JP4668403B2 - Water supply equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変速ポンプを用いて給水を行う可変速給水装置に係り、特に小水量時のポンプの運転制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば集合住宅等に水道水を供給する場合には、水道本管から供給される水を一旦受水槽に受け、これをポンプを用いて加圧して集合住宅の各戸の末端給水栓に供給する。このような用途の給水装置として、図7に示すものが知られている。この給水装置は、水道本管に接続された受水槽(図示しない)に水を一旦貯え、2台のポンプP1,P2を用いてチェッキ弁11を介して吐出集合管12から末端の需要家の給水栓(図示しない)に給水を行うものである。ここでポンプは、少なくとも1台を可変速運転により回転速度を変化させ、ポンプ吐出側の圧力を一定、又は末端の需要家までの管路損失を含めて、需要家側で圧力が一定となるようなポンプ吐出圧力が得られるように可変速運転をしている。そして、ポンプを2台並列に配置したのは、負荷水量が少ない場合にはポンプ1台で供給し、負荷水量が増大してポンプ1台では不十分な場合には2台のポンプを並列して運転する必要があるためである。
【0003】
図7に示す給水装置においては、多少の締切運転を行っても故障しない複数のポンプP1,P2と、圧力タンク13と、ポンプの吐出側の吐出集合管12内の圧力を検出する圧力センサ14と、ポンプの運転制御を行う制御盤15とを備える。そして圧力センサ14でポンプの吐出圧力を検出して、このポンプの吐出圧力を目標圧力となるようにポンプの回転速度を変化させる可変速運転制御を行っている。係る給水装置においては、需要家側で水が使われなくなったときに、ポンプを自動的に停止する小水量停止機構を備えているのが一般的である。これは、水が殆ど使われなくなった時には、ポンプは締切運転状態となり、ポンプが過熱する。このため、ポンプの過熱による損傷を防止し、又無駄なエネルギーの消費を防止するという省エネルギーの要請によるものである。
【0004】
このような小水量時にポンプの運転停止を行う代表的な方法としては、フロースイッチを用いる方法がある。これは、ポンプの締切運転近傍の小水量付近で動作するフロースイッチ16を吐出集合管12に備え、末端需要家側への給水流量を検出する。フロースイッチにより給水流量が例えば10L/min以下の小水量であると、タイマー等で一定時間の小水量状態の継続を確認し、一旦ポンプの回転速度を上昇させてポンプの吐出圧力を上昇させて圧力タンクに蓄圧し、しかる後にポンプを停止する方法である。ここでフロースイッチとしては、例えばマグネット付きフロートによりリードスイッチを動作させるものなどが用いられている。又、圧力タンク13に蓄圧を行わずに、小水量状態が検知されるとポンプを停止させ、ポンプの始動圧力を停止時の圧力よりも低い圧力に設定する方法もある。
【0005】
このようなポンプの小水量停止動作は、本来、ポンプの締切運転を防止するための動作であり、給水流量がゼロとなったときにポンプを停止するのが理想的である。しかしながら上述したフロースイッチでは、給水流量のゼロ点を検出することが難しく、実際には例えば約10lit/min等の極小流量を検出するようになっている。ところでポンプの締切運転を行うと、ポンプが空運転状態となり、ポンプの回転エネルギーが熱に変わるので、ポンプの実際の温度上昇はポンプの回転エネルギーとポンプケーシングからの放熱とのバランスとによって決まってくる。従って、ポンプによっては数分の締切運転を行っても、発熱量は比較的少なく、実際の運転に支障がないことが知られている。特にポンプの回転速度を制御している場合には、一般に小水量領域では給水流量が殆どゼロとなっており、ポンプの回転速度は給水流量がある時よりも小さくなっており、発熱量は給水流量がある時の運転時よりも少なくなる傾向がある。
【0006】
このようなポンプの小水量停止動作によれば、フロースイッチの動作水量以下で水が使用されている状態であると、ポンプは小水量停止動作により停止する。水量は微量であるが流れているため、ポンプ停止後に吐出配管内の圧力が低下し、圧力センサがこれを検出してすぐにポンプが再始動する。このような状態が継続すると、ポンプは始動停止を繰り返すことになり、いわゆるインチングを起こし、かえってポンプの損傷を招くこととなる。従って、小水量停止動作は、締切運転による過熱の危険性がない範囲において、給水流量がゼロになったことを持ってポンプを停止するのが理想的であるといえる。また、フロースイッチは、一般に高価であり、機械部品であるので寿命があり、検出フロートが動作の繰り返しにより摩耗する等の問題がある。
【0007】
このようなポンプの締切運転状態の検出手段として、上述したフロースイッチを用いたものの他に、ポンプを駆動するモータの電流値の検出による方法、及び検索運転による方法等が知られている。電流値の検出による方法は、小水量時にはポンプの負荷が減るため、ポンプ駆動電流値が小さくなる。このため、電流値を見ながら小水量状態を検出することが理論的には可能である。しかしながら、電流値の変化が流量の変化に対して微小であるため、小水量停止動作の判断に際しては電流値判断の許容値を設けたり、動作のたびに検出電流値を設定し直す等の工夫が必要であり、制御が煩雑になるという問題がある。又、検索運転による方法は、ポンプの吐出水量が小水量付近になったときに、ポンプの回転速度を上下させることにより、小水量状態を確認する方法であるが、これも同様に制御が煩雑である。又、ポンプの回転速度の上下に伴い、吐出圧力が変動し、供給水圧が変動するという問題がある。更に、制御プログラムが複雑となり、運転のための設定値が多く必要となってきて煩雑となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情に鑑みて為されたもので、高価なフロースイッチを用いることなく、比較的簡単な方法で確実に水量ゼロの締切運転状態を検出して、小水量停止動作に入ることができる給水装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の給水装置は、ポンプと、該ポンプのチェッキ弁を介した吐出側の圧力を検出する圧力センサと、該圧力に対応して前記ポンプの回転速度を制御する手段とを備えた給水装置において、前記ポンプの制御目標圧力は、吐出圧力一定制御又は推定末端圧力一定制御に従って制御され、前記ポンプの回転速度と該回転速度に対応した締切圧力との関係を示すデータテーブルを備え、前記ポンプの回転速度が締切運転時における制御目標圧力に対応した締切運転速度に減少した時に、前記ポンプの回転速度を該締切運転時における前記制御目標圧力に対応した前記締切運転速度よりも少し低い速度迄低下させ、その時点で前記圧力センサの検出圧力が所定値以下に低下するか否かを一定時間監視し、低下しない場合に締切運転状態であると判断し、ポンプの小水量停止動作に入ることを特徴とする。
【0010】
締切運転状態となると、実際の圧力センサによる検出圧力と回転速度に対応した締切圧力を比較することで、水量がゼロの状態であることを確実に検出することができる。即ち、圧力センサが検出する圧力は、チェッキ弁によりポンプの回転速度が低下しても吐出圧力が低下せず、締切運転状態となると、ポンプの吐出圧力よりも高くなる。このためポンプの回転速度はPI(比例積分)制御により低下する。しかしながら、ポンプの吐出圧力が低下しても、流量が殆どゼロの締切運転状態であると、吐出集合管内の圧力はチェッキ弁に保持されて低下しない。このため、ポンプの回転速度は低下し続けるので、その回転速度に対応した締切圧力と検出圧力とを比較することで、締切状態を確実に検出することができる。これに対して、負荷流量がある場合には、チェッキ弁の上流側であるポンプの吐出口の方がチェッキ弁の下流側である圧力センサの検出位置よりも圧力が僅かに高い。このため、水量に応じてポンプの回転速度は負荷線に沿って移動し、その回転速度における締切圧力は、必ず動作点の圧力より高いものとなる。従って、その回転速度に対応した締切圧力と検出圧力とを比較することで、締切状態でないことを確実に検出することができる。これにより、高価なフロースイッチを用いることなく、確実且つ容易に殆ど水量ゼロの締切運転状態を検出できる。
【0011】
上記本発明によれば、前記ポンプの回転速度が締切運転時における制御目標圧力に対応した締切運転速度に減少した時に、前記ポンプの回転速度を該締切運転時における前記制御目標圧力に対応した前記締切運転速度よりも少し低い速度迄低下させ、その時点で前記圧力センサの検出圧力が所定値以下に低下するか否かを一定時間監視し、低下しない場合に締切運転状態であると判断し、ポンプの小水量停止動作に入ることにより、比較的簡単な操作で確実に小水量状態であることを検出し、ポンプの小水量停止動作にはいることができる。
【0012】
又、ポンプと、該ポンプのチェッキ弁を介した吐出側の圧力を検出する圧力センサと、該圧力に対応して前記ポンプの回転速度を制御する手段とを備えた給水装置において、前記ポンプの回転速度と該回転速度に対応した締切圧力との関係のデータを備え、前記圧力センサの検出圧力が、前記ポンプの回転速度に対応した締切圧力よりも大きい場合に、締切運転状態であると判断し、前記ポンプの小水量停止動作に入ることが好ましい。これにより、給水流量がゼロの状態でポンプの小水量停止動作にはいることができる。
【0013】
又、前記ポンプの小水量停止動作は、ポンプの制御目標圧力を上げて一定時間運転し、その後ポンプを停止させるものであることが好ましい。
又、前記ポンプの前記制御目標圧力を上げて運転中に、ポンプ回転速度が該制御目標圧力に対応した締切運転速度よりも大きくなった場合にポンプを通常運転に戻し、ポンプ回転速度が該制御目標圧力に対応した締切運転速度以下であった場合に、前記ポンプを停止させることが好ましい。これにより給水流量が生じた場合には、すぐに通常運転に戻すことができる。
又、前記小水量停止後に、前記圧力センサの検出圧力の低下の時間的変化が大きい場合に、所定の始動圧力まで低下しなくてもポンプを始動させることが好ましい。これにより給水流量に変化が生じた場合に迅速な対応が可能である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図1乃至図6を参照しながら説明する。
【0015】
図1は、本発明の実施の形態の給水装置を示す。2台のポンプP1,P2があり、それぞれの吸い込み側の配管が受水槽(図示しない)に接続されている。ポンプの吐出側配管は、チェッキ弁11を介して吐出集合管12に接続され、図示しないが末端の需要家の給水栓に配管を介して接続されている。吐出集合管12には圧力タンク13及び圧力センサ14が接続され、圧力タンク13はポンプによる加圧水を蓄圧して、小水量時にはポンプの運転を停止し、省エネルギー運転ができるようになっている。又、圧力センサ14は、吐出集合管12におけるポンプの吐出圧力を検出し、これを制御盤15に入力することで、ポンプの吐出圧力が所定の目標値となるようにポンプの回転速度を変化させる。即ち、制御盤15には、ポンプの回転速度を変化させるインバータ装置が備えられ、圧力センサ14からの信号を入力し、ポンプ吐出圧力が制御目標圧力になるようにポンプをPI(比例積分)制御する。ポンプの制御目標圧力は、給水流量の大小に係わらず一定に制御されるか、または給水流量の大小により需要家末端までの配管抵抗を考慮して、流量に対応して概略抵抗曲線に沿ってポンプの回転速度を変化させる推定末端圧力一定制御により制御される。
【0016】
図2は、本発明の実施の形態の給水装置の運転制御装置の概略を示すブロック図である。この運転制御装置(制御盤)15には、ポンプの回転速度とその締切圧力との関係のデータテーブル21を備える。これは、マイクロコンピュ−タを利用した給水ポンプの運転制御装置においては、例えば設定モードにしておき、ポンプ吐出側のバルブを閉じて締切状態として、ポンプの回転速度を徐々に上げていき、その時の回転速度と圧力センサで検出される締切圧力とを計測し、これをマイクロコンピュータに付属したE2PROM等の記憶装置に記憶することにより行える。又、予め使用するポンプの特性曲線は判明している場合が多い。この場合には既知の特性データから、ポンプ回転速度とその締切圧力とのデータテーブルの作成を行い、これを運転制御装置15のマイクロコンピュータの記憶装置に記憶するようにしてもよい。又、給水装置においては、他の制御項目、例えば推定末端圧力一定制御においては、別途ポンプ回転速度とその締切圧力とのデータが必要となる。このため、別途準備されたデータテーブルを利用してもよい。
【0017】
この運転制御装置15においては、給水装置の運転制御プログラム22に従って、CPU23が全体的な演算制御動作を行う。即ち、CPU23はこのプログラム22に従って、圧力センサ14の吐出圧力信号に従い、吐出圧力一定制御、又は推定末端圧力一定制御方式によるポンプの可変速運転を行うべく、インバータ装置24に速度指令を与える。
【0018】
図3は、本発明の実施の形態の締切運転状態の検出の原理を示すQH線図である。現在の運転状態は、吐出圧力P、水量Qであるとする。このときポンプの回転速度がN+であり、この回転速度における締切圧力がP+であるとする。このように、通常の給水流量がある場合には、動作点の吐出圧力Pと、そのときの回転速度N+に対応する締切圧力P+は、必ず
P+>P
という関係になる。
これに対して、吐出圧力Pが一定で、水量Qが殆どゼロとなった場合には、いわゆる締切運転状態となり、チェッキ弁は一方通行の弁であるので、圧力センサの設置位置を含めてチェッキ弁の下流側の圧力が吐出集合管に保持され、その圧力が制御目標圧力よりも僅かに高い状態となる場合がある。
このような場合には、吐出圧力が制御目標圧力を上回るので、ポンプには減速指令が与えられる。しかしながら、締切運転状態においてはポンプ速度が低下しても吐出集合管内の圧力はチェッキ弁に保持されて吐出圧力P以下には下がらない。このため、例えば回転速度がN−まで低下するとそのときの対応する締切圧力P−は、吐出圧力Pよりも低下する。即ち、
P>P−
という関係になる。従って、これにより給水流量がゼロの完全な締切運転状態と判断することができる。
【0019】
図4は、上述した締切運転状態を検出するフロー図である。図示するように、圧力センサにより検出される現在の吐出圧力Pと、現在の回転速度Nに対応したポンプ締切圧力Pxの関係が判断される。図3に示すように現在の給水流量がQであり、吐出圧力がPであるとする。現在の回転速度N+に対して、その対応する締切時の圧力P+は、現在の吐出圧力Pよりも大である。従って、この状態はポンプが締切運転状態ではないと判断され、通常運転が継続される。これに対して、水量Qがゼロとなり、締切運転状態となると、チェッキ弁により吐出圧力Pが吐出管内に保持され、制御目標圧力以下に下がらなくなる。この場合には、ポンプの吐出圧力を低下させるように回転速度の減速指令がポンプに与えられる。そして、ポンプの回転速度が低下してゆき、回転速度がNに対応する締切圧力Pxが、
P>Px
という関係となる。従って、かかる状態においてはポンプは締切運転状態であると判断し、小水量停止動作にはいる。実際にはかかる状態をタイマ等で所定の時間検出して、この状態が継続することをもってポンプ締切運転状態と判断するようにしている。
【0020】
図5は、本発明の他の実施の形態のポンプの締切運転状態の検出を示すQH線図である。この実施の形態においては、ポンプの回転速度Hzが締切運転時における制御目標圧力PBに対応した回転速度HzBに減少した時に、ポンプの回転速度をその締切運転時における制御目標圧力PBに対応した締切運転速度HzBよりも少し低い回転速度(HzB−1Hz)まで低下させる。そして、その時点で圧力センサの検出圧力が所定値(PB−1m)以下に低下するか否かを一定時間監視する。検出圧力が低下しない場合には、ポンプ回転速度を低下させてもチェッキ弁により圧力センサの検出圧力が変化しないので、締切運転状態であると判断する。ポンプの回転速度を下げて運転して、圧力センサによる検出圧力が低下する場合には、完全な締切運転状態ではないので、ポンプの通常運転を継続する。そしてポンプの小水量停止動作は、締切運転検出時の圧力PBに対して、例えば+3m程度の吐出圧力となるように、回転速度をHzB′に上げて一定時間運転し、その後ポンプを停止させる。
【0021】
図6はこの実施の形態における運転のフロー図を示す。ポンプの回転速度Hzが締切運転時における制御目標圧力PBに対応した回転速度HzBに減少した時に、ポンプの回転速度Hzを制御目標圧力PBに対応した締切運転速度HzBよりも1Hzだけ低下させた回転速度(Hz=HzB−1Hz)に設定する。そしてそのときの圧力センサの検出圧力Pが所定値(PB−1m)以下であるか否かを確認する。即ち、制御目標圧力PBから1mだけ低減した圧力以上であるかを確認する。ここで所定時間例えば10秒だけ様子を見る。この時点で圧力センサの検出圧力が所定値(PB−1m)以下に低下しない場合には、“No”となり、蓄圧運転を行いその後ポンプを停止させる小水量停止動作にはいる。
【0022】
小水量停止動作は、制御目標圧力をPB+3mに上げて蓄圧運転を行う。蓄圧運転中に、ポンプの回転速度が対応した締切運転速度HzB′よりも1Hz以上大きくなった場合には、ポンプを通常運転に戻して運転する。即ち、通常の蓄圧運転が継続される場合にはポンプは制御目標圧力(PB+3m)で、これに対応した回転速度HzB′で運転される。しかしながら、この蓄圧運転中に締切運転状態が解除されるべく、給水流量が増加した場合には、小水量停止状態が解除されたと考えられ、ポンプは通常運転に戻る。尚、ポンプの運転停止後に、圧力センサの検出圧力の低下の状況をチェックすることが好ましい。検出圧力の低下の時間的変化が大きい場合には、需要家側への給水流量が増加したと判断され、所定の始動圧力まで圧力センサの検出圧力が低下しなくても、ポンプを始動させることが好ましい。これにより、突然給水流量が増加したような場合に、迅速な対応が可能であり給水圧力の低下を未然に防止できる。
【0023】
尚、上記実施の形態においては、ポンプの締切運転状態を回転速度に対応した締切運転圧力と検出圧力とを比較する例について述べたが、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の変形実施例が可能なことは勿論である。
【0024】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、高価なフロースイッチを用いることなく、給水流量がゼロの状態を検出して小水量停止動作に入ることができる。このため、フロースイッチが不要となるので、長寿命で安価な給水装置を提供することができる。そして、給水流量がゼロで蓄圧運転に入りポンプを停止できるため、理想的な小水量停止動作を実現することができる。又、需要家側で給水流量の変化があった場合にも、素早くポンプを始動する事ができるので、圧力低下等をきたすことなく、安定した給水動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の給水装置の概要を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の給水装置の運転制御装置の概略を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態のポンプの締切運転状態の検出を説明するQH特性図である。
【図4】図3に対応した制御フロー図である。
【図5】本発明の他の実施の形態のポンプの締切運転状態の検出を説明するQH特性図である。
【図6】図5に対応した制御フロー図である。
【図7】従来の給水装置の概要を示す図である。
【符号の説明】
10 受水槽
11 チェッキ弁
12 吐出集合管
13 圧力タンク
14 圧力センサ
15 制御盤(運転制御装置)
21 ポンプ回転速度と締切圧力とのテーブル
P1,P2 ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable speed water supply apparatus that supplies water using a variable speed pump, and more particularly to operation control of a pump when the amount of water is small.
[0002]
[Prior art]
For example, when supplying tap water to an apartment house, etc., the water supplied from the water main is once received in a water receiving tank, pressurized using a pump, and supplied to the terminal taps of each house of the apartment house. As a water supply apparatus for such a use, what is shown in FIG. 7 is known. This water supply device temporarily stores water in a water receiving tank (not shown) connected to the water main, and uses the two pumps P1 and P2 to connect the
[0003]
In the water supply apparatus shown in FIG. 7, a plurality of pumps P1 and P2 that do not fail even if a certain shut-off operation is performed, a
[0004]
As a typical method for stopping the pump operation at such a small amount of water, there is a method using a flow switch. This is provided with a
[0005]
Such a small water amount stopping operation of the pump is originally an operation for preventing the pump from shutting down, and it is ideal to stop the pump when the feed water flow rate becomes zero. However, with the above-described flow switch, it is difficult to detect the zero point of the feed water flow rate, and actually, for example, a minimum flow rate of about 10 lit / min is detected. By the way, when the pump is shut off, the pump is in an idle operation state, and the rotational energy of the pump is changed to heat. Therefore, the actual temperature rise of the pump is determined by the balance between the rotational energy of the pump and the heat radiation from the pump casing. come. Therefore, it is known that even if the pump is operated for several minutes depending on the pump, the calorific value is relatively small and there is no problem in actual operation. Especially when the rotation speed of the pump is controlled, the feed water flow rate is generally zero in the small water volume region, the pump rotation speed is smaller than when there is a feed water flow rate, and the calorific value is It tends to be less than during operation when there is a flow rate.
[0006]
According to such a small water amount stop operation of the pump, the pump is stopped by the small water amount stop operation when the water is used below the operating water amount of the flow switch. Since the amount of water is very small, the pressure in the discharge pipe decreases after the pump stops, and the pump restarts immediately after the pressure sensor detects this. If such a state continues, the pump will repeatedly start and stop, causing so-called inching, which in turn causes damage to the pump. Therefore, it can be said that the small water amount stop operation is ideal to stop the pump when the feed water flow rate becomes zero in a range where there is no risk of overheating due to the deadline operation. In addition, the flow switch is generally expensive and has a life because it is a mechanical part, and there is a problem that the detection float is worn by repeated operations.
[0007]
As a means for detecting the shut-off operation state of the pump, there are known a method based on detection of a current value of a motor that drives the pump, a method based on search operation, and the like in addition to the above-described means using the flow switch. In the method based on the detection of the current value, the pump driving current value becomes small because the load on the pump decreases when the amount of water is small. For this reason, it is theoretically possible to detect the small water amount state while viewing the current value. However, since the change in the current value is very small with respect to the change in the flow rate, there are some ideas such as setting an allowable value for determining the current value when determining the small water volume stop operation, and resetting the detected current value every time the operation is performed. There is a problem that control is complicated. The search operation method is a method for confirming the small water amount state by increasing or decreasing the rotation speed of the pump when the pump discharge water amount is close to the small water amount. It is. In addition, there is a problem that the discharge pressure fluctuates and the supply water pressure fluctuates as the rotational speed of the pump increases and decreases. Furthermore, the control program becomes complicated, and a large number of setting values for operation become necessary and complicated.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can enter a small water amount stop operation by reliably detecting a closing operation state of zero water amount by a relatively simple method without using an expensive flow switch. It aims at providing the water supply apparatus which can do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The water supply apparatus of the present invention comprises a pump, a pressure sensor for detecting the pressure on the discharge side via the check valve of the pump, and means for controlling the rotational speed of the pump in response to the pressure. The control target pressure of the pump is controlled according to the discharge pressure constant control or the estimated terminal pressure constant control, and includes a data table indicating a relationship between the rotation speed of the pump and a shutoff pressure corresponding to the rotation speed, and the pump of at rotational speed is reduced to discharge operation speed corresponding to the control target pressure during discharge operation, until the slightly lower speed than the discharge operation speed corresponding to the control target pressure the rotational speed during the discharge operation of the pump At that time, whether or not the detected pressure of the pressure sensor drops below a predetermined value is monitored for a certain period of time. And, wherein the entering into the small amount of water stop operation of the pump.
[0010]
When the clamping switching operation state, by comparing the deadline pressure corresponding to the detected pressure and the rotation speed of the actual pressure sensor, it is possible to positively detect that water is in a state of zero. That is, the pressure detected by the pressure sensor does not decrease even if the rotational speed of the pump is reduced by the check valve, and becomes higher than the discharge pressure of the pump when the shutoff operation state is entered. For this reason, the rotational speed of the pump is decreased by PI (proportional integral) control. However, even if the discharge pressure of the pump is reduced, the pressure in the discharge collecting pipe is not reduced because the pressure in the discharge collecting pipe is held in the closing operation state where the flow rate is almost zero. For this reason, since the rotational speed of the pump continues to decrease, it is possible to reliably detect the closed state by comparing the cutoff pressure corresponding to the rotational speed with the detected pressure. On the other hand, when there is a load flow rate, the pressure at the discharge port of the pump on the upstream side of the check valve is slightly higher than the detection position of the pressure sensor on the downstream side of the check valve. For this reason, the rotational speed of the pump moves along the load line according to the amount of water, and the cutoff pressure at that rotational speed is always higher than the pressure at the operating point. Therefore, by comparing the deadline pressure corresponding to the rotational speed with the detected pressure, it is possible to reliably detect that there is no deadline state. Thereby, it is possible to reliably and easily detect the closing operation state with almost no water amount without using an expensive flow switch.
[0011]
According to the present invention, the rotational speed of the pump at the decreased discharge operation speed corresponding to the control target pressure during discharge operation, and the rotational speed of the pump corresponding to the control target pressure during the discharge operation the Decreasing to a speed slightly lower than the shut-off operation speed, and monitoring at that time whether or not the pressure detected by the pressure sensor falls below a predetermined value, and if it does not drop, it is determined that it is in the shut-off operation state, By entering the operation for stopping the small amount of water of the pump, it is possible to reliably detect the small amount of water by a relatively simple operation and to enter into the operation for stopping the small amount of water of the pump.
[0012]
Further, in a water supply apparatus comprising a pump, a pressure sensor for detecting a pressure on the discharge side through the check valve of the pump, and a means for controlling the rotational speed of the pump in response to the pressure, Data on the relationship between the rotational speed and the cutoff pressure corresponding to the rotational speed is provided, and it is determined that the system is in the cutoff operation state when the detected pressure of the pressure sensor is larger than the cutoff pressure corresponding to the rotational speed of the pump. And it is preferable to enter into the small water amount stop operation of the pump. Thereby, the small water amount stop operation of the pump can be started in a state where the feed water flow rate is zero.
[0013]
Moreover, it is preferable that the small water amount stop operation | movement of the said pump raises the control target pressure of a pump, operates for a fixed time, and stops a pump after that.
Further, during operation by increasing the control target pressure of the pump to return the pump to normal operation if the pump rotational speed is greater than the discharge operation speed corresponding to the control target pressure, the pump rotational speed is the It is preferable to stop the pump when the operation speed is equal to or lower than the shut-off operation speed corresponding to the control target pressure . As a result, when a water supply flow rate is generated, the normal operation can be immediately resumed.
Further, it is preferable that the pump is started even if it does not decrease to a predetermined starting pressure when the temporal change of the decrease in the pressure detected by the pressure sensor is large after the small amount of water is stopped. As a result, when a change occurs in the feed water flow rate, a quick response is possible.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0015]
FIG. 1 shows a water supply apparatus according to an embodiment of the present invention. There are two pumps P1 and P2, and the pipes on the suction side are connected to a water receiving tank (not shown). A discharge side pipe of the pump is connected to a
[0016]
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the operation control apparatus of the water supply apparatus according to the embodiment of the present invention. This operation control device (control panel) 15 is provided with a data table 21 for the relationship between the rotational speed of the pump and its cutoff pressure. This is because, for example, in the operation control device for a water supply pump using a microcomputer, the setting mode is set, the valve on the pump discharge side is closed and the shutoff state is closed, and the rotational speed of the pump is gradually increased. The rotation speed and the cutoff pressure detected by the pressure sensor are measured and stored in a storage device such as an E 2 PROM attached to the microcomputer. Further, the characteristic curve of the pump used in advance is often known. In this case, a data table of the pump rotation speed and its shut-off pressure may be created from known characteristic data and stored in the storage device of the microcomputer of the
[0017]
In this
[0018]
FIG. 3 is a QH diagram showing the principle of detection of the cutoff operation state according to the embodiment of the present invention. It is assumed that the current operation state is a discharge pressure P and a water amount Q. At this time, the rotational speed of the pump is N +, and the cutoff pressure at this rotational speed is P +. Thus, when there is a normal water supply flow rate, the discharge pressure P at the operating point and the cutoff pressure P + corresponding to the rotational speed N + at that time are always
P +> P
It becomes the relationship.
On the other hand, when the discharge pressure P is constant and the water amount Q is almost zero, a so-called shut-off operation is performed, and the check valve is a one-way valve. pressure downstream of the valve is held in the discharge collecting pipe, the pressure may become a control target pressure by remote slightly higher state.
In such a case, since the discharge pressure exceeds the control target pressure, a deceleration command is given to the pump. However, in the cutoff operation state, even if the pump speed decreases, the pressure in the discharge collecting pipe is held by the check valve and does not drop below the discharge pressure P. For this reason, for example, when the rotational speed is reduced to N−, the corresponding cutoff pressure P− at that time is lower than the discharge pressure P. That is,
P> P-
It becomes the relationship. Therefore, it can be determined that the water supply flow rate is a complete deadline operation state.
[0019]
FIG. 4 is a flowchart for detecting the above-described deadline operation state. As shown, the current and the discharge pressure P detected Ri by the pressure sensor, the relationship between the pump shut-off pressure Px corresponding to the current rotational speed N is determined. As shown in FIG. 3, it is assumed that the current water supply flow rate is Q and the discharge pressure is P. For the current rotational speed N +, the corresponding pressure P + at the closing time is greater than the current discharge pressure P. Therefore, in this state, it is determined that the pump is not in the cutoff operation state, and the normal operation is continued. In contrast, water Q becomes zero, when the shut-off operating state, the discharge pressure P by check valve is held in the discharge pipe, not lowered under the control target pressure Chikara以. In this case, a rotational speed reduction command is given to the pump so as to reduce the discharge pressure of the pump. Then, the rotational speed of the pump decreases, and the cutoff pressure Px corresponding to the rotational speed N is
P> Px
It becomes the relationship. Thus, in the state that written pump is determined that the discharge operation state enters the small amount of water stop operation. Actually, the state that written to detect a predetermined time by the timer or the like, so that it is determined that the pump-discharge operation state with that this state continues.
[0020]
FIG. 5 is a QH diagram showing detection of the shutoff operation state of the pump according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, when the rotational speed Hz of the pump decreases to a rotational speed HzB corresponding to the control target pressure PB during the cutoff operation, the pump rotational speed is set to the cutoff corresponding to the control target pressure PB during the cutoff operation. The rotational speed is lowered to a slightly lower rotational speed (HzB-1 Hz) than the operating speed HzB. Then, at that time, it is monitored for a certain time whether or not the pressure detected by the pressure sensor falls below a predetermined value (PB-1m). If the detected pressure does not decrease, the detected pressure of the pressure sensor is not changed by the check valve even if the pump rotation speed is decreased, so that it is determined that the engine is in the cutoff operation state. When the pump is operated at a reduced rotation speed and the pressure detected by the pressure sensor decreases, the pump is not in a complete shut-off operation state, and normal operation of the pump is continued. Then, in the operation of stopping the small amount of water of the pump, the rotational speed is increased to HzB 'so that the discharge pressure is, for example, about +3 m with respect to the pressure PB at the time of detecting the cutoff operation, and then the pump is stopped.
[0021]
FIG. 6 shows a flowchart of the operation in this embodiment. Sometimes speed Hz of the pump is reduced to the rotational speed HzB corresponding to the control target pressure PB during discharge operation, rotation is reduced by 1Hz than discharge operation speed HzB corresponding rotational speed Hz of the pump to the control target pressure PB Set to speed (Hz = Hz B -1 Hz). And it is confirmed whether the detection pressure P of the pressure sensor at that time is below a predetermined value (PB-1m). That is, to check whether there is only reduced pressure or 1m from the control eyes Shimegi圧 force PB. Here, the state is observed for a predetermined time, for example, 10 seconds. If the detected pressure of the pressure sensor does not drop below the predetermined value (PB-1m) at this time, “No” is set, and a small water amount stop operation is performed in which the pressure accumulation operation is performed and then the pump is stopped.
[0022]
In the small water amount stop operation, the control target pressure is raised to PB + 3 m and the pressure accumulation operation is performed. If the rotation speed of the pump becomes 1 Hz or more higher than the corresponding shut-off operation speed HzB 'during the pressure accumulation operation, the pump is returned to the normal operation and operated. That is, when the normal pressure accumulation operation is continued, the pump is operated at the control target pressure (PB + 3 m) and the rotation speed HzB ′ corresponding thereto. However, if the water supply flow rate is increased to cancel the shut-off operation state during the pressure accumulation operation, it is considered that the small water amount stop state has been released, and the pump returns to the normal operation. In addition, it is preferable to check the state of decrease in the pressure detected by the pressure sensor after the pump is stopped. When the time change of the decrease in the detected pressure is large, it is judged that the water supply flow rate to the customer side has increased, and the pump is started even if the detected pressure of the pressure sensor does not decrease to the predetermined start pressure. Is preferred. As a result, when the water supply flow rate suddenly increases, it is possible to respond quickly and prevent the water supply pressure from decreasing.
[0023]
In the above embodiment, the example in which the shutoff operation state of the pump is compared with the shutoff operation pressure corresponding to the rotational speed and the detected pressure has been described, but various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, examples are possible.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to enter a small water amount stop operation by detecting a state where the feed water flow rate is zero without using an expensive flow switch. For this reason, since a flow switch becomes unnecessary, a long-life and inexpensive water supply apparatus can be provided. Since the pump can be stopped by entering the pressure accumulating operation when the feed water flow rate is zero, an ideal small water amount stopping operation can be realized. In addition, even when there is a change in the water supply flow rate on the consumer side, the pump can be started quickly, so that a stable water supply operation can be performed without causing a pressure drop or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of an operation control apparatus for a water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a QH characteristic diagram illustrating detection of a shutoff operation state of the pump according to the embodiment of this invention.
FIG. 4 is a control flow diagram corresponding to FIG. 3;
FIG. 5 is a QH characteristic diagram illustrating detection of a shutoff operation state of a pump according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a control flow diagram corresponding to FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram showing an outline of a conventional water supply device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
21 Table of pump rotation speed and deadline pressure P1, P2 Pump
Claims (3)
前記ポンプの制御目標圧力は、吐出圧力一定制御又は推定末端圧力一定制御に従って制御され、
前記ポンプの回転速度と該回転速度に対応した締切圧力との関係を示すデータテーブルを備え、
前記ポンプの回転速度が締切運転時における制御目標圧力に対応した締切運転速度に減少した時に、前記ポンプの回転速度を該締切運転時における前記制御目標圧力に対応した前記締切運転速度よりも少し低い速度迄低下させ、その時点で前記圧力センサの検出圧力が所定値以下に低下するか否かを一定時間監視し、低下しない場合に締切運転状態であると判断し、ポンプの小水量停止動作に入ることを特徴とした給水装置。In a water supply apparatus comprising a pump, a pressure sensor for detecting a pressure on the discharge side via a check valve of the pump, and a means for controlling the rotational speed of the pump corresponding to the pressure,
The control target pressure of the pump is controlled according to the discharge pressure constant control or the estimated terminal pressure constant control,
A data table showing the relationship between the rotational speed of the pump and the cutoff pressure corresponding to the rotational speed ;
Sometimes the rotational speed of the pump is reduced to discharge operation speed corresponding to the control target pressure during discharge operation, the rotational speed of the pump slightly lower than the discharge operation speed corresponding to the control target pressure during the discharge operation The speed is reduced to a speed, and at that time, it is monitored whether or not the detected pressure of the pressure sensor falls below a predetermined value for a certain period of time. Water supply device characterized by entering.
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