JP3925956B2

JP3925956B2 - Operation method of variable speed feed pump

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Publication number: JP3925956B2
Application number: JP17583796A
Authority: JP
Inventors: 勉高田; 均川口; 進清水
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2016-06-14
Also published as: JPH09126144A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変速給水ポンプの運転方法に係り、特に少なくとも２台の可変速ポンプにより所定の吐出圧力で給水を行う給水装置において、１台目の運転中のポンプに対して２台目のポンプの追加投入及び解列離脱の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、２台の可変速ポンプを用いた給水装置の概略を示す。
水道本管２１よりボールタップ、低位水弁水（図示せず）等で、給水する水を一旦、受水槽１に受け入れる。そして，受水槽１内の水を吸込管２又は３より可変速ポンプ４又は５が吸い込み、ポンプの吐出側に取付けられている各ポンプ毎の逆止弁６又は７、流量検知器８又は９を通過し、集合管１０に導く。吐出集合管１０には圧力タンク１１と圧力発信器１２が取付けられており、吐出集合管１０の出口１３より、集合住宅等の需要先に水が送水される。ポンプ４，５は可変速モータポンプで、集合管１０の圧力が目標圧力となるように、受水槽１から吸い込んだ水を加圧する。
【０００３】
これらのポンプの運転と制御を行っているのが、制御盤１４である。制御盤１４には一次側に商用電源２０が供給され、電動機４又は５に盤より配線１８又は１９を介して、インバータ２２，２３で任意の周波数・電圧に変換した２次側電源を供給している。
【０００４】
また、流量検知器８又は９は流量がゼロ又はゼロに近い少水量を検出する流量検知器であり、その信号は信号線１６又は１７で制御盤１４に送られる。同様に、集合管１０に取り付けられたポンプの吐出口側圧力を検出する圧力発信器１２の信号も信号線１５で制御盤１４に送られる。逆止弁６，７は、ポンプの停止時等に集合管１０側の圧力がポンプ４，５側の圧力よりも高くなった時に、水の逆流を防止するための弁である。圧力タンク１１は、ポンプ停止中の給水管の保圧のため及びポンプ吐出側の圧力変動を少なくするための蓄圧タンクである。
【０００５】
図２は、図１に示す制御盤の構成と外部との接続状態の詳細を示す。制御盤１４には、ポンプ４，５を可変速運転するインバータ２２，２３が内蔵されている。
一次電源入力端子３１が設けられ、各ポンプ毎に漏電遮断機３２又は３３を経由して、可変速手段である周波数変換器（インバータ）２２又は２３が接続され、この可変速手段の２次側より配線１８又は１９でポンプ４又は５に可変周波数・電圧が供給される。
【０００６】
全体の制御を担っている制御基板（ＣＰＵ）３５は、その通信のポートより信号線３６又は３７で各可変速手段２２，２３と結ばれている。制御基板（ＣＰＵ）３５には、外部よりの信号を取り込むための吐出圧力信号取込ポート３８、ＮＯ．１ポンプ用流量検知器及び漏電信号取込ポート３９と、ＮＯ．２ポンプ用流量検知器及び漏電信号取込ポート４０を備えている。操作パネル４１とは通信線４２で接続され、液面計４３には受水槽１及び受水槽２用の電極棒用保持器４４及び４５と接続され、その液面計４３よりの信号を制御基板（ＣＰＵ）３５が取り込んでいる。
【０００７】
図３は、この給水装置の用途を示す。
上述した構成の給水装置５１は、受水槽１に接続され、装置５１の吐出集合管の出口１３は、需要先の例えば集合住宅給水管５２に接続される。この給水管は建屋５４内に入ると、建屋内の各階に給水するため、立管５３に接続される。この立管より各階に横引管５５で給水されるが、この横引管より、各戸に分岐管５６で給水される。
【０００８】
各戸内の給水栓を代表しているのが、給水栓５７である。各戸の給水栓５７には、常時快適に水道水を使用できる水圧が維持されていることが必要である。しかしながら、集合住宅などにおいては、水の使用量は変動が大きく、給水装置側では負荷の変動にかかわらず、常に末端の給水栓側で所要の水圧を維持するように運転しなければならない。このため、負荷が軽い時は、ポンプ１台で可変速運転し、負荷が重くなり１台で間に合わなくなった時には、２台目ポンプを追加投入するようにしている。
【０００９】
このように、各戸内の給水栓に装置の吐出集合管の出口１３は、直接接続され、各戸内での使用水量が本装置２１で供給すべき水量である。
使用水量に応じて、ポンプの運転速度を変化させ、ポンプの性能を変化させることで、使用水量が大きくても小さくても、ポンプの吐出圧力を一定にしている。
【００１０】
この吐出圧力一定制御の運転方法を、図４を用いて説明する。
図４で使用されている記号は、Ｈ１１〜Ｈ１５までは先発ポンプの運転速度を示していると共に、各運転速度Ｈ１１〜Ｈ１５におけるポンプの性能曲線（吐出圧力・水量曲線）を示している。
同様にＨ２３〜Ｈ２５の場合は、追加ポンプの運転速度と共にポンプの性能曲線を示している。図の縦軸が吐出圧力を示し、横軸が水量を示している。点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆを結ぶ直線は、ポンプの吐出圧力を一定（目標圧力）にする設定圧力を示している。
【００１１】
今、使用水量Ｑ１の場合は、ポンプ性能曲線（運転速度）Ｈ１４を必要とし、ポンプの運転点は、水量Ｑ１と設定圧力との交点ｂになる。この運転状態から使用水量Ｑ２に増加した場合は、目的とする圧力を保持するために、ポンプの運転速度を上昇させ、ポンプ性能曲線Ｈ１３にする必要がある。このポンプ性能であれば、使用水量Ｑ２時、ポンプの運転点は、ポンプ曲線Ｈ１３と水量Ｑ２の直線との交点ｃとなり、圧力は設定圧力を保持できる。このように、吐出圧力が設定圧力より低くなると、ポンプの運転速度を上昇させ、吐出圧力が設定圧力より高くなると、ポンプの運転速度を低下させ、使用水量が変化しても、吐出圧力が常に、設定（目標）圧力を保持できるように制御されている。
ポンプが１台の範囲は、この方法で、ポンプ吐出圧力を設定圧力に保持できる。
【００１２】
しかし、１台のポンプの最大性能は、ポンプ性能曲線Ｈ１１で、設定圧力での最大水量はＱ１である。使用水量が水量Ｑ１より大きい水量Ｑ４になるとその運転点はポンプ性能曲線Ｈ１１と水量Ｑ４の直線との交点ｆ１で、設定圧力より低くなる。このような場合は、ポンプをもう１台運転させ、ポンプ性能曲線Ｈ１１での不足水量分（Ｑ４−Ｑ１）＝ΔＱを補う必要がある。ポンプを１台から２台にするタイミングは、一般的には、ポンプが最大運転速度であることを、一定時間確認し、２台目のポンプをポンプ性能曲線Ｈ２４で運転させ、不足水量分（Ｑ４−Ｑ１）＝ΔＱを補っている。
【００１３】
この場合のポンプ運転は、ポンプ性能曲線Ｈ１１とポンプ性能曲線Ｈ２４との並列運転で、使用水量Ｑ４の直線と並列運転の曲線Ｈ１１＋Ｈ２４の曲線との交点ｆとなり、圧力は設定圧力が保持される。
【００１４】
すなわち、必要水量Ｑ４は、１台のポンプがポンプ性能曲線Ｈ１１でＱ１を送水して、追加投入したポンプがポンプ性能曲線Ｈ２４でΔＱを送水することで、満たされている。
逆に使用水量が、少なくなり、使用水量が水量Ｑ１以下となる場合は、ポンプ性能曲線Ｈ１１からＨ１５で設定圧力を保持できるので、追加投入したポンプは、ポンプ性能曲線Ｈ２５以下となる。
【００１５】
このポンプ性能曲線Ｈ２５は、送水量がゼロで圧力が設定値になっているので、ポンプは締切状態である。この、ポンプ性能曲線Ｈ２５の吐出側の水量を流量検知器８又は９で検出し、ポンプの運転台数を２台より１台にする。以上が従来例の２台目ポンプの追加・解列の運転方法である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このポンプの追加投入及び解列離脱の方法では、１台のポンプの最大許容水量Ｑ１近傍以外では、制御が安定するが、最大許容水量Ｑ１近傍では、次のような不具合が発生する。
【００１７】
図５は、１台のポンプの最大許容送水量Ｑ１近傍のポンプ性能曲線を示す。ポンプ性能曲線Ｈ１１と、追加投入したポンプ性能曲線Ｈ２４との並列運転状態を示し、使用水量Ｑ１＋Δｑは、１台目のポンプがポンプ性能曲線Ｈ１１で水量Ｑ１を、２台目のポンプがポンプ性能曲線Ｈ２４で水量Δｑを送水している。
【００１８】
今、流量検知器８又は９の検知量がΔｑであると、この運転状態（使用水量Ｑ１＋Δｑ）で運転が継続されていると、流量検知器８又は９が少水量Δｑを検知するので、ポンプの運転台数が２台より１台になる。
このように、ポンプの追加投入が水量Ｑ１で行われ、ポンプの解列が水量Ｑ１′＝Ｑ１＋Δｑとなる。図５より、追加・解列水量の大小関係は、
追加水量Ｑ１＜解列水量Ｑ１′（＝Ｑ１＋Δｑ）
で、使用水量が（追加水量Ｑ１）〜（解列水量Ｑ１′＝Ｑ１＋Δｑ）の間では、ポンプが１台又は２台のいずれかとなり、常にポンプが１台と２台、すなわち、追加と解列が繰り返され、いわゆる追加・解列のインチングが生じることとなる。
【００１９】
この状態を避けるために、図６に示すポンプの追加・解列の方法が考案されている。
これは、ポンプ性能曲線Ｈ２４′で２台目ポンプを解列するのでなく、この性能曲線より若干性能が良くなるポンプの運転速度（Ｈ２４′＋ΔＨ）を下限運転速度とし、これ以下では運転ができないようにする。このようにすると、ポンプ２台の場合の性能はポンプ性能曲線Ｈ１１とポンプ性能曲線（Ｈ２４′＋ΔＨ）とが連結されたものとなる。ポンプ性能曲線Ｈ２４′＋ΔＨの吐出量が流量検知器８又は９の検知量Δｑになる水量は、Ｑ１′である。
【００２０】
こうすることで、ポンプの追加水量は水量Ｑ１で、解列水量は水量Ｑ１′となり、
追加・解列水量の大小関係は、
追加水量Ｑ１＞解列水量Ｑ１′
で、前記のような追加・解列のインチングが生じることはない。
【００２１】
しかしながら、２台目ポンプの運転速度の下限が（Ｈ２４′＋ΔＨ）になるため、図６に示すように、水量Ｑ１′から水量Ｑ１″の間は、吐出圧力はポンプ性能曲線（Ｈ２４′＋ΔＨ）の圧力となるので、吐出圧力は圧力設定値を越えてしまい、吐出圧力が常に一定とはならないという問題がある。
【００２２】
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、ポンプ１台の最大許容運転速度近傍で、インチングを起こすことなく、又、圧力変動を起こすことなく、スムーズに２台目のポンプの追加及び解列を行うことができる可変速給水装置の運転方法を提供することを目的とする。
【００２３】
また、ポンプ流入側に受水槽を備えず、水道等の配水管が直接ポンプ流入側に接続された、いわゆる直結型の可変速給水装置においても、スムーズに２台目のポンプの追加及び解列を行うことができる可変速給水装置の運転方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明の可変速給水装置の運転方法は、少なくとも２台の可変速ポンプを備え、各ポンプの吐出口より集合管に導き、該集合管より送水して給水する可変速給水ポンプの運転方法において、第１のポンプの運転速度が、設定されている許容最大運転速度を、予め定められている設定時間以上継続した場合に、第２のポンプを追加投入すると共に、第１のポンプの運転速度を許容最大運転速度より小さい運転速度で固定し、第２のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御し、第２のポンプの吐出水量が小さくなり、第２のポンプの吐出側に取付けられている少水量検知器が予め定められている一定時間の間中動作した場合に、第２のポンプの運転を停止させると共に、第１のポンプの運転速度の固定を解除し、第１のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御することを特徴とする。
【００２５】
又、本発明の可変速給水装置の運転方法は、前記第２のポンプの追加投入後に、第２のポンプの運転速度が、許容最大運転速度を予め定められている設定時間以上継続した場合に、第２のポンプの運転速度を許容最大運転速度に固定し、第１のポンプの運転速度の許容最大運転速度より若干小さい運転速度の固定を解除し、第１のポンプの運転速度を変化させてポンプの吐出圧力を目標圧力に制御し、第１のポンプの運転速度が、所定の運転速度以下に低下して、予め定められている時間以上継続した場合に、第２のポンプの運転速度の許容最大運転速度の固定を解除し、第２のポンプの運転速度を変化させ、ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御すると同時に、第１のポンプの運転速度を前記許容最大運転速度より若干小さい運転速度に再び固定することを特徴とする。
【００２６】
又、本発明の可変速給水装置の運転方法は、前記第１のポンプと第２のポンプが同じ容量及び特性を有し、前記第２のポンプの追加投入後に、第２のポンプの運転速度が、許容最大運転速度を予め定められている設定時間以上継続した場合に、前記第１のポンプの運転速度の許容最大運転速度より若干小さい運転速度の固定を解除し、第１のポンプと第２のポンプによる揃速で変化させ、前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御し、揃速運転のポンプの運転速度が、所定の運転速度以下に低下して、予め定められている時間以上継続した場合に、第１のポンプと第２のポンプによる揃速運転を解除し、第１のポンプの運転速度を前記最大許容運転速度より若干低い速度で再び固定し、第２のポンプの運転速度を変化させ、ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御することを特徴とする。
【００２７】
又、前記運転速度は、ポンプの流入側圧力値がゼロにおけるポンプの任意の運転速度Ｖと締切圧力Ｐo との関係式
Ｐo ＝Ｆ（Ｖ）
を基本とし、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプの運転を制御する運転速度Ｖn を、流入圧力Ｐｓに応じて式
Ｖn′＝（（Ｆ（Ｖn ）−Ｐs ）／Ｆ（Ｖn ））^1/2×Ｖn
で補正することを特徴とする。
【００２８】
又、前記ポンプの運転を制御する補正された運転速度Ｖn′は、２台のポンプの並列運転を行う際に、運転中の１台のポンプに対して２台目のポンプを追加投入する際に用いられるもので、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプ追加投入の設定速度Ｖn を、前記式に従って補正した速度Ｖn′に達したならば２台目のポンプを追加投入させることを特徴とする。
【００２９】
又、前記ポンプの運転を制御する補正された運転速度Ｖn′は、前記２台のポンプが並列運転しており、そのうちの１台のポンプを解列する際に、前記流入圧力値がゼロにおけるポンプ解列の設定速度Ｖn を、前記式に従って補正した速度Ｖn′で解列を行うことを特徴とする。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の各実施例について説明する。
【００３１】
本発明の第１実施例のポンプの追加・解列方法を図７に示す。
１台目のポンプが最大運転速度Ｈ１１（ポンプ性能曲線Ｈ１１）になり、所定の一定時間が経過すると、２台目ポンプが追加運転となる。この時、最大運転速度より若干低めの運転速度（Ｈ１１Ａ＝Ｈ１１−ΔＨ）に１台目ポンプの運転速度を固定する。２台目ポンプが追加となる水量Ｑ１のままの状態でも、追加ポンプの性能はポンプ性能曲線Ｈ２４の状態になる。この時の各ポンプの送水量は、ポンプ性能曲線Ｈ１１Ａは水量Ｑ１１で、ポンプ性能曲線Ｈ２４は水量Ｑ１２である。ここで、ポンプ性能曲線Ｈ２４の水量Ｑ１２は、流量検知器８又は９の検知少水量Δｑより大きい水量であることが必要である。水量が更に増大した場合には、１台目ポンプは運転速度Ｈ１１Ａ、水量Ｑ１１での運転を継続して、追加された２台目ポンプが設定圧力で運転速度を増減することによりＱ１１を超えた水量を供給する。
【００３２】
ポンプ２台の並列運転状態で、使用水量が減少し、水量Ｑ１より水量Ｑ１′になると、図７より、追加したポンプはポンプ性能曲線Ｈ２５で、このポンプの吐出量は流量検知器８又は９の少水量検知量Δｑになり、一定の時間経過後に、ポンプの並列運転が解列され、追加されたポンプの運転が停止し、同時に１台目ポンプの速度固定が解除され、ポンプ性能曲線Ｈ１１′となる。
【００３３】
このような運転方法によれば、追加水量Ｑ１と解列水量Ｑ１′の大小関係が、
追加水量Ｑ１＞解列水量Ｑ１′
となり、追加・解列にはインチングが生じなく、吐出圧力は、使用水量がどのような状態でも、常に、ほぼ設定圧力に保たれる。
【００３４】
図８は、ポンプの追加・解列時の水量と圧力の変動を示す。各ポンプに可変速手段であるインバータ２２又は２３が接続されているために、ポンプの運転速度をそれぞれ独立して各インバータに指示できる。このため、追加時と解列時の吐出圧力の過渡特性は図８に示されるように、特に追加時の圧力の応答は、追加されるポンプによる圧力上昇分と当初から運転されているポンプの運転速度を減じることによる圧力の低下分が相殺され、圧力変動がほとんどない。また、解列時の圧力変動も、追加ポンプはただ停止するだけであり、その不足分を当初のポンプが運転速度Ｈ１１Ａよりほんの少し上昇させて運転速度Ｈ１１′にするだけであるので、この結果による圧力低下とそれによる制御系のオーバーシュートによる圧力上昇は極めて小さい。
【００３５】
図９は、ポンプ２台並列運転時の最大性能曲線を示す。
図７に示す実施例では、追加後に１台のポンプを最大定格値の運転速度より若干低めに運転速度を固定しているので、図９に示されるように、２台の並列時の最大能力は、ポンプ性能曲線Ｈ１１Ａ＋ポンプ性能曲線Ｈ２１となり送水可能な最大水量はＱ３である。しかしながら、２台とも最大定格の運転速度で運転される場合には、ポンプ性能曲線Ｈ１１＋ポンプ性能曲線Ｈ２１となり最大水量Ｑ４である。このように、図７に示した本発明の第１実施例による運転方法は、２台運転時の最大水量はポンプが持っている性能水量Ｑ４より性能水量Ｑ３に減少してしまう。
【００３６】
これを改良したものが、本発明の第２の発明である。即ち、ポンプ性能曲線Ｈ１１Ａとポンプ性能曲線Ｈ２１に達した場合は、１台のポンプの固定運転速度Ｈ１１Ａを解除し、他のポンプ性能曲線Ｈ２１を固定し、１台のポンプの運転速度をＨ１１Ａ〜Ｈ１１の範囲で制御する。従って、最大ポンプ運転速度が２台とも最大の運転速度Ｈ１１と最大の運転速度Ｈ２１となるので、図９のようにポンプの能力を最大限に使用することができる。
【００３７】
この本発明の第２実施例の運転方法による各ポンプの動作を図１０に示す。
第１のポンプが、吐出圧力を制御し、最大運転速度Ｈ１１に達すると、第２のポンプが追加投入される。この第２のポンプの追加後は、第１のポンプは固定速Ｈ１１Ａで運転される。さらに水量が増大し、第２のポンプが最大運転速度Ｈ２１に達すると、固定速で運転されていた第１のポンプ（ポンプが運転速度Ｈ１１Ａで運転）が解除され、同時に第２のポンプが最大運転速度Ｈ２１の固定速に固定され、制御の対象ポンプが第１のポンプに移り、吐出圧力の制御はこの第１のポンプで実行される。従って、第１のポンプ、第２のポンプの両方共、その能力をフルに発揮することができ、最大水量をＱ４とすることができる。
【００３８】
使用水量が減少し、第１のポンプの運転速度Ｈ１１Ａより低めの運転速度Ｈ１１Ｂに達すると、第１のポンプは固定速Ｈ１１Ａに再び固定され、第２のポンプの固定速Ｈ２１が解除され、この第２のポンプにて再び吐出圧力の制御が実行される。
【００３９】
尚、同じ容量、性能のポンプを複数台運転する場合は、第１のポンプがポンプ性能曲線Ｈ１１Ａで固定され、第２のポンプがポンプ性能曲線Ｈ２１に達した場合は、第１のポンプの固定運転速度Ｈ１１Ａを解除し、第１のポンプと第２のポンプによる揃速で、第１のポンプと第２のポンプの運転速度をＨ１１Ａ〜Ｈ１１の範囲で制御することで、最大ポンプ運転速度が２台ともそれぞれ最大の運転速度Ｈ１１と最大の運転速度Ｈ２１となるので（揃速運転であるので同じ運転速度になる、即ちＨ１１＝Ｈ２１）、図９に示すようにポンプの能力を最大限に使用することができる。
【００４０】
この本発明の第３実施例の運転方法を図１１に示す。
第１のポンプが、吐出圧力を制御し、最大運転速度Ｈ１１に達すると、第２のポンプが追加運転させる。この第２のポンプの追加後は、１台のポンプは、若干速度を下げた固定速Ｈ１１Ａで運転される。さらに水量が増大し、第２のポンプが最大運転速度Ｈ１１に達すると、固定速で運転されていた第１のポンプ（運転速度Ｈ１１Ａで運転）の速度固定が解除され、第１のポンプと第２のポンプが揃速で制御される。つまり、速度制御の対象ポンプが第１のポンプと第２のポンプの双方に移り、吐出圧力の制御は第１のポンプと第２のポンプの揃速で実行される。
【００４１】
使用水量が減少し、双方のポンプが運転速度Ｈ１１Ａに達すると、第１のポンプと第２のポンプの揃速での制御が解除され、第１のポンプは再び固定速Ｈ１１Ａに固定され、第２のポンプにて再び吐出圧力の制御が実行される。
【００４２】
尚、以上の実施例はポンプが２台の場合について説明したが、ポンプが３台の場合にも、本発明の趣旨が同様に適用できるのは勿論のことである。又、ポンプの運転速度を可変速する手段として、インバータを用いた例について説明したが、その他の可変速手段であっても同様に本発明の趣旨が適用可能である。
【００４３】
又、以上の実施例は受水槽から給水する流入側圧力がゼロの場合の可変速給水装置についてのものであるが、水道等の配水管から直接加圧給水するいわゆる直結型の給水装置についても同様に本発明の趣旨が適用可能であり、以下にその実施例を説明する。
【００４４】
１台運転時のポンプのフロースイッチが「開」の状態（水が流れている状態）で、運転速度がポンプの最大速度Ｖｎ’(ｍａｘ)に達して３秒間継続したら、２台目ポンプの追加投入を行う。ここで１台目ポンプの最大速度Ｖｎ’(ｍａｘ)は、流入圧力がゼロの時の最大速度Ｖｎ(ｍａｘ)、及び切換時の流入圧力Ｐｓに対して、
Ｖｎ’(ｍａｘ)＝（（Ｆ（Ｖｎ(ｍａｘ)）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ(ｍａｘ)））^1/2× Ｖｎ(ｍａｘ)
の演算により換算したものである。
【００４５】
２台目ポンプを追加投入すると、１台目ポンプは最大速度の９５％の速度（例えば最大速度を６０Ｈｚとすると５７Ｈｚ）に固定し、２台目ポンプを可変速運転する。
ここで９５％の速度Ｖｎ’(９５％)は、流入圧力がゼロの時の最大速度Ｖｎ(９５％)、及び切換時の流入圧力Ｐｓに対して、
Ｖｎ’(９５％)＝（（Ｆ（Ｖｎ(９５％)）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ(９５％)））^1/2× Ｖｎ(９５％)
の演算により換算したものである。
【００４６】
更に使用水量が増加して２台目ポンプの運転速度が最大速度Ｖｎ’(ｍａｘ)に達したら、１台目ポンプと２台目ポンプとを同一速度で運転する揃速運転に切換る。ここで２台目ポンプの最大速度Ｖｎ’(ｍａｘ)は、流入圧力がゼロの時の最大速度Ｖｎ(ｍａｘ)、及び切換時の流入圧力Ｐｓに対して、
Ｖｎ’(ｍａｘ)＝（（Ｆ（Ｖｎ(ｍａｘ)）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ(ｍａｘ)））^1/2× Ｖｎ(ｍａｘ)
の演算により換算したものである。
【００４７】
その後、使用水量が減少して揃速運転時の運転速度が最大速度の９２％（例えば最大速度を６０Ｈｚとすると５５Ｈｚ）に達したならば、１台目ポンプの運転速度を９５％の速度に固定し、２台目ポンプが可変速運転となる。
ここで９５％の速度Ｖｎ’(９５％)は、流入圧力がゼロの時の９５％速度Ｖｎ(９５％)、及び切換時の流入圧力Ｐｓに対して、
Ｖｎ’(９５％)＝（（Ｆ（Ｖｎ(９５％)）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ(９５％)））^1/2× Ｖｎ(９５％)
の演算により換算したものである。
【００４８】
更に使用水量が減少して可変速運転中の２台目ポンプのスロースイッチが「閉」（少水量状態）となり、その状態が３秒間経過したならば、２台目ポンプを解列離脱させ、１台目ポンプを可変速運転する。
【００４９】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明は、第１のポンプの運転速度が、設定されている許容最大運転速度を、予め定められている設定時間以上継続した場合に、第２のポンプを追加投入すると共に、第１のポンプの運転速度を許容最大運転速度より若干小さい運転速度で固定し、第２のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御し、第２のポンプの吐出水量が小さくなり、第２のポンプの吐出側に取付けられている少水量検知器が予め定められている一定時間の間中動作した場合に、第２のポンプの運転を停止させると共に、第１のポンプの運転速度の固定を解除し、第１のポンプの運転速度を変化させて吐出圧力を目標圧力に制御するようにしたものである。
【００５０】
従って、少なく共２台のポンプを備えた可変速給水装置において、運転中の１台のポンプに対して、もう１台のポンプを追加投入、又は解列離脱させる際に、
▲１▼第２のポンプが解列及び投入を頻繁に繰り返すいわゆるインチングが生じない。
▲２▼吐出圧力は、使用水量がどの状態でも、つねに、設定圧力にほぼ一定に保たれるという優れた効果を生じるものである。
【００５１】
又、各ポンプに可変速手段であるインバータが接続されているために、ポンプの運転速度をそれぞれ独立して各インバータに指示できる。このため、追加時と解列時の吐出圧力の過渡特性は上述したように極めて平坦となる。特に追加時の吐出圧力の応答は、追加されるポンプによる圧力上昇分と当初から運転されているポンプの運転速度を減じることによる圧力の低下分が相殺され、圧力変動がほとんど発生しない。また、解列時の吐出圧力の変動も、追加投入したポンプはただ停止するだけであり、その不足分を当初から運転していたポンプが運転速度Ｈ１１Ａよりほんの少し上昇させて運転速度Ｈ１１′にするだけである。
▲３▼この結果による圧力低下と圧力上昇が極めて小さいという効果が生じる。
【００５２】
又、ポンプ性能曲線Ｈ１１Ａとポンプ性能曲線Ｈ２１に達した場合に、第１のポンプの固定運転速度Ｈ１１Ａを解除し、第２のポンプ性能曲線Ｈ２１を固定し、第１のポンプの運転速度をＨ１１Ａ〜Ｈ１１の範囲で制御することで、最大のポンプ速度が２台ともそれぞれ最大の運転速度Ｈ１１と最大の運転速度Ｈ２１となる。
▲４▼これにより、ポンプの能力を最大限に利用することができるという効果を生じる。
【００５３】
又、第１のポンプと第２のポンプが同じ容量・特性の場合は、追加投入後に、第２のポンプの運転速度が、許容最大運転速度を予め定められている設定時間以上継続した場合に、第１のポンプの運転速度の許容最大運転速度より若干小さい運転速度の固定を解除し、第１のポンプと第２のポンプによる揃速で両方のポンプの運転速度を同じ値で変化させ、ポンプの吐出圧力を目標圧力に制御し、揃速運転の両方のポンプの運転速度が、最大許容速度より若干小さい速度に達し、予め定められている時間以上継続した場合に、第１のポンプと第２のポンプによる揃速運転を解除し、第１のポンプの運転速度を前述した速度で再び固定し、第２のポンプの運転速度を変化させ、ポンプの吐出圧力を制御する。
▲５▼これにより、２台のポンプの能力を最大限に利用することができる。
▲６▼また、並列運転する２台のポンプの容量・特性が異なる場合には、固定速度Ｈ１１Ａと解除速度Ｈ１１Ｂの２つの設定を行う必要があるが、揃速の場合は固定速度Ｈ１１Ａと解除速度Ｈ１１Ｂを兼用でき、それぞれを回転速度Ｈ１１Ａにすることができるので、設定が容易になるという効果を生じる。
【００５４】
更に、本発明によれば、いわゆる直結型の可変速給水装置においても、運転速度Ｖｎを流入圧力Ｐsに応じて、
Ｖｎ’＝（（Ｆ（Ｖｎ）−Ｐｓ）／Ｆ（Ｖｎ））^1/2× Ｖｎ
で補正することにより、同様にインチングを生じることなく、スムーズな２台目ポンプの追加投入・解列離脱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変速給水装置の概略を示す説明図。
【図２】図１における制御盤の構成を示す説明図。
【図３】可変速給水装置の用途を示す説明図。
【図４】従来の２台のポンプの追加解列の説明図。
【図５】図４における１台のポンプの許容最大速度付近の説明図。
【図６】他の実施例における１台のポンプの許容最大速度付近の説明図。
【図７】本発明の第１実施例の２台のポンプの追加解列の説明図。
【図８】図７の実施例における圧力・水量の変動を示す説明図。
【図９】本発明の第２実施例の２台のポンプの並列運転時最大性能曲線を示す説明図。
【図１０】図９の実施例における第１と第２のポンプの運転状態を示す説明図。
【図１１】本発明の第３実施例における第１と第２のポンプの運転状態を示す説明図。
【符号の説明】
１受水槽
４，５ポンプ
８，９少水量検知器
１０集合管
１２圧力発信器
１４制御盤
Ｈ１１第１のポンプの最大許容運転速度（運転速度）
Ｈ１１Ａ第１のポンプの固定速度（運転速度）
Ｈ２４第２のポンプの追加投入時の運転速度
Ｈ２５第２のポンプの解列離脱時の運転速度
△ｑ流量検知器が検出する少水量
Ｑ１第１のポンプの最大許容送水量
Ｑ１１第１のポンプの固定速度における送水量
Ｑ１' 第２のポンプの解列時の送水量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for operating a variable speed water supply pump, and in particular, in a water supply apparatus that supplies water at a predetermined discharge pressure with at least two variable speed pumps, the second pump is compared to the first pump in operation. The present invention relates to an operation method of additional charging and disconnection.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows an outline of a water supply apparatus using two variable speed pumps.
The water to be supplied is once received in the water receiving tank 1 by a ball tap, a low water valve water (not shown) or the like from the water main 21. Then, the variable speed pump 4 or 5 sucks the water in the water receiving tank 1 from the suction pipe 2 or 3, and the check valve 6 or 7 for each pump attached to the discharge side of the pump, the flow rate detector 8 or 9 To the collecting pipe 10. A pressure tank 11 and a pressure transmitter 12 are attached to the discharge collecting pipe 10, and water is sent from an outlet 13 of the discharge collecting pipe 10 to a demand destination such as a collective housing. The pumps 4 and 5 are variable speed motor pumps, and pressurize the water sucked from the water receiving tank 1 so that the pressure in the collecting pipe 10 becomes the target pressure.
[0003]
It is the control panel 14 that operates and controls these pumps. The control panel 14 is supplied with the commercial power supply 20 on the primary side, and the motor 4 or 5 is supplied with the secondary side power converted into an arbitrary frequency / voltage by the inverters 22 and 23 via the wiring 18 or 19 from the panel. ing.
[0004]
The flow rate detector 8 or 9 is a flow rate detector for detecting a small amount of water whose flow rate is zero or close to zero, and the signal is sent to the control panel 14 via a signal line 16 or 17. Similarly, a signal from a pressure transmitter 12 that detects a discharge port side pressure of a pump attached to the collecting pipe 10 is also sent to the control panel 14 through a signal line 15. The check valves 6 and 7 are valves for preventing a back flow of water when the pressure on the collecting pipe 10 side becomes higher than the pressure on the pumps 4 and 5 side when the pump is stopped. The pressure tank 11 is a pressure accumulation tank for maintaining the pressure of the water supply pipe while the pump is stopped and for reducing pressure fluctuation on the pump discharge side.
[0005]
FIG. 2 shows details of the configuration of the control panel shown in FIG. 1 and the external connection state. The control panel 14 incorporates inverters 22 and 23 for operating the pumps 4 and 5 at a variable speed.
A primary power input terminal 31 is provided, and a frequency converter (inverter) 22 or 23, which is a variable speed means, is connected to each pump via an earth leakage circuit breaker 32 or 33. The secondary side of the variable speed means The variable frequency / voltage is supplied to the pump 4 or 5 by the wiring 18 or 19.
[0006]
A control board (CPU) 35 responsible for overall control is connected to each variable speed means 22, 23 through a signal line 36 or 37 from the communication port. The control board (CPU) 35 has a discharge pressure signal take-in port 38 for taking in a signal from the outside, NO. 1 flow rate detector for one pump and leakage signal intake port 39, NO. A two-pump flow rate detector and a leakage signal intake port 40 are provided. The operation panel 41 is connected by a communication line 42, and the liquid level gauge 43 is connected to the electrode rod holders 44 and 45 for the water receiving tank 1 and the water receiving tank 2, and signals from the liquid level gauge 43 are transmitted to the control board. (CPU) 35 has taken in.
[0007]
FIG. 3 shows the use of this water supply apparatus.
The water supply device 51 having the above-described configuration is connected to the water receiving tank 1, and the outlet 13 of the discharge collecting pipe of the device 51 is connected to, for example, a collective housing water supply pipe 52 at the demand destination. When this water supply pipe enters the building 54, it is connected to the standing pipe 53 in order to supply water to each floor in the building. Water is supplied from the vertical pipe to each floor by a horizontal pipe 55, and water is supplied from the horizontal pipe to each door by a branch pipe 56.
[0008]
A hydrant 57 is representative of the hydrant in each door. It is necessary for the water tap 57 of each door to maintain a water pressure at which tap water can be used comfortably at all times. However, in apartment houses and the like, the amount of water used varies greatly, and the water supply device side must always be operated so as to maintain the required water pressure on the terminal faucet side regardless of the load variation. For this reason, when the load is light, variable speed operation is performed with one pump, and when the load becomes heavy and one unit cannot keep up, the second pump is additionally supplied.
[0009]
Thus, the outlet 13 of the discharge collecting pipe of the apparatus is directly connected to the water faucet in each door, and the amount of water used in each door is the amount of water to be supplied by the apparatus 21.
Depending on the amount of water used, the pump operating speed is changed, and the pump performance is changed, so that the pump discharge pressure is constant regardless of whether the amount of water used is large or small.
[0010]
The operation method of this constant discharge pressure control will be described with reference to FIG.
The symbols used in FIG. 4 indicate the operating speed of the starting pump from H11 to H15, and the performance curve (discharge pressure / water volume curve) of the pump at each operating speed H11 to H15.
Similarly, in the case of H23 to H25, the performance curve of the pump is shown together with the operation speed of the additional pump. In the figure, the vertical axis indicates the discharge pressure, and the horizontal axis indicates the amount of water. A straight line connecting points a, b, c, d, e, and f indicates a set pressure that keeps the pump discharge pressure constant (target pressure).
[0011]
The amount of water used now Q In the case of 1, a pump performance curve (operating speed) H14 is required, and the operating point of the pump is the amount of water Q 1 is the intersection b of the set pressure. Water usage from this operating state Q When it increases to 2, in order to maintain the target pressure, it is necessary to increase the operation speed of the pump to make the pump performance curve H13. If this pump performance, the amount of water used Q At 2 o'clock, the operating point of the pump is the pump curve H13 and the amount of water Q It becomes the intersection c with the straight line of 2, and the pressure can hold the set pressure. In this way, when the discharge pressure is lower than the set pressure, the pump operating speed is increased, and when the discharge pressure is higher than the set pressure, the pump operating speed is decreased and the discharge pressure is always maintained even if the amount of water used changes. , It is controlled so that the set (target) pressure can be maintained.
In the range of one pump, the pump discharge pressure can be maintained at the set pressure by this method.
[0012]
However, the maximum performance of one pump is the pump performance curve H11, and the maximum water volume at the set pressure is Q1. When the amount of water used is greater than the amount of water Q1, the operating point is the intersection f1 between the pump performance curve H11 and the straight line of the amount of water Q4, which is lower than the set pressure. In such a case, it is necessary to operate another pump to compensate for the insufficient water amount (Q4-Q1) = ΔQ in the pump performance curve H11. In general, the timing of switching from one to two pumps is to confirm that the pump is at the maximum operating speed for a certain period of time, and then operate the second pump with the pump performance curve H24, Q4−Q1) = ΔQ is supplemented.
[0013]
The pump operation in this case is a parallel operation of the pump performance curve H11 and the pump performance curve H24, and is an intersection f between the straight line of the used water amount Q4 and the curve of the parallel operation curve H11 + H24, and the pressure is maintained at the set pressure.
[0014]
In other words, the required water amount Q4 is satisfied when one pump supplies Q1 with the pump performance curve H11 and the additional pump supplies ΔQ with the pump performance curve H24.
Conversely, when the amount of water used decreases and the amount of water used falls below the amount Q1, the pump performance curve H11 From Since the set pressure can be maintained at H15, the additionally supplied pump has a pump performance curve H25 or less.
[0015]
In this pump performance curve H25, the pump is in a closed state because the water supply amount is zero and the pressure is the set value. The amount of water on the discharge side of the pump performance curve H25 is detected by the flow rate detector 8 or 9, and the number of operating pumps is reduced from two to one. The above is the operation method of addition / disconnection of the second pump of the conventional example.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this additional pumping and disconnecting method, the control is stable except in the vicinity of the maximum allowable water amount Q1 of one pump, but the following problems occur in the vicinity of the maximum allowable water amount Q1.
[0017]
FIG. 5 shows a pump performance curve near the maximum allowable water supply amount Q1 of one pump. Pump performance curve H11 and additional pump performance curve H24 The amount of water used Q1 + Δq is the pump performance curve H11 for the first pump and the water amount Q1 for the second pump. H24 The amount of water [Delta] q is fed.
[0018]
Now, if the detected amount of the flow rate detector 8 or 9 is Δq, the flow rate detector 8 or 9 will detect the small amount of water Δq if the operation is continued in this operating state (used water amount Q1 + Δq). The number of operating units will be one from two.
In this way, the pump is additionally charged at the water amount Q1, and the pump is disconnected from the water amount Q1 ′ = Q1 + Δq. From Figure 5, the magnitude relationship between the amount of added / disconnected water is
Additional water volume Q1 <disconnected water volume Q1 ′ (= Q1 + Δq)
Therefore, when the amount of water used is between (additional water amount Q1) and (disconnected water amount Q1 ′ = Q1 + Δq), there are either one or two pumps, and there are always one and two pumps. The sequence is repeated, and so-called addition / disconnection inching occurs.
[0019]
In order to avoid this state, a method of adding and disconnecting the pump shown in FIG. 6 has been devised.
This is not to disconnect the second pump from the pump performance curve H24 ′, but the pump operating speed (H24 ′ + ΔH), which is slightly better than this performance curve, is set as the lower limit operating speed, and operation is not possible below this. Like that. In this way, the performance in the case of two pumps is a connection between the pump performance curve H11 and the pump performance curve (H24 ′ + ΔH). The amount of water at which the discharge amount of the pump performance curve H24 ′ + ΔH becomes the detection amount Δq of the flow rate detector 8 or 9 is Q1 ′.
[0020]
By doing so, the additional water volume of the pump is the water volume Q1, the disconnected water volume is the water volume Q1 ',
The size relationship between the amount of additional / disconnected water is
Additional water volume Q1> Disconnected water volume Q1 '
Thus, the inching of addition / disconnection does not occur as described above.
[0021]
However, since the lower limit of the operation speed of the second pump is (H24 ′ + ΔH), as shown in FIG. 6, the discharge pressure is between the water amount Q1 ′ and the water amount Q1 ″, and the discharge pressure is the pump performance curve (H24 ′ + ΔH). Therefore, there is a problem that the discharge pressure exceeds the pressure set value and the discharge pressure is not always constant.
[0022]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances. The second pump can be added and removed smoothly without causing inching or pressure fluctuations near the maximum allowable operating speed of one pump. It aims at providing the operating method of the variable speed water supply apparatus which can perform a line.
[0023]
In addition, in the so-called direct connection type variable speed water supply apparatus in which a water receiving tank is not provided on the pump inflow side and a water distribution pipe is directly connected to the pump inflow side, the second pump can be smoothly added and disconnected. It aims at providing the operating method of the variable speed water supply apparatus which can perform.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the operation method of the variable speed water supply apparatus of the present invention includes at least two variable speed pumps, leads from the discharge port of each pump to the collecting pipe, and feeds water from the collecting pipe to supply water. In the operating method of the variable speed feed water pump, when the operating speed of the first pump continues the set allowable maximum operating speed for a predetermined time or more, the second pump is additionally supplied. At the same time, the operation speed of the first pump is fixed at an operation speed smaller than the allowable maximum operation speed, the operation speed of the second pump is changed to control the discharge pressure to the target pressure, and the discharge water amount of the second pump is When the small water amount detector attached on the discharge side of the second pump is operated for a predetermined time period, the operation of the second pump is stopped and the first pump is stopped. Driving speed Unpinned, and controlling the discharge pressure by varying the operating speed of the first pump to the target pressure.
[0025]
In the operation method of the variable speed water supply apparatus of the present invention, after the second pump is additionally turned on, the operation speed of the second pump continues the allowable maximum operation speed for a predetermined time or more. The operation speed of the second pump is fixed at the allowable maximum operation speed, the operation speed slightly lower than the allowable maximum operation speed of the first pump is released, and the operation speed of the first pump is changed. When the pump discharge pressure is controlled to the target pressure and the operating speed of the first pump decreases below a predetermined operating speed and continues for a predetermined time or longer, the operating speed of the second pump The maximum allowable operating speed is released, the operating speed of the second pump is changed, the pump discharge pressure is controlled to the target pressure, and at the same time, the operating speed of the first pump is slightly smaller than the allowable maximum operating speed. Again to driving speed Characterized in that it constant.
[0026]
Further, according to the operation method of the variable speed water supply apparatus of the present invention, the first pump and the second pump have the same capacity and characteristics, and after the second pump is added, the operation speed of the second pump is increased. However, when the allowable maximum operation speed is continued for a predetermined set time or longer, the operation speed slightly lower than the allowable maximum operation speed of the first pump is released, and the first pump and the first pump The pump discharge pressure of the pump is controlled to the target pressure, and the operation speed of the pump in the uniform speed operation is reduced to a predetermined operation speed or lower and continues for a predetermined time or more. In this case, the uniform speed operation by the first pump and the second pump is canceled, the operation speed of the first pump is fixed again at a speed slightly lower than the maximum allowable operation speed, and the operation speed of the second pump is To change the pump discharge pressure. And controlling the target pressure.
[0027]
The operating speed is a relational expression between the arbitrary operating speed V of the pump and the shutoff pressure Po when the pressure value on the inflow side of the pump is zero.
Po = F (V)
The operating speed Vn for controlling the operation of the pump when the inflow pressure value is zero is expressed in accordance with the inflow pressure Ps.
Vn '= ((F (Vn) -Ps) / F (Vn)) ^1/2 × Vn
It is characterized by correcting by.
[0028]
Further, the corrected operation speed Vn ′ for controlling the operation of the pump is obtained when the second pump is additionally supplied with respect to the one pump in operation when the two pumps are operated in parallel. When the set speed Vn for pump addition when the inflow pressure value is zero reaches the speed Vn ′ corrected according to the above equation, the second pump is additionally supplied.
[0029]
The corrected operation speed Vn ′ for controlling the operation of the pump is such that the two pumps are operating in parallel, and the inflow pressure value is zero when one of the pumps is disconnected. The set speed Vn of the pump disengagement is disengaged at the speed Vn ′ corrected according to the above equation.
[0030]
【Example】
Examples of the present invention will be described below.
[0031]
FIG. 7 shows a pump addition / disconnection method according to the first embodiment of the present invention.
When the first pump reaches the maximum operating speed H11 (pump performance curve H11) and a predetermined time elapses, the second pump is additionally operated. At this time, the operation speed of the first pump is fixed at an operation speed (H11A = H11−ΔH) slightly lower than the maximum operation speed. Even in the state where the amount of water Q1 to which the second pump is added remains unchanged, the performance of the additional pump becomes the state of the pump performance curve H24. At this time, the pumping capacity curve H11A is the water volume Q11, and the pump performance curve H24 is the water volume Q12. Here, the water amount Q12 of the pump performance curve H24 needs to be larger than the detected small water amount Δq of the flow rate detector 8 or 9. When the amount of water further increased, the first pump continued to operate at the operating speed H11A and the water amount Q11, and the added second pump exceeded Q11 by increasing or decreasing the operating speed at the set pressure. Supply water.
[0032]
When the amount of water used decreases in the parallel operation state of two pumps and becomes the amount of water Q1 ′ from the amount of water Q1, the added pump is a pump performance curve H25 from FIG. 7, and the discharge amount of this pump is the flow rate detector 8 or 9 After a certain time has elapsed, the parallel operation of the pumps is disconnected, the operation of the added pump is stopped, and the speed of the first pump is released at the same time, and the pump performance curve H11 It becomes ′.
[0033]
According to such an operation method, the magnitude relationship between the additional water amount Q1 and the disconnected water amount Q1 ′ is
Additional water volume Q1> Disconnected water volume Q1 '
Thus, no inching occurs in the addition / disconnection, and the discharge pressure is always kept almost at the set pressure regardless of the amount of water used.
[0034]
FIG. 8 shows fluctuations in the amount of water and pressure when the pump is added or disconnected. Since the inverter 22 or 23 which is a variable speed means is connected to each pump, the operation speed of the pump can be instructed independently to each inverter. For this reason, the transient characteristics of the discharge pressure at the time of addition and disconnection are shown in FIG. 8, and particularly the response of the pressure at the time of addition depends on the pressure increase due to the added pump and the pump operating from the beginning. The decrease in pressure caused by reducing the operating speed is offset, and there is almost no pressure fluctuation. Further, the pressure fluctuation at the time of disconnection also stops only the additional pump, and the shortage of the initial pump is only slightly increased from the operating speed H11A to the operating speed H11 ′. The pressure drop due to the pressure and the pressure rise due to the overshoot of the control system are very small.
[0035]
FIG. 9 shows a maximum performance curve when two pumps are operated in parallel.
In the embodiment shown in FIG. 7, since the operation speed of one pump is fixed slightly lower than the operation speed of the maximum rated value after the addition, as shown in FIG. Is the pump performance curve H11A + pump performance curve H21, and the maximum amount of water that can be fed is Q3. However, when both units are operated at the maximum rated operation speed, the pump performance curve H11 + pump performance curve H21 is obtained and the maximum water amount Q4 is obtained. As described above, in the operation method according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 7, the maximum water amount during the operation of two units is reduced to the performance water amount Q3 from the performance water amount Q4 possessed by the pump.
[0036]
What improved this is 2nd invention of this invention. That is, when the pump performance curve H11A and the pump performance curve H21 are reached, the fixed operation speed H11A of one pump is released, the other pump performance curve H21 is fixed, and the operation speed of one pump is changed from H11A to H11A. Control within the range of H11. Therefore, since the maximum pump operating speed is the maximum operating speed H11 and the maximum operating speed H21 for both of the two units, the capacity of the pump can be used to the maximum as shown in FIG.
[0037]
The operation of each pump according to the operation method of the second embodiment of the present invention is shown in FIG.
When the first pump controls the discharge pressure and reaches the maximum operating speed H11, the second pump is additionally charged. After the addition of the second pump, the first pump is operated at the fixed speed H11A. When the amount of water further increases and the second pump reaches the maximum operating speed H21, the first pump that was operating at the fixed speed (the pump is operating at the operating speed H11A) is released, and at the same time the second pump is at the maximum The operation speed H21 is fixed to a fixed speed, the control target pump moves to the first pump, and the discharge pressure is controlled by the first pump. Therefore, both the first pump and the second pump can fully demonstrate their capabilities, and the maximum amount of water can be Q4.
[0038]
When the amount of water used decreases and reaches an operating speed H11B lower than the operating speed H11A of the first pump, the first pump is fixed again to the fixed speed H11A, and the fixed speed H21 of the second pump is released, The discharge pressure is controlled again by the second pump.
[0039]
When operating a plurality of pumps having the same capacity and performance, the first pump is fixed at the pump performance curve H11A, and when the second pump reaches the pump performance curve H21, the first pump is fixed. By canceling the operating speed H11A and controlling the operating speed of the first pump and the second pump in the range of H11A to H11 at the uniform speed by the first pump and the second pump, the maximum pump operating speed is Since each of the two units has the maximum operation speed H11 and the maximum operation speed H21 (the same operation speed because of the uniform speed operation, that is, H11 = H21), the pump capacity is maximized as shown in FIG. Can be used.
[0040]
An operation method of the third embodiment of the present invention is shown in FIG.
When the first pump controls the discharge pressure and reaches the maximum operation speed H11, the second pump performs additional operation. After the addition of the second pump, one pump is operated at a fixed speed H11A at a slightly reduced speed. When the amount of water further increases and the second pump reaches the maximum operating speed H11, the fixed speed of the first pump (operating at the operating speed H11A) that has been operating at the fixed speed is released, and the first pump and the first pump 2 pumps are controlled at a uniform speed. That is, the target pump for speed control moves to both the first pump and the second pump, and the control of the discharge pressure is executed at the uniform speed of the first pump and the second pump.
[0041]
When the amount of water used decreases and both pumps reach the operating speed H11A, the control at the uniform speed of the first pump and the second pump is released, the first pump is again fixed at the fixed speed H11A, The discharge pressure is controlled again by the pump No. 2.
[0042]
Although the above embodiment has been described with respect to the case where there are two pumps, it is needless to say that the gist of the present invention can be applied to a case where there are three pumps. Further, although an example using an inverter has been described as means for changing the operation speed of the pump, the gist of the present invention can be applied to other variable speed means as well.
[0043]
Moreover, although the above Example is about the variable speed water supply apparatus in case the inflow side pressure supplied from a receiving tank is zero, also about what is called a direct connection type water supply apparatus directly pressurized water supply from distribution pipes, such as a water supply. Similarly, the gist of the present invention can be applied, and examples thereof will be described below.
[0044]
When the flow rate of the pump at the time of one unit operation is “open” (water is flowing) and the operation speed reaches the maximum pump speed Vn ′ (max) and continues for 3 seconds, the second pump Perform additional loading. Here, the maximum speed Vn ′ (max) of the first pump is the maximum speed Vn (max) when the inflow pressure is zero and the inflow pressure Ps at the time of switching.
Vn ′ (max) = ((F (Vn (max)) − Ps) / F (Vn (max))) ^1/2 × Vn (max)
It is converted by the calculation.
[0045]
When the second pump is additionally supplied, the first pump is fixed at 95% of the maximum speed (for example, 57 Hz when the maximum speed is 60 Hz), and the second pump is operated at a variable speed.
Here, the speed Vn ′ (95%) of 95% is the maximum speed Vn (95%) when the inflow pressure is zero and the inflow pressure Ps at the time of switching.
Vn ′ (95%) = ((F (Vn (95%)) − Ps) / F (Vn (95%))) ^1/2 × Vn (95%)
It is converted by the calculation.
[0046]
When the amount of water used further increases and the operating speed of the second pump reaches the maximum speed Vn ′ (max), the first pump and the second pump are switched to a uniform speed operation that operates at the same speed. Here, the maximum speed Vn ′ (max) of the second pump is relative to the maximum speed Vn (max) when the inflow pressure is zero and the inflow pressure Ps at the time of switching.
Vn ′ (max) = ((F (Vn (max)) − Ps) / F (Vn (max))) ^1/2 × Vn (max)
It is converted by the calculation.
[0047]
After that, if the amount of water used decreases and the operation speed during uniform speed operation reaches 92% of the maximum speed (for example, 55 Hz when the maximum speed is 60 Hz), the operation speed of the first pump is set to 95%. Fixed, the second pump is variable speed operation.
Here, the 95% speed Vn ′ (95%) is 95% speed Vn (95%) when the inflow pressure is zero and the inflow pressure Ps at the time of switching.
Vn ′ (95%) = ((F (Vn (95%)) − Ps) / F (Vn (95%))) ^1/2 × Vn (95%)
It is converted by the calculation.
[0048]
Furthermore, if the amount of water used decreases and the slow switch of the second pump during variable speed operation becomes “closed” (low water amount state) and the state has passed for 3 seconds, the second pump is disconnected and disconnected. Operate the first pump at a variable speed.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, the present invention additionally inputs the second pump when the operation speed of the first pump continues the set allowable maximum operation speed for a predetermined set time or more. At the same time, the operating speed of the first pump is fixed at an operating speed slightly lower than the allowable maximum operating speed, the operating speed of the second pump is changed to control the discharge pressure to the target pressure, and the amount of discharged water of the second pump When the small water amount detector attached to the discharge side of the second pump operates for a predetermined time, the operation of the second pump is stopped and the first pump is stopped. The operation speed of the pump is released, the operation speed of the first pump is changed, and the discharge pressure is controlled to the target pressure.
[0050]
Therefore, in the variable speed water supply system having at least two pumps, when one additional pump is added to or disconnected from the other pump in operation,
(1) So-called inching in which the second pump frequently repeats disconnection and charging does not occur.
{Circle around (2)} The discharge pressure produces an excellent effect that it is always kept substantially constant at the set pressure regardless of the amount of water used.
[0051]
In addition, since an inverter, which is a variable speed means, is connected to each pump, the operation speed of the pump can be independently indicated to each inverter. For this reason, the transient characteristics of the discharge pressure at the time of addition and at the time of disconnection are extremely flat as described above. In particular, the response of the discharge pressure at the time of addition cancels out the pressure increase due to the added pump and the pressure decrease due to the decrease in the operation speed of the pump that has been operated from the beginning, so that pressure fluctuation hardly occurs. In addition, the fluctuation of the discharge pressure at the time of disconnection only stops the additional pump, and the pump that was operating from the beginning raises the operating speed H11A slightly to the operating speed H11 ′. Just do it.
(3) The effect that the pressure drop and the pressure rise due to this result are extremely small occurs.
[0052]
Further, when the pump performance curve H11A and the pump performance curve H21 are reached, the fixed operation speed H11A of the first pump is released, the second pump performance curve H21 is fixed, and the operation speed of the first pump is set to H11A. By controlling in the range of ~ H11, the maximum pump speeds of the two units become the maximum operation speed H11 and the maximum operation speed H21, respectively.
(4) This produces an effect that the capacity of the pump can be utilized to the maximum.
[0053]
Also, when the first pump and the second pump have the same capacity and characteristics, after the additional charging, the second pump operating speed continues the allowable maximum operating speed for a preset time or more. , Release the fixing of the operating speed slightly lower than the allowable maximum operating speed of the first pump, change the operating speed of both pumps to the same value at the uniform speed by the first pump and the second pump, When the pump discharge pressure is controlled to the target pressure and the operating speed of both pumps in uniform speed operation reaches a speed slightly lower than the maximum allowable speed and continues for a predetermined time or longer, the first pump and The uniform speed operation by the second pump is canceled, the operation speed of the first pump is fixed again at the speed described above, the operation speed of the second pump is changed, and the discharge pressure of the pump is controlled.
(5) Thereby, the capacity of the two pumps can be fully utilized.
(6) If the capacity and characteristics of the two pumps operating in parallel are different, it is necessary to set two settings, fixed speed H11A and release speed H11B. Since the speed H11B can also be used and each speed can be set to the rotation speed H11A, an effect of facilitating the setting is produced.
[0054]
Further, according to the present invention, even in a so-called direct connection type variable speed water supply apparatus, the operation speed Vn is set according to the inflow pressure Ps.
Vn ′ = ((F (Vn) −Ps) / F (Vn)) ^1/2 × Vn
As a result of the correction, the second pump can be smoothly turned on / off and disconnected without causing inching similarly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a variable speed water supply device.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of a control panel in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an application of a variable speed water supply device.
FIG. 4 is an explanatory diagram of additional disengagement of two conventional pumps.
FIG. 5 is an explanatory view of the vicinity of an allowable maximum speed of one pump in FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory view of the vicinity of an allowable maximum speed of one pump in another embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of additional disassembly of two pumps according to the first embodiment of this invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing fluctuations in pressure and water amount in the embodiment of FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a maximum performance curve during parallel operation of two pumps according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing operating states of the first and second pumps in the embodiment of FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing operating states of the first and second pumps in the third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 water tank
4,5 pump
8,9 Low water detector
10 Collecting pipe
12 Pressure transmitter
14 Control panel
H11 Maximum allowable operating speed of the first pump (operating speed)
H11A First pump fixed speed (operating speed)
H24 Operating speed when the second pump is additionally charged
H25 Operating speed when the second pump is disconnected
△ q Small amount of water detected by flow detector
Q1 Maximum allowable water delivery volume of the first pump
Q11 Amount of water delivered at the fixed speed of the first pump
Q1 'Amount of water delivered when the second pump is disconnected

Claims

In the operation method of the variable speed feed water pump comprising at least two variable speed pumps, leading from the discharge port of each pump to the collecting pipe, and feeding water by feeding from the collecting pipe,
When the operation speed of the first pump continues the set allowable maximum operation speed for a predetermined set time or longer, the second pump is additionally charged and the operation speed of the first pump is The operation speed of the second pump is changed to a target pressure by changing the operation speed of the second pump, the discharge water amount of the second pump becomes small, and the small water amount detector is the second water amount detector. When the small amount of water of the pump is operated for a predetermined time, the operation of the second pump is stopped, the operation speed of the first pump is released, and the first pump An operation method for a variable speed feed water pump, wherein the operation speed is changed to control the discharge pressure to a target pressure.

After the second pump is added, if the operation speed of the second pump continues the allowable maximum operation speed for a preset time, the operation speed of the second pump is set to the allowable maximum operation speed. The operating speed slightly lower than the permissible maximum operating speed of the first pump is released, the operating speed of the first pump is changed, and the pump discharge pressure is controlled to the target pressure. When the pump operating speed drops below a predetermined operating speed and continues for a predetermined time or longer, the maximum allowable operating speed of the second pump is released, and the second operating speed is released. 2. The operation speed of the pump is changed, the discharge pressure of the pump is controlled to a target pressure, and at the same time, the operation speed of the first pump is fixed again to an operation speed slightly smaller than the allowable maximum operation speed. Description possible Operating method of fast water supply pump.

The first pump and the second pump have the same capacity and characteristics, and after the second pump is added, the operation speed of the second pump is set to a predetermined maximum allowable operation speed. When the above operation continues, the operation speed slightly lower than the maximum allowable operation speed of the first pump is released, changed at a uniform speed by the first pump and the second pump, and discharged from the pump. When the pressure is controlled to the target pressure, and the operation speed of the pump for uniform speed operation drops below a predetermined operation speed and continues for a predetermined time or longer, the first pump and the second pump The uniform speed operation is canceled, the operation speed of the first pump is fixed again at a speed slightly lower than the maximum allowable operation speed, the operation speed of the second pump is changed, and the discharge pressure of the pump is controlled to the target pressure. Claims How the operation of the variable speed feed pump according.

The operating speed is expressed by a relational expression Po = F (V) between an arbitrary operating speed V of the pump when the pump inlet pressure value is zero and the cutoff pressure Po.
The operating speed Vn for controlling the operation of the pump when the inflow pressure value is zero is expressed by the formula Vn ′ = ((F (Vn) −Ps) / F (Vn)) ^1/2 according to the inflow pressure Ps. × Vn
The method of operating the variable speed feed water pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the correction is performed by:

The corrected operation speed Vn ′ for controlling the operation of the pump is used when the second pump is additionally charged with respect to the one pump in operation when the two pumps are operated in parallel. 5. The second pump is additionally supplied when the set speed Vn for pump addition when the inflow pressure value is zero reaches the speed Vn ′ corrected according to the above equation. The operation method of the described variable speed feed water pump.

The corrected operating speed Vn ′ for controlling the operation of the pump is such that when the two pumps are operating in parallel and one of the pumps is disconnected, the inflow pressure value is zero. 5. The variable speed feed water pump operating method according to claim 4, wherein the set speed Vn of the line is disengaged at a speed Vn 'corrected according to the above equation.