ装置15A,15Bの故障検出スイッチ(図
示せず)の信号g,g’を入力回路22を介して取り込
み、故障発生と判断された場合にその対処処理を行う。
更に操作表示装置23の監視制御では、上記故障検出
や、盤内伝送時のチェックに対応したモニタ表示や、ス
イッチ入力の監視を行う。
【0030】ここで各部が正常であり、且つ運転モード
スイッチSWaにおいて「切」状態に選択されている場
合には、何れの給水ポンプ7A,7Bも運転されていな
いため、表示ランプ32が点灯され、また操作表示装置
24の各表示ランプ32乃至36も消灯した状態にあ
る。また初期処理時においては中央処理装置18は予め
設定されたEEPROM45に書き込みされている主設
定値MAINを、後述する副設定値SUBにセットする。
【0031】次に運転モードスイッチSWaが例えば
「自動」に選択され、主機切り換えスイッチSWbが
「自交」に選択された状態となると、中央処理装置18
は盤内伝送において、これら状態を読み取って給水ポン
プ7A,7Bの運転制御を開始する。この際圧力センサ
13Aが検出する流入側圧力PINの値が吐出側目標設定
圧SVを一定値以上越えている場合や、流量スイッチ5
がオフされ、末端給水器具50への給水量が一定値以下
の場合のように給水ポンプ7A,7Bの運転を必要とし
ない状態かどうかを判定し、運転を必要とする状態と判
断された時には例えば給水ポンプ7Aの駆動するインバ
ータ装置15Aに対応する電磁開閉器20Aをオンす
る。
【0032】電磁開閉器20A(20B)を用いるのは
インバータ装置15A(15B)での電力消費を少なく
するためであり、給水ポンプ7A(7B)を運転する必
要のあるときに中央処理装置18が図5(a)に示すよ
うに出力回路19を通じて電磁開閉器20A(20B)
を閉極させてインバータ装置15A(15B)に入力電
源を接続し、一定時間経過後にインバータ装置15A
(15B)に動作指令として出力周波数、出力電圧を制
御する信号を与える。また給水ポンプ7A(7B)の運
転を停止させるためにインバータ装置15A(15B)
の出力をオフする際、中央処理装置18は図5(b)に
示すようにまずインバータ装置15A(15B)に対し
て出力をオフする指令を与え、インバータ装置15A
(15B)の動作が停止した後、電磁開閉器20A(2
0B)を開極させ、インバータ装置15A(15B)へ
の入力電源を遮断するようになっている。
【0033】さてインバータ装置15Aが動作して、給
水ポンプ7Aの運転制御が開始されると、中央処理装置
18はPID制御のサブルーチンにおいて、主設定値MA
INがセットされた目標設定圧SVに圧力センサ13Bの
検出圧力、つまり吐出側圧力Pdがなるようにインバー
タ装置15Aの出力周波数、出力電圧の制御を行う。と
ころで起動時など出力オフ状態から出力オン状態に移行
する場合、吐出側圧力Pdが目標設定圧SVに比べて低
い状態或いは高い状態にあればPID演算による制御を
いきなり行うと、起動から目標設定圧SVに到達するま
での時間がかかるため、図6のフローチャートに示すよ
うにまず吐出側圧力Pdが最大目標設定圧SV+αより
大きいか或いは最小目標設定圧Psv−β未満なのかを
判定する。
【0034】まず吐出側圧力Pdが最大目標設定圧SV
+αより大きい場合にはポンプ運転を必要としないた
め、出力=0(実施例では0としているが0近傍でも勿
論良く、特に0には限定されない)としポンプ運転を停
止しPID演算による制御を停止状態とする。また吐出
側圧力Pdが最小目標設定圧SV−βである場合には中
央処理装置18はインバータ装置15Aに対して100
%の出力(実施例では100%としているが100%近
傍の出力でも良く、100%に限定されない)に対応す
る出力周波数及び電圧を設定して、PID演算の制御を
停止する。この際吐出側圧力Pdは図7に示すように目
標設定圧SVに向かって急速に上昇する。このようにし
てPID演算による制御の停止時にはPIDフラグをオ
フとする。また吐出側圧力Pdが最小目標設定圧SV−
β乃至最大目標設定圧Psv+αの範囲にあればPID
演算による制御が可能となりPIDフラグをオンする。
以後出力オン状態下ではPIDフラグをチェックして上
記のようにオン状態にあればPID演算による制御を行
い、PIDフラグがオフであれば、上記の吐出側圧力P
dが最小目標設定圧SV−β乃至最大目標設定圧Psv
+αの範囲内に入るまで上記の処理を繰り返す。PID
制御が行われると、インバータ装置15Aを制御して給
水ポンプ7Aの吐出側圧力Pdが目標設定圧SVに収束
するように給水ポンプ7Aを運転する。
【0035】以上のようにしてPID演算による制御に
よって給水ポンプ7Aの吐出側圧力Pdは目標設定圧S
Vに制御されることなるのである。ここで目標設定圧S
Vは、圧力センサ17Aが検出する流入側圧力PINの圧
力値に応じて可変されるようになっている。この目標設
定圧SVの設定を示すのが図8のフローチャートであ
る。
【0036】この場合、配水管1の水圧が低下して他の
ビルの給水に影響を与えるのを防ぐために流入側圧力P
INの開始基準値Ps1 を定めており、中央処理装置18
は流入側圧力PINと開始基準値Ps1 との比較を行い、
その比較結果に応じて目標設定圧SVに副設定値SUB
をセットするようになっている。つまり、中央処理装置
18は、図8に示すように電源投入後の最初の運転開始
(コールドスタート)のときには副設定値SUBに主設
定値MAINをセット(SUB=MAIN)するが、電源投
入後の最初の運転開始でない場合には前回の運転中にE
EPROM45に書き込んで記憶してある最終副設定値
Mを副設定値SUBにセット(SUB=M)する。
【0037】次に、流入側圧力PINが開始基準値Ps1
を越えていれば、タイマ値T1 に0を代入して、所定時
間Ts1 (>0)と比較する。当然T1 <Ts1 である
から、次において目標設定圧SVに副設定値SUBがセ
ットされて動作しているのかどうかを判定する。ここで
は主設定値MAINによって動作しているので、副設定値S
UBの値が主設定値MAIN以上(SUB>MAIN)にあ
るのかどうかの判定処理に飛ぶ。この場合上記のように
副設定値SUBに主設定値MAINがセットされているか
ら、最終副設定値Mとして現在の副設定値SUBをEE
PROM45に書込み記憶する。
【0038】このようにして流入側圧力PINが開始基準
値Ps1 を越えている間は上記の処理を繰り返して行う
のであるが、流入側圧力PINが開始基準値Ps1 以下と
なれば、タイマ値T1 に一定時間ΔT1 を加算し、タイ
マ値T1 が所定時間Ts1 を越えるまで上記の処理を繰
り返して行う。つまり所定時間Ts1 以上流入側圧力P
INが開始基準値Ps1 以下を継続するかどうかを監視
し、所定時間Ts1 を越えた時点で現在の制御動作が主
設定値MAINにセットされている目標設定圧SVに基づく
ものかどうかを判定する。ここでは主設定値MAINにセッ
トされている目標設定圧SVに基づくものあるから、中
央処理装置18は、目標設定圧SVに副設定値SUBを
セット(SV=SUB)するとともに、タイマ値T1
0にリセットする。
【0039】そして次に目標設定値SVに副設定値SU
Bがセットされている動作であるため、復帰基準値Ps
2 (Ps1 以上の値に設定される)と流入側圧力PIN
の比較を行う。ここで復帰基準値Ps2 より流入側圧力
INが大きくなった場合にはタイマ値T2 に一定時間Δ
2 を加算して上記の処理を所定時間Ts2 を越えるま
で繰り返して行う。つまり流入側圧力PINが開始基準値
Ps1 を越えて復帰基準値Ps2 を越えている時間が所
定時間Ts2 を越えるまで継続するかどうかを監視し、
所定時間Ts2 を越えるまで継続した場合には現在の副
設定値SUBに一定値ΔSUB2 を加算して、副設定値
SUBにセット(SUB=SUB+ΔSUB2 )し、タ
イマ値T2 を0にリセットする。そして新たにセットさ
れた副設定値SUBと主設定値MAINとを比較し、副設定
値SUBが主設定値MAINを越えている場合には、初期時
と同様に副設定値SUBとして主設定値MAINをセット
(SUB=MAIN)し、また目標設定圧SVに主設定
値MAINをセット(SV=MAIN)し、最終副設定値M
として現在の副設定値SUBをEEPROM45に書込
み記憶する。上記において副設定値SUBが主設定値MA
INを越えていない場合にはその副設定値SUBをEEP
ROM45に書込み記憶する。流入側圧力PINが復帰基
準値Ps2 を越えて上昇して行く過程では副設定値SU
Bが主設定値MAINを越えるまで、一定時間Ts2 の経過
毎に副設定値SUBはΔSUB2 だけ加算されて可変さ
れる。
【0040】尚本実施例では、上述のように復帰基準値
Ps2 は上昇基準値を兼ねた構成となっており、区別を
つけていないが、勿論明確に区分けして動作させてもよ
い。この場合には上昇基準値は復帰基準値以下で且つ後
述の下降基準値以上が条件となる。一方流入側圧力PIN
が開始基準値Ps1 以下のまま継続している場合には、
一定時間Ts1 経過毎に、現在の副設定値SUBから一
定値ΔSUB1 を減算して副設定値SUBにセット(S
UB=SUB−ΔSUB1 )して、副設定値SUBを可
変するのである。
【0041】尚、本実施例では上述したように開始基準
値Ps1 は下降基準値を兼ねた構成となっており、区別
をつけていないが、勿論明確に区分けしてもよい。この
場合には下降基準値は復帰基準値以下で且つ上昇基準値
以下が条件となる。可変された副設定値SUBは、主設
定値MAINと比較された後、EEPROM45に最終副設
定値Mとしてその都度更新記憶されることになる。
【0042】また流入側圧力PINが低下しつづけて行く
場合には、副設定値SUBは最終的には予め決めた最小
副設定値以下には設定されないようになっている。上記
フローチャートにおいて、一定時間Ts2 を0とした場
合には、流入側圧力PINが上昇基準値(復帰基準値Ps
2 )を越えれば副設定値SUBをΔSUBづつ段階的に
上昇させる処理となる。
【0043】また上記フローチャートにおいて、一定時
間Ts1 を0とした場合には、流入側圧力PINが下降基
準値(開始基準値Ps1 )以下になれば副設定値SUB
をΔSUBづつ段階的に下降させる処理となる。ところ
で上記フローチャートで示す動作では、流入側圧力PIN
が上昇基準値(復帰基準値Ps2 )を越えたときに副設
定値SUBに一定値ΔSUBを加算する場合、流入側圧
力PINが上昇基準値(復帰基準値Ps2 )を越えている
時間が所定時間Ts2 継続することを条件としている
が、流入側圧力PINが第2の基準値Ps2 を越える回数
をカウントして一定値以上継続した場合に、副設定値S
UBに一定値ΔSUBを加算するようにしてもよい。
【0044】この動作を示すのが図9のフローチャート
(図8の破線で囲まれた枠内のフローチャートと置き換
える)であり、この場合、まず副設定値SUBの値で目
標設定圧SVがセットされて動作が為されている場合、
まず前回の流入側圧力PINを旧圧力PINOLD とし、今回
の流入側圧力PINをPINNEW とする。そして旧圧力P IN
OLD が上昇基準値(復帰基準値Ps2 )より低く設定し
た基準値Ps2 ’以下で且つ今回の圧力PINNEW が上昇
基準値(復帰基準値Ps2 )よりも大きいかどうかを判
定し、YESであればカウント値Nに1を加え、NOで
あればカウント値Nを0にリセットし、カウント値Nが
所定値Nsよりも大きくなると、副設定値SUBに一定
値ΔSUBを加算し、カウント値Nをリセットする。
【0045】更に流入側圧力の変化に応じて段階的に副
設定値SUBを段階的に変換させる方法としては、図1
0のフローチャートに示す方法でも良い。この場合は、
流入側圧力PINが開始基準値Ps1 以下になれば、次の
基準値Ps1 ’と比較し、これより流入側圧力PINが高
い場合には目標設定圧SVに、第1の副設定値SUB 1
をセット(SV=SUB1 )する。また基準値Ps1
より低い場合には、次の基準値Ps2 ’と比較し、これ
より流入側圧力PINが高い場合には目標設定圧SVに、
第2の副設定値SUB2 をセット(SV=SUB2 )す
る。
【0046】このようにして流入側圧力PINに応じて比
較する基準値を順次Ps1 からPsn’まで切り換え
て、夫々に対応する副設定値SUB1 …を目標設定圧S
Vの値としてセットする。一方流入側圧力PINが回復し
て、開始基準値Ps1 を越え、開始基準値Ps1以上に
設定されている復帰基準値Ps2 を所定時間Ts1 継続
して越えた場合には目標設定圧SVに主設定値MAINの値
をセット(SV=MAIN)する。目標設定圧SVに副
設定値SUBがセットされている場合には中央処理装置
18は移報回路51を通じて外部にそれを知らせ、目標
設定圧SVに主設定値MAINがセットされた場合には移報
回路51の出力をオフする処理を行う。
【0047】上記動作を示すのが図11である。またこ
のようにして流入側圧力PINと各基準値Psn’と比較
して、比較した各基準値Psn’を流入側圧力PINが越
えている場合には対応する各副設定値SUBnを設定
し、最低基準値Psn’よりも流入側圧力PINが下回っ
たときには最低の副設定値SUBn+1 をセットすること
になる。
【0048】上記のように給水ポンプ7A又は7Bが運
転制御されている状態において、中央処理装置18は目
標設定圧SVより一定値低い値で異常水圧Pz1 を常時
設定している。この異常水圧Pz1 は図12のフローチ
ャートに示すように目標設定圧SVのセットされる値が
変化する度にPz1 ,Pz2 ’…というようにその値を
追随変化させる。そして中央処理装置18は吐出側圧力
センサ13Bで検出している吐出側圧力Pdが異常水圧
Pz1 より低くなったかを監視している。
【0049】つまり吐出側圧力センサ13Bで検出して
いる吐出側圧力Pdが異常水圧Pz 1 を下回ると、タイ
マ値T1 をΔT1 づつ増加させていき、その値が所定時
間Tz1 を越えた時に異常信号出力をオンする。同時に
並列運転可能かどうかを判断して並列運転不可であれ
ば、現在停止中の給水ポンプの運転制御を開始し、上記
タイマ値T1 を0にリセットする。このリセット後に、
前から運転している給水ポンプの運転制御を停止する。
中央処理装置18はこの状態をリセット用押釦スイッチ
43が投入されるか電源リセットがかかってリセットさ
れる迄維持し、リセットがかかった場合には上記の異常
信号出力をオフして初期状態に戻る。
【0050】並列運転が可能な場合には、現在運転中の
給水ポンプ7A又は7Bの出力を100%(実施例では
100%としているが、100%近傍であっても良く、
100%には特に限定されるものではない)となるよう
に対応するインバータ装置15A又は15Bを制御する
とともに現在停止中の給水ポンプ7B又は7AのPID
演算による運転制御を開始し、上記タイマ値T1 を0に
リセットする。この後中央処理装置18は圧力センサが
検出する吐出側圧力Pdと異常水圧Pz1 以上に設定さ
れた第2の異常水圧Pz2 とを比較し、吐出側圧力Pd
が異常水圧Pz 2 を越えるかどうかを監視し、越えた場
合にはタイマ値T2 にΔT2 づつを加算し、そのタイマ
値T2 が所定時間Tz2 を越えたときには後で運転を開
始した側の給水ポンプの運転制御を停止し、他方の給水
ポンプをPID演算によって運転制御し、タイマ値T2
を0にリセットするとともに異常信号出力をオフする。
【0051】このようにして異常水圧Pz1 の値を自動
的に目標設定圧SVの変化に追随させ、更に送水異常が
発生しても自動的に停止中の給水ポンプの運転制御を行
うことにより、送水異常を解消して安定した水の供給を
確保する。ところで上記のように給水ポンプ7A又は7
Bの運転制御中において、末端給水器具50側での水使
用が少なくなって一定量以下の流量になると、流量スイ
ッチ5がオフすることになる。この流量スイッチ5がオ
フすると、中央処理装置18はオフ信号eを受けて、動
作中のインバータ装置15A又は15Bに対して動作停
止の指令を与え、給水ポンプ7A又は7Bの運転を停止
させる。この場合給水ポンプ7A,7 B側に逆止弁9
A,9B及びバイパス管路に逆止弁10が設けられてい
るため圧力貯水タンク11側の圧力が配水管1側に開放
されることなく、給水ポンプ7A又は7Bの運転停止後
も、吐出側圧力Pdは目標設定圧SVを維持する。この
ため給水ポンプ7A又は7Bの運転停止後徐々に圧力が
逃げて給水ポンプ7A、7Bが繰り返し運転されてしま
うことはなく、無駄な電力消費を無くすことができる。
また圧力貯水タンク11によりポンプ停止時の急峻な水
圧変動を吸収してウォータハンマー現象による器具損傷
を防ぐことができる。
【0052】尚流量スイッチ5が一定時間オフ状態を継
続した後にポンプ運転を停止するように時延させると、
流量スイッチ5のチャタリング等によるばたつき動作を
防止できる。上記のポンプ運転が停止した状態におい
て、圧力センサ13Bが検出している吐出側圧力Pdが
目標設定圧SVよりも一定値以下に低下すると、流量ス
イッチ5による停止を解除してポンプ運転可能であれば
中央処理装置18は給水ポンプ7A又は7Bを起動させ
るように電磁開閉器20A又は20Bを閉極し、インバ
ータ装置に15A又は15Bに動作指令を与える。
【0053】また中央処理装置18は運転制御中におい
て運転中の一方の給水ポンプ7A又は7Bの駆動時間を
カウントしており、図13に示すようにそのタイマ値T
aが所定時間Tbを越えた場合には他方の給水ポンプ7
B又は7Aに運転を切り換えるようにインバータ装置1
5A,15Bに動作指定を与え、また上記タイマ値Ta
をリセットする。勿論タイマ値Taは両ポンプ7A、7
Bが共に運転停止中であればリセットされる。
【0054】両ポンプ7A、7Bの運転切換を行う場合
には、図14のフローチャートで示すようにまず運転中
の給水ポンプ7A又は7Bを停止させる前に、停止中の
給水ポンプ7B又は7Aに対するインバータ装置13A
又は13Bに対して動作指令を与えて給水ポンプ7B又
は7Aを運転させて同時運転期間を設定し、両出力が互
いに同じとなる過程を経てその後給水ポンプ7Aの動作
を停止させるようにしてもよい。
【0055】この方法としては、具体的には、また図1
5のフローチャートに示すように停止側ポンプをオンさ
せた後、一定時間経過する度に(例えば30秒、40
秒、50秒)、先に運転していたポンプの出力を目標設
定圧SVの1/2,1/4,1/8というように段階的
に下降させ、この下降に伴って後で運転を開始したポン
プの出力を上昇させ、例えば60秒経過時に先に運転し
ていたポンプを停止させる方法がある。
【0056】或いは図14の2台同一出力処理以後の処
理に代えて、図16に示すフローチャートの処理を行な
うと、2台のポンプの同時運転開始後両ポンプの同期が
とれた時点から一定時間Ts後に先に運転していたポン
プを停止させるようになり、滑らかな運転切換が可能と
なる。ところで自動運転中において、給水ポンプ7A,
7Bを停止させた場合には中央処理装置18はその停止
時間Txを図17のフローチャートに基づいてカウント
し、一定時間Txs(例えば6時間)以上継続した時に
は運転可能な給水ポンプ7A又は7Bを強制的に所定時
間Ty(例えば約30秒)だけ運転制御する。この運転
制御中においては吐出側圧力Pdが正常にあるか、即ち
吐出側圧力Pdが上昇しているか又は流入側圧力PIN
の圧力差が上昇しているかを監視するとともにサーマル
リレー16A又は16B等の監視により異常が発生する
かどうかを監視し、吐出側圧力Pdが異常になったり、
或いは運転制御中の給水ポンプ7A又は7Bに異常が発
生した時に運転制御を停止して、移報回路51をオンす
る。この動作は管路に滞留している水を攪拌して水質低
下を予防するとともに、給水ポンプ7A又は7Bの動作
確認のための動作となる。
【0057】尚、図18のフローチャートに示すように
所定時間Tyのカウントの代わりに吐 出側圧力Pdが
所定値Pxを越えたときに運転制御を停止するようにし
ても良い。また図19のフローチャートに示すように、
図18のものにおいて、給水ポンプ7A又は7Bを強制
オンして吐出側圧力Pdが所定値Pxに達するまでの時
間Tx’を計測し、一定時間Txs’と比較すること
で、給水ポンプ7A又は7Bの能力を確保するようにし
ても良い。
【0058】更に、吐出側圧力Pdが所定値Pxを越え
た状態を、図20のフローチャートに示すように時間T
x’をカウントして、時間Tx’が一定時間Txs’に
なるまで継続して運転制御を行い、吐出側圧力Pdの正
常、サーマルリレー16A,16B等の入力正常を更に
確認し、一定時間Txs’後に停止するようにしても良
い。
【0059】本実施例では上記以外の制御としては、流
入側圧力PINが予め設定してある低圧カット値より低い
状態が所定時間継続した場合には、ポンプ運転を禁止し
て、操作表示部23において流入圧低下を表示させる制
御がある。また流入側圧力PINが主設定値MAINより一定
値高く設定してある高圧カット値を一定時間以上継続し
た場合には、低圧カットと同様にポンプ運転を禁止する
制御が行われる。そして流入側圧力PINが低下して主設
定値MAINより一定値低い状態となり、且つポンプ運転が
可能状態であればポンプ運転を再開する制御が行われ
る。
【0060】また流量センサ12はその検出値を用いて
目標設定圧SVを演算設定する際に使用されるものであ
るが、流量センサ12を用いた動作は特に本発明に無関
係なので説明を省略する。更に本実施例ではポンプ制御
に必要なデータ設定及びその表示切換えは操作表示装置
23の押釦スイッチ42の押し操作の時間により中央処
理装置18が判断して行うようようになっており、図2
1は中央処理装置18のその処理動作を示すフローチャ
ートである。
【0061】つまり中央処理装置18はスイッチ入力の
監視を図4のフローチャートに示すように一定時間間隔
で行うのであるが、その都度前回のサイクルでの押釦ス
イッチ42の操作状態をSWold という変数に格納する
とともに、今回の状態の操作状態をSWという変数に格
納し、夫々の変数の内容により押釦スイッチ42の押し
操作があるかどうかを判定し、今回のサイクルで押釦ス
イッチ42の押し操作があればタイマ値Tに一定値ΔT
を加え、今回のサイクルで押釦スイッチ42の押し操作
が無く、前回のサイクルで押釦スイッチ42の押し操作
があった場合には操作タイマ値TINに上記タイマ値Tの
値を入れる。もし前回のサイクルでも押釦スイッチ42
の押し操作がなければタイマ値Tを0にリセットすると
ともに操作タイマ値TINを0にリセットする。そして操
作タイマ値TINが0より大きく一定時間Ts以内であれ
ば、書込みフラグをオンし現在表示器37で表示されて
いるデータDDをEEPROM45に書込み記憶し、表
示されていた項目の設定データとする。この設定後書込
みフラグをオフして表示器37の表示項目を次の表示項
目に切換え、作業変数Tempに現在のデータDDを格
納する。
【0062】操作タイマ値TINが0から一定時間Tsの
範囲以外若しくは上記の作業変数Tempに現在のデー
タDDを格納した後、操作タイマ値TINが所定時間Ts
以上であるかどうかを判定し、もし所定時間Ts以上で
あれば、カウント値Nに1を加算し、そのカウント値N
が所定値Nsを越えているかどうかを判定し、もし越え
て居なければデータDDの値を現在のDDに一定値ΔD
Dを加えた値にする。
【0063】もしカウント値Nが所定値Nsを越えてい
る場合にはデータDDの値を現在のDDに一定値ΔDD
×Nsとする。つまり表示データの値の変化がNs倍に
なって高速表示となる。操作タイマ値TINが所定時間T
sが小さいか、或いは上記のデータDDの内容更新後に
おいて、作業変数Tempの内容が現在のデータDDに
一致するか否かを判定し、一致しない場合には書込みフ
ラグをオンする。このオンした後或いは、一致する場合
には次のスイッチ入力のサイクルまで待機する。
【0064】このようにして押釦スイッチ42の短い時
間の押し操作により表示項目の切換えと、表示されてい
るデータDDを設定データとして記憶させることがで
き、また長時間の押し操作により表示されているデータ
DDの変更ができることになり、使用者は一つの押釦ス
イッチ42の押し操作時間を変えることで、表示項目の
切り換え、表示データDDの変更、表示データDDを設
定データとして記憶させる夫々の操作が行えるのであ
る。
【0065】尚図21のY点に図22に示すフローチャ
ートの処理を挿入して、表示器37の自動消灯を行うよ
うにすれば省エネルギが図れる。つまり図22の場合、
表示器37の表示項目がブランクでない状態において、
押釦スイッチ42の押し操作が無い場合にはタイマ値T
cに一定値ΔTcを加算し、タイマ値Tcが一定時間
(例えば5分)を越える場合には、中央処理装置18は
表示器37を消灯して表示項目をブランクにし、タイマ
値Tcを0にリセットするのである。
【0066】
【発明の効果】請求項1の発明は、給水ポンプの運転制
御中に、吐出側に設けた圧力センサの検出圧力が設定圧
未満で且つ所定時間継続した時に異常信号を出力する制
御手段を備えたので、給水ポンプの送水異常が起きて
も、異常信号を自動的に出力するため、早期に異常に対
する対策が取れるという効果がある。
【0067】請求項2の発明は、複数の給水ポンプを併
設し、何れかの給水ポンプの運転制御中に、吐出側に設
けた圧力センサの検出圧力が設定圧未満で且つ所定時間
継続した時に停止中の給水ポンプを運転制御する制御手
段を備えたので、運転制御中の給水ポンプの送水異常が
起きても、併設している別の停止中の給水ポンプを自動
的に運転して送水が行えるので、安定した水の供給がで
きるという効果がある。
【0068】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、先に運転されている給水ポンプの出力を略全出力に
制御し、後から運転される給水ポンプの制御をPID演
算を用いて行うので、水の供給が確実に安定して行える
という効果がある。請求項4の発明は、給水ポンプの運
転制御中に、吐出側に設けた圧力センサの検出圧力が異
常水圧となると異常信号を出力し、且つ異常水圧の値を
設定圧の変化に応じて可変させる制御手段を備えたの
で、給水ポンプの送水異常が起きても、異常信号を自動
的に出力するため、早期に異常に対する対策が取れ、し
かも異常水圧の設定を自動的に行うため、手動設定に比
べて使い勝手が良くなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の給水制御装置の全体構成図
である。
【図2】同上の操作表示部の構成図である。
【図3】同上の操作表示装置を示すコントローラ本体の
正面図である。
【図4】同上の基本的なフローチャートである。
【図5】同上の電磁開閉器の制御処理を示すフローチャ
ートである。
【図6】同上のPID制御の処理を示すフローチャート
である。
【図7】同上のPID制御の前段階の吐出側圧力の変化
状態説明図である。
【図8】同上の副設定値の可変処理の一例を示すフロー
チャートである。
【図9】同上の副設定値の可変処理の別例の要部を示す
フローチャートである。
【図10】同上の副設定値の可変処理の他例を示すフロ
ーチャートである。
【図11】同上の他例における流入側水圧の変化状態を
示す説明図である。
【図12】同上のポンプ故障時の制御処理を示すフロー
チャートである。
【図13】同上の強制切り換え制御の処理を示すフロー
チャートである。
【図14】同上の強制切り換え制御の別例の処理を示す
フローチャートである。
【図15】同上の強制切り換え制御の他例の処理を示す
フローチャートである。
【図16】同上の強制切り換え制御のその他の例の処理
を示すフローチャートである。
【図17】同上の強制起動制御の処理を示すフローチャ
ートである。
【図18】同上の強制起動制御の別例の処理を示すフロ
ーチャートである。
【図19】同上の強制起動制御の他例の処理を示すフロ
ーチャートである。
【図20】同上の強制起動制御のその他の例の処理を示
すフローチャートである。
【図21】同上のデータ設定の処理を示すフローチャー
トである。
【図22】同上の操作表示装置の表示器の節電処理のフ
ローチャートである。
【符号の説明】
1 配水管 2 給水管 7A,7B 給水ポンプ 13A,13B 圧力センサ 15A,15B インバータ装置 18 中央処理装置
フロントページの続き (72)発明者 福島 政治 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−330127(JP,A) 特開 昭64−84318(JP,A) 実開 昭59−175800(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E03B 11/16 E03B 7/00 E03B 7/07

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上水道の配水管に直結され末端給水器具へ
    の給水管と配水管との間に介在する給水ポンプの吐出側
    に設けた圧力センサが検出する吐出側圧力が設定圧とな
    るように給水ポンプの運転制御を行う給水制御装置にお
    いて、給水ポンプの運転制御中に、吐出側に設けた圧力
    センサの検出圧力が設定圧未満で且つ所定時間継続した
    時に異常信号を出力する制御手段を備えたことを特徴と
    する給水制御装置。
  2. 【請求項2】上水道の配水管に直結され末端給水器具へ
    の給水管と配水管との間に介在する給水ポンプの吐出側
    に設けた圧力センサが検出する吐出側圧力が設定圧とな
    るように給水ポンプの運転制御を行う給水制御装置にお
    いて、複数の給水ポンプを併設し、何れかの給水ポンプ
    の運転制御中に、吐出側に設けた圧力センサの検出圧力
    が設定圧未満で且つ所定時間継続した時に停止中の給水
    ポンプを運転制御する制御手段を備えたことを特徴とす
    る給水制御装置。
  3. 【請求項3】並行運転が可能な状態では、現在運転中の
    給水ポンプの出力を略全出力とするとともに、停止中の
    給水ポンプをPID演算による正誤により運転を開始さ
    せることを特徴とする請求項2記載の給水制御装置。
  4. 【請求項4】上水道の配水管に直結され末端給水器具へ
    の給水管と配水管との間に介在する給水ポンプの吐出側
    に設けた圧力センサが検出する吐出側圧力が設定圧とな
    るように給水ポンプの運転制御を行う給水制御装置にお
    いて、給水ポンプの運転制御中に、吐出側に設けた圧力
    センサの検出圧力が異常水圧となると異常信号を出力
    し、且つ異常水圧の値を設定圧の変化に応じて可変させ
    る制御手段を備えたことを特徴とする給水制御装置。
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