JP4678798B2 - Water supply apparatus and water supply apparatus control method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水装置及び給水装置制御方法に関し、特にポンプの能力の範囲内でポンプの仕様範囲(使用許容範囲)を拡大可能にした技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ビルや居住用中高層の建物などに給水する給水装置は、ポンプ、ポンプ駆動モータ、圧力タンク、吐出圧検出手段、ポンプの回転数(つまり、モータ回転数)を制御する制御装置を備えている。前記ビルや建物の各々毎に高さが一定であるため、給水装置の必要な吐出圧はほぼ一定で大きくは変動しない。この種の従来の給水装置では、ポンプが定格流量時に定格出力となるポンプ回転数を最高回転数と定義し、その最高回転数以下の領域で必要な流量を発生させるようにポンプ回転数を時々刻々制御している。
【0003】
例えば、図5に示すように、回転数N=Nmax(最高回転数)のライン100と実際に使用可能なポンプの最大能力ライン102との交点において、モータ駆動電流が定格電流Icとなり、ライン100の下の領域(つまり、ポンプ仕様範囲)でポンプを使用している。このように、従来は通常、ある型式の給水装置におけるポンプの最高回転数は、その機種の全部の給水装置に共通に例えば3,600rpmのように設定されることになる。
【0004】
一方、特開平11−287195号公報には、ターボ形ポンプ、ポンプ駆動用の交流モータ、このモータの回転数を調整するインバータとを有するポンプユニットにおいて、ポンプの流量と発生揚程の関係がモータの定格出力内において任意の特性となるように、インバータの出力周波数(f)に対する出力電圧(V)の関係を予め設定し、モータの電流を一定に制御しながら、前記設定した特性を発揮させるポンプの特性制御装置が記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示すライン100の下のポンプ仕様範囲101(使用許容範囲)でのみポンプを運転する場合は、各ポンプ回転数毎にモータ電流が定格電流値Icとなる最大能力ライン102とライン100とで囲まれる領域103は、ポンプを運転可能であるにもかかわらず、全く利用しない領域であるから、ポンプの能力をフル活用してないことになる。その結果、給水装置の汎用性を高めにくく、常にビルや建物の給水要求に対して過剰能力の給水装置を採用することになり、設備経済的に不利で、ランニングコスト面でも不利である。
【0006】
前記公報の制御技術では、モータの電流を一定(例えば、定格電流)に制御しながらポンプを運転するため、ポンプやモータの能力をフルに活用できるけれども、給水装置などのように給水流量(つまり、負荷)が常時変動する装置に適した制御技術とは言い難い。本発明の目的は、ポンプの最高回転数をポンプの使用状態に応じて適宜更新しつつ、ポンプを最高能力の範囲内で使用可能にする給水装置と給水装置制御方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の給水装置は、ポンプと、ポンプ駆動モータと、圧力タンクと、ポンプの吐出圧を検出する圧力検出手段と、給水系の要求に基づき前記ポンプを起動または停止させると共に検出吐出圧が目標圧力値となるようにポンプ回転数を変化させて吐出圧を制御する制御手段とを備えた給水装置において、前記制御手段は、ポンプ最高回転数Nmaxをポンプ目標最高回転数値Nmに更新しそのポンプ最高回転数Nmaxをポンプ回転数Nxが超えないようにポンプ回転数Nxを制御すると共に、給水装置の電源投入後または圧力設定変更後は、吐出流量零で運転電流値が定格電流値となる予め設定されたポンプ運転可能最高回転数Ncをポンプ目標最高回転数値Nmとしてポンプ回転数Nxを制御し、ポンプ運転中に運転電流値が定格電流値となったときのポンプ回転数Nxをメモリに記憶しておき、給水系の要求による次回ポンプ起動時にはポンプ目標最高回転数値Nm前記メモリに記憶されたポンプ回転数Nxに更新してポンプを制御することを特徴とするものである。
【0008】
吐出流量零で運転電流値が定格電流値となる予め設定されたポンプ回転数Ncとは、ポンプの運転可能最高回転数であり、制御手段は、ポンプ最高回転数Nmaxをポンプ目標最高回転数値Nmに更新しそのポンプ最高回転数Nmaxをポンプ回転数Nxが超えないようにポンプ回転数Nxを制御すると共に、給水装置の電源投入後または圧力設定変更後は、前記の運転可能最高回転数Ncをポンプの目標最高回転数値Nmとしてポンプ回転数Nxを制御する。その後、制御手段は、ポンプの運転中に運転電流値が定格電流値となったときのポンプ回転数Nxをメモリに記憶しておき、給水系の要求による次回ポンプ起動時にはポンプ目標最高回転数値Nm前記メモリに記憶されたポンプ回転数Nxに更新してポンプを制御する。
【0009】
給水装置では、その設置場所や使用条件に応じて吐出圧の圧力設定値を設定し、その圧力設定値または圧力設定値をもとに決定される目標圧力値となるようにポンプ回転数を制御する。制御手段は、圧力設定値または目標圧力値に基づいてポンプの回転数を制御していくが、ポンプの吐出流量が増加する程運転電流値が増加し、運転電流値が定格電流値となったときの吐出流量が最大吐出流量である。圧力設定値Psが高くなる程最大吐出流量が少なくなる。
【0010】
そのため、ポンプの運転中に運転電流値が定格電流値となったときのポンプ回転数Nxは、給水装置に設定された圧力設定値を反映したポンプ最高回転数である。このポンプ回転数Nxをメモリに記憶しておき、給水系の要求による次のポンプ起動時にはポンプ最高回転数をNxに更新してポンプを制御するので、ポンプの使用状態(或いは、圧力設定値)に適合するようにポンプ最高回転数を更新しながらポンプを運転することができ、給水装置の使用条件に応じてポンプの能力を最大限発揮させることができる。
【0011】
請求項2の給水装置制御方法は、ポンプと、ポンプ駆動モータと、圧力タンクと、給水系の要求に基づき前記ポンプを起動または停止させると共にポンプ回転数を変化させて吐出圧を制御する制御手段とを備えた給水装置を制御する方法において、前記制御手段は、ポンプ最高回転数Nmaxをポンプ目標最高回転数値Nmに更新しそのポンプ最高回転数Nmaxをポンプ回転数Nxが超えないようにポンプ回転数Nxを制御し、給水装置の電源投入後または圧力設定変更後に、吐出流量零で運転電流値が定格電流値となる予め設定されたポンプ運転可能最高回転数Ncをポンプ目標最高回転数値Nmとしてポンプ回転数Nxを制御する第1工程と、その後、ポンプ運転中に運転電流値が定格電流値となったときのポンプ回転数Nxをメモリに記憶する第2工程と、その後、給水系の要求によるポンプ起動時にはポンプ目標最高回転数値Nm前記メモリに記憶されたポンプ回転数Nxに更新してポンプを制御する第3工程とを備えたことを特徴とするものである。
【0012】
第1工程では、給水装置の電源投入後または圧力設定変更後に、吐出流量零で運転電流値が定格電流値となる予め設定されたポンプ運転可能最高回転数Ncをポンプ目標最高回転数値Nmとしてポンプ回転数Nxを制御する。その後、第2工程では、ポンプ運転中に運転電流値が定格電流値となったときのポンプ回転数Nxをメモリに記憶する。その後、第3工程では、給水系の要求によるポンプ起動時にはポンプ目標最高回転数値Nm前記メモリに記憶されたポンプ回転数Nxに更新してポンプ回転数Nxを制御する。従って、請求項1と同様の作用が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ビルや中高層の居住用の建物に装備されて、ビルや建物内の各階に給水する給水装置に本発明を適用した場合の一例である。尚、以下の説明は、給水装置の説明と、給水装置制御方法の説明と含むものである。
【0014】
図1に示すように、この給水装置1は、水道本管に接続された吸入管11に並列接続されたターボ形多段ポンプ12,13、これらポンプ12,13を夫々駆動する3相交流電動機からなるポンプ駆動モータ14,15、ポンプ12,13の吐出管16,17に夫々接続された逆止弁18,19および仕切弁20,21、これら吐出管16,17に接続されビルや建物内部に設置された給水系に接続される給水管22、この給水管22に接続され吐出圧を検出する圧力発信器23および圧力タンク24(給水用アキュムレータ)、モータ14,15を制御する制御ユニット30、この制御ユニット30に接続された操作パネル31などを有し、この給水装置1は図示外のキャビネット内に組み込まれたキャビネット型給水装置に構成される場合もある。
【0015】
前記制御ユニット30は、CPU32とROM33とRAM34を含むマイクロコンピュータ、入出力インターフェース35、インバータを含むモータ駆動回路36,37などを有し、圧力発信器23と操作パネル31は入出力インターフェース35に接続されている。操作パネル31には、電源スイッチ、1号ポンプ12と2号ポンプ13を夫々選択するスイッチ、自動運転スイッチ、手動運転スイッチ、停止スイッチ、ディスプレイ、圧力設定スイッチ、及びその他の種々のスイッチなどが設けられている。
【0016】
前記マイクロコンピュータのROM33には、図3、図4のフローチャートに示すポンプ自動運転制御のフローチャートとこの制御に付随する種々の演算式などが予め入力格納されている。前記マイクロコンピュータのRAM34には、CPU32により前記の制御を実施する際に必要な種々のワークメモリが設けられている。
【0017】
最初に、この給水装置1に採用されているポンプ自動運転制御の概要について図2を参照して説明する。但し、以下の説明は、一方のポンプ12を運転する場合を例として説明する。図2の曲線38は、複数のポンプ回転数Nにおいてモータ14の運転電流値Iが定格電流値Icとなる複数の点を結んだ曲線であり、ポンプ12の最大能力線である。給水装置1の電源投入後には、吐出流量零とした場合に運転電流値Iが定格電流値Icとなるポンプ運転可能最高回転数Nc(点Acのポンプ回転数)を暫定的な最高回転数Nmaxとしてポンプ12を制御し、ポンプ最高回転数Nmaxをポンプ目標最高回転数値Nmに更新しそのポンプ最高回転数Nmaxをポンプ回転数Nxが超えないようにポンプ回転数Nxを制御する。圧力設定値Psを変更設定した場合にも前記と同様である。
【0018】
その後、圧力設定値Psを例えばP1としてポンプ12を運転中に、運転電流値Iが定格電流値Icとなったときのポンプ回転数Nx(但し、点A1を通るポンプ回転数N1)をRAM34のメモリに記憶し、次回ポンプ起動時にはポンプ最高回転数NmaxをNx(=N1)に更新してポンプ12を制御する。この場合の吐出流量の最大値は点A1に対応する流量であり、吐出圧を圧力設定値Psに維持するため、吐出流量の増減に応じてポンプ回転数を増減させるような制御が行われる。
【0019】
一方、圧力設定値Psを例えばP2としてポンプ12を運転中には、点A2で運転電流値Iが定格電流値Icとなったときのポンプ回転数Nx(但し、点A2を通るポンプ回転数N2)をRAM34のメモリに記憶し、次回ポンプ起動時にはポンプ最高回転数NmaxをNx(=N2)に更新してポンプ12を制御することになる。こうして、ポンプ12が稼動できる最大能力内の範囲をポンプの仕様範囲(使用許容範囲)として、ポンプ12を運転することができ、ポンプの仕様範囲(使用許容範囲)を大幅に拡大することができる。
【0020】
次に、前記ポンプ12を自動運転するポンプ自動運転制御について図3、図4のフローチャートに基づいて説明する。尚、図中符号Si(i=1,2,・・)は各ステップを示す。給水装置1の電源投入によりこの制御が開始されると、最初にRAM34のワークメモリをクリアしたりする必要な初期設定が実行され(S1)、次にポンプ12の目標最高回転数値Nmとして吐出流量零で運転電流値Iが定格電流値Icとなるポンプ運転可能最高回転数Ncが予め設定される(S2)。
【0021】
次に、予め設定されてRAM34のメモリに記憶されている圧力設定値Psが読込まれ(S3)、圧力発信器23から検出圧力Pdが読込まれる(S4)。次に検出圧力Pdが所定の起動圧力Pk以下か否か判定され(S5)、Pd≦Pkでない場合はポンプ12を起動する必要がないためS3へ戻る。Pd≦Pkの場合はポンプ12を起動する必要があるため、ポンプ最高回転数Nmaxに前記目標最高回転数値Nmが与えられ(S6)、次に圧力設定値Psを所定の演算式に適用して目標圧力Ptが演算され(S7)、ポンプ12が起動される(S8)。
【0022】
次に、圧力発信器23から検出圧力Pdが読込まれ(S9)、検出圧力Pdと目標圧力Ptとが比較される(S10)。Pd>Ptの場合はS11においてポンプ回転数Nxを僅かに減速する減速処理が実行される。この場合、モータ駆動回路36のインバータの出力周波数を所定減少分小さく調整する制御信号がモータ駆動回路36に出力され、その後S16へ移行する。Pd<Ptの場合はS12においてポンプ回転数Nxを僅かに増速する増速処理が実行される。
【0023】
この場合、モータ駆動回路36のインバータの出力周波数を所定増加分大きく調整する制御信号がモータ駆動回路36に出力される。尚、この増速処理においては、今回増速されたポンプ回転数Nxがポンプ最高回転数Nmax以上か否か判定し、Nx>Nmaxの場合にはNx=Nmaxに設定することで、ポンプ回転数Nxがポンプ最高回転数Nmaxを越えないように制御している。
【0024】
S12の次のS13では、モータ駆動回路36内の電流検出部からの所定の信号に基づいて演算したモータ駆動電流Iが読込まれ、次にそのモータ駆動電流Iが定格電流Ic以上か否か判定し(S14)、I≧Icでない場合はS16へ移行し、I≧Icである場合は目標最高回転数値Nmに現在のポンプ回転数Nxが与えられてRAM34のメモリに記憶され(S15)、その後S16へ移行する。尚、S10の判定の結果、Pd=Ptである場合はS16へ移行する。
【0025】
S16では、前回のS16の演算処理の時点から今回のS16の演算処理の時点までに、圧力設定値Psが変更されたか否か判定され、変更無しの場合はS19へ移行する。但し、圧力設定値Psが変更された場合には、S2と同様に、最高回転数値Nmとして吐出流量零で運転電流値Iが定格電流値Icとなるポンプ回転数Ncが設定される。次に圧力設定値Psが読込まれ(S18)、S19へ移行する。
【0026】
S19においては、圧力設定値Psとインバータの出力周波数(これは、ポンプ吐出流量に比例している)を、所定のマップ又は演算式に適用して、ビルや建物内の給水系の末端圧力を一定にするような目標圧力Ptが演算され、次にS20で所定のポンプ停止条件が成立したか否か判定し、ポンプ停止条件が成立してない場合はS9に戻ってS9以降が繰り返し実行され、また、ポンプ停止条件が成立した場合は、ポンプ12を停止させる停止処理が実行され(S21)、その後S3へ移行し、S3以降が繰り返し実行される。
【0027】
以上説明したように、この給水装置1によれば、電源投入後または圧力設定変更後は、吐出流量零で運転電流値Iが定格電流値Icとなる予め設定された運転回転数Nc(運転可能最高回転数)を最高回転数としてポンプ12を制御するため、ポンプ12の最高回転数を設定する必要がないから操作が簡単になる。
【0028】
ポンプ12の運転中に運転電流値Iが定格電流値Icとなったときのポンプ回転数NxをNmとして記憶しておき、次回ポンプ起動時にはポンプ最高回転数NmaxをNmに更新してポンプ12を制御するので、ポンプ12の使用条件や圧力設定値Psに適合するようにポンプ最高回転数maxを更新しながらポンプ12を運転することができ、ポンプ12の能力を最大限発揮させることができる。その結果、ポンプ12の仕様範囲(使用許容範囲)を大幅に拡大することができ、給水装置の汎用性を高めることができ、設備経済性やランニングコストの低減を図ることができる。
【0029】
尚、前記実施形態を部分的に変更して実施可能であり、例えば、フローチャート中のS16〜S18のステップは、別途割り込み処理で実行してもよい。前記のフローチャートには省略した圧力設定値Psを設定する処理も別途割り込み処理で実行してもよい。
【0030】
また、請求項1,2に記載の「吐出流量零で運転電流値が定格電流値となる予め設定されたポンプ回転数Nc」は、理論上あり得る最高回転数ではあるが、このポンプ回転数Ncの代わりに、「吐出流量が零に近い所定少量で運転電流値が定格電流値となる予め設定されたポンプ回転数Nc’」を採用してもよい。尚、前記給水装置1はキャビネット型の給水装置以外の給水装置でもよい。その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、種々の変更を付加した形態で実施可能である。
【0031】
【発明の効果】
請求項1の給水装置によれば、電源投入後または圧力設定変更後は、吐出流量零で運転電流値が定格電流値となる予め設定された運転回転数Nc(運転可能最高回転数)を最高回転数としてポンプを制御するため、ポンプの最高回転数を設定する必要がないから操作が簡単になる。
【0032】
ポンプ運転中に運転電流値が定格電流値となったときのポンプ回転数Nxをメモリに記憶しておき、次回ポンプ起動時にはポンプ最高回転数をNxに更新してポンプを制御するので、ポンプの使用条件(或いは、圧力設定値又は目標圧力)に適合するようにポンプ最高回転数を更新しながらポンプを運転することができ、ポンプの能力を最大限発揮させることができる。そして、ポンプの仕様範囲(使用許容範囲)を大幅に拡大することができ、給水装置の汎用性を高めることができ、設備経済性やランニングコストの低減を図ることができる。
【0033】
請求項2の給水装置制御方法によれば、前記第1工程と、第2工程と、第3工程を備えているため、基本的に請求項1と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る給水装置の全体構成図である。
【図2】ポンプ自動運転制御の概要を説明する説明図である。
【図3】ポンプ自動運転制御のフローチャートの一部である。
【図4】ポンプ自動運転制御のフローチャートの残部である。
【図5】従来の給水装置のポンプ仕様範囲と最大能力ライン等の説明図である。
【符号の説明】
1 給水装置
12,13 ポンプ
14,15 ポンプ駆動モータ
23 圧力発信器
24 圧力タンク
30 制御ユニット
31 操作パネル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water supply apparatus and a water supply apparatus control method, and more particularly to a technique that enables expansion of a pump specification range (allowable use range) within a pump capacity range.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a water supply device that supplies water to buildings, residential high-rise buildings, and the like includes a pump, a pump drive motor, a pressure tank, discharge pressure detection means, and a control device that controls the rotation speed of the pump (that is, the motor rotation speed). Yes. Since the height of each building or building is constant, the required discharge pressure of the water supply device is substantially constant and does not vary greatly. In this type of conventional water supply system, the pump rotation speed at which the pump has a rated output at the rated flow rate is defined as the maximum rotation speed, and the pump rotation speed is sometimes changed so that the required flow rate is generated in the region below the maximum rotation speed. Control every moment.
[0003]
For example, as shown in FIG. 5, the motor drive current becomes the rated current Ic at the intersection of the line 100 having the rotation speed N = N max (maximum rotation speed) and the maximum capacity line 102 of the pump that can actually be used. The pump is used in the area below 100 (that is, the pump specification range). Thus, conventionally, the maximum number of revolutions of a pump in a certain type of water supply device is usually set to, for example, 3,600 rpm in common for all the water supply devices of that model.
[0004]
On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-287195, in a pump unit having a turbo pump, an AC motor for driving the pump, and an inverter for adjusting the rotational speed of the motor, the relationship between the flow rate of the pump and the generated head is shown in FIG. A pump that presets the relationship of the output voltage (V) with respect to the output frequency (f) of the inverter so as to have an arbitrary characteristic within the rated output, and exhibits the set characteristic while controlling the motor current constant. A characteristic control device is described.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the pump is operated only in the pump specification range 101 (allowable use range) below the line 100 shown in FIG. 5, the maximum capacity line 102 and the line 100 at which the motor current becomes the rated current value Ic at each pump rotation speed The area 103 surrounded by is an area where the pump can be operated but is not used at all, and therefore, the capacity of the pump is not fully utilized. As a result, it is difficult to improve the versatility of the water supply device, and a water supply device having an excessive capacity is always adopted for the water supply requirements of buildings and buildings, which is disadvantageous in terms of equipment economy and running cost.
[0006]
In the control technology of the above publication, the pump is operated while the motor current is controlled to be constant (for example, rated current), so that the capacity of the pump and the motor can be fully utilized. It is difficult to say that the control technology is suitable for a device whose load is constantly fluctuating. An object of the present invention is to provide a water supply device and a water supply device control method that enable the pump to be used within the maximum capacity range while appropriately updating the maximum rotation speed of the pump according to the use state of the pump.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The water supply device according to claim 1 is a pump, a pump drive motor, a pressure tank, pressure detection means for detecting a discharge pressure of the pump, and starting or stopping the pump based on a request of a water supply system, and a detected discharge pressure. In a water supply apparatus comprising a control means for controlling the discharge pressure by changing the pump rotation speed so as to achieve a target pressure value, the control means updates the pump maximum rotation speed Nmax to the pump target maximum rotation speed value Nm. The pump rotation speed Nx is controlled so that the pump rotation speed Nx does not exceed the pump maximum rotation speed Nmax, and the operating current value becomes the rated current value at zero discharge flow rate after the water supply device is turned on or after the pressure setting is changed. controls pump speed Nx a preset pump operable maximum speed Nc as the pump target maximum speed value Nm, the rated current is the operating current values during pump operation And it stores the pump speed Nx in a memory of the time was, the feed water system pump and update the pump target maximum speed value Nm in pump speed Nx stored in the memory in the next pump startup requested by It is characterized by controlling.
[0008]
The preset pump rotation speed Nc at which the operation current value becomes the rated current value at a discharge flow rate of zero is the maximum rotation speed at which the pump can be operated, and the control means sets the pump maximum rotation speed Nmax to the pump target maximum rotation speed value Nm. The pump rotation speed Nx is controlled so that the pump rotation speed Nx does not exceed the pump maximum rotation speed Nmax, and after the water supply device is turned on or after the pressure setting is changed, the above-mentioned maximum operable rotation speed Nc is set. controls the pump speed Nx as the target maximum speed value Nm of the pump. Thereafter, the control means, the pump rotational speed Nx is stored in memory, the pump target maximum rotational speed value at the next pump start by the feed water system requests when the operating current value becomes the rated current value during operation of the pump The pump is controlled by updating Nm to the pump rotation speed Nx stored in the memory .
[0009]
In the water supply device, the pressure setting value for the discharge pressure is set according to the installation location and usage conditions, and the pump speed is controlled so that the target pressure value is determined based on the pressure setting value or the pressure setting value. To do. The control means controls the number of revolutions of the pump based on the pressure setting value or the target pressure value, but the operating current value increases as the pump discharge flow rate increases, and the operating current value becomes the rated current value. Is the maximum discharge flow rate. The maximum discharge flow rate decreases as the pressure set value Ps increases.
[0010]
Therefore, the pump speed Nx when the operating current value becomes the rated current value during the operation of the pump is the pump maximum speed reflecting the pressure set value set in the water supply device. The pump rotation speed Nx is stored in the memory, and the pump is controlled by updating the pump maximum rotation speed to Nx at the next pump start-up according to the request of the water supply system, so that the pump usage state (or pressure setting value) The pump can be operated while updating the pump maximum rotation speed so as to conform to the above, and the capacity of the pump can be maximized according to the use conditions of the water supply device.
[0011]
The water supply device control method according to claim 2 is a control means for controlling the discharge pressure by starting or stopping the pump and changing the number of revolutions of the pump based on the requirements of the pump, the pump drive motor, the pressure tank, and the water supply system. The control means updates the pump maximum rotation speed Nmax to the pump target maximum rotation speed value Nm and rotates the pump so that the pump rotation speed Nx does not exceed the pump maximum rotation speed Nmax. control the number Nx, after power-on or after the pressure setting change of the water supply device, the operating current value becomes the rated current value in the discharge flow rate zero preset pump operable maximum speed Nc of the pump target maximum speed value Nm memory a first step of controlling the pump speed Nx, then the pump speed Nx when the operating current value is the rated current during pump operation as A second step of storing, then, during pump start by the water supply system request and a third step of controlling the pump to update the pump target maximum speed value Nm in pump speed Nx stored in the memory It is characterized by this.
[0012]
In the first step, after power up or after a pressure setting change of the water supply device, a pump drivable maximum rotational speed Nc the operating current value is set in advance becomes the rated current value in the discharge flow rate zero as the pump target maximum speed value Nm The pump speed Nx is controlled. Thereafter, in the second step, the pump rotational speed Nx when the operating current value becomes the rated current value during the pump operation is stored in the memory. Thereafter, in a third step, during pump start by the water supply system requirements of the pump target maximum speed value Nm is updated to pump speed Nx stored in the memory to control the pump speed Nx. Therefore, the same effect as in the first aspect can be obtained.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. The present embodiment is an example of a case where the present invention is applied to a water supply device that is installed in a building or a medium- and high-rise residential building and supplies water to each floor in the building or building. In addition, the following description includes the description of the water supply device and the description of the water supply device control method.
[0014]
As shown in FIG. 1, the water supply apparatus 1 includes turbo-type multistage pumps 12 and 13 connected in parallel to a suction pipe 11 connected to a water main, and a three-phase AC motor that drives the pumps 12 and 13, respectively. The check valves 18 and 19 and the gate valves 20 and 21 connected to the discharge pipes 16 and 17 of the pump drive motors 14 and 15 and the pumps 12 and 13 , respectively. A water supply pipe 22 connected to the installed water supply system, a pressure transmitter 23 connected to the water supply pipe 22 for detecting discharge pressure, a pressure tank 24 (water supply accumulator), a control unit 30 for controlling the motors 14 and 15; An operation panel 31 connected to the control unit 30 is provided, and the water supply device 1 is configured as a cabinet-type water supply device incorporated in a cabinet (not shown). There is also.
[0015]
The control unit 30 includes a microcomputer including a CPU 32, a ROM 33 and a RAM 34, an input / output interface 35, motor drive circuits 36 and 37 including an inverter, and the pressure transmitter 23 and the operation panel 31 are connected to the input / output interface 35. Has been. The operation panel 31 is provided with a power switch, a switch for selecting the No. 1 pump 12 and the No. 2 pump 13, an automatic operation switch, a manual operation switch, a stop switch, a display, a pressure setting switch, and other various switches. It has been.
[0016]
The ROM 33 of the microcomputer stores in advance a flow chart of automatic pump operation control shown in the flow charts of FIGS. 3 and 4 and various arithmetic expressions associated with this control. The RAM 34 of the microcomputer is provided with various work memories necessary when the CPU 32 performs the control.
[0017]
Initially, the outline | summary of the pump automatic operation control employ | adopted as this water supply apparatus 1 is demonstrated with reference to FIG. However, the following description demonstrates the case where one pump 12 is drive | operated as an example. A curve 38 in FIG. 2 is a curve connecting a plurality of points at which the operating current value I of the motor 14 becomes the rated current value Ic at a plurality of pump rotation speeds N, and is a maximum capacity line of the pump 12. After the water supply device 1 is turned on, when the discharge flow rate is zero , the maximum operation speed Nc (the pump speed at the point Ac) at which the operation current value I becomes the rated current value Ic is set to the provisional maximum rotation speed N. The pump 12 is controlled as max , the pump maximum rotational speed Nmax is updated to the pump target maximum rotational speed Nm, and the pump rotational speed Nx is controlled so that the pump maximum rotational speed Nmax does not exceed the pump rotational speed Nx . The same applies to the case where the pressure set value Ps is changed and set.
[0018]
Thereafter, the pump rotational speed Nx (however, the pump rotational speed N1 passing through the point A1) when the operating current value I becomes the rated current value Ic during operation of the pump 12 with the pressure set value Ps as P1, for example, is stored in the RAM 34. The pump 12 is controlled by updating the maximum pump speed Nmax to Nx (= N1) when the pump is started next time. In this case, the maximum value of the discharge flow rate is the flow rate corresponding to the point A1, and in order to maintain the discharge pressure at the pressure setting value Ps, control is performed to increase or decrease the pump rotational speed in accordance with increase or decrease of the discharge flow rate.
[0019]
On the other hand, during operation of the pump 12 with the pressure set value Ps as P2, for example, the pump rotational speed Nx when the operating current value I becomes the rated current value Ic at the point A2 (however, the pump rotational speed N2 passing through the point A2) ) Is stored in the memory of the RAM 34, and the pump maximum speed Nmax is updated to Nx (= N2) when the pump is started next time to control the pump 12. Thus, the pump 12 can be operated by setting the range within the maximum capacity in which the pump 12 can operate as the pump specification range (allowable use range), and the pump specification range (use allowable range) can be greatly expanded. .
[0020]
Next, automatic pump operation control for automatically operating the pump 12 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. In the figure, symbol Si (i = 1, 2,...) Indicates each step. When this control is started by turning on the power of the water supply device 1, the initial setting necessary to clear the work memory of the RAM 34 is first executed (S 1), and then the discharge flow rate is set as the target maximum rotation value Nm of the pump 12. A pump- operable maximum rotational speed Nc at which the operating current value I becomes the rated current value Ic at zero is set in advance (S2).
[0021]
Next, the pressure set value Ps preset and stored in the memory of the RAM 34 is read (S3), and the detected pressure Pd is read from the pressure transmitter 23 (S4). Next, it is determined whether or not the detected pressure Pd is equal to or lower than a predetermined starting pressure Pk (S5). If Pd ≦ Pk is not satisfied, the pump 12 does not need to be started, and the process returns to S3. Since it is necessary to start the pump 12 when Pd ≦ Pk, the target maximum speed value Nm is given to the pump maximum speed N max (S6), and then the pressure set value Ps is applied to a predetermined arithmetic expression. The target pressure Pt is calculated (S7), and the pump 12 is activated (S8).
[0022]
Next, the detected pressure Pd is read from the pressure transmitter 23 (S9), and the detected pressure Pd and the target pressure Pt are compared (S10). In the case of Pd> Pt, a deceleration process for slightly decelerating the pump rotational speed Nx is executed in S11. In this case, a control signal for adjusting the output frequency of the inverter of the motor drive circuit 36 to be decreased by a predetermined decrease is output to the motor drive circuit 36, and then the process proceeds to S16. If Pd <Pt, a speed increasing process for slightly increasing the pump speed Nx is executed in S12.
[0023]
In this case, a control signal for adjusting the output frequency of the inverter of the motor drive circuit 36 to be increased by a predetermined increment is output to the motor drive circuit 36. Note that in the speed increasing process, since this speed increase by a pump rotational speed Nx is determined whether the pump maximum speed N max or more, in the case of Nx> N max is set to Nx = N max, Control is performed so that the pump rotational speed Nx does not exceed the pump maximum rotational speed Nmax .
[0024]
In S13 subsequent to S12, the motor drive current I calculated based on a predetermined signal from the current detection unit in the motor drive circuit 36 is read, and then it is determined whether or not the motor drive current I is equal to or greater than the rated current Ic. (S14) If I ≧ Ic, the process proceeds to S16. If I ≧ Ic, the current pump speed Nx is given to the target maximum speed value Nm and stored in the memory of the RAM 34 (S15). The process proceeds to S16. If Pd = Pt is determined as a result of the determination in S10, the process proceeds to S16.
[0025]
In S16, it is determined whether or not the pressure set value Ps has been changed from the time of the previous calculation process of S16 to the time of the current calculation process of S16. If there is no change, the process proceeds to S19. However, when the pressure set value Ps is changed, similarly to S2, the pump speed Nc at which the operating current value I becomes the rated current value Ic at the discharge flow rate zero is set as the maximum speed value Nm. Next, the pressure set value Ps is read (S18), and the process proceeds to S19.
[0026]
In S19, the pressure set value Ps and the output frequency of the inverter (which is proportional to the pump discharge flow rate) are applied to a predetermined map or calculation formula to determine the end pressure of the water supply system in the building or building. The target pressure Pt to be constant is calculated, and then it is determined in S20 whether or not a predetermined pump stop condition is satisfied. If the pump stop condition is not satisfied, the process returns to S9 and S9 and subsequent steps are repeatedly executed. If the pump stop condition is satisfied, a stop process for stopping the pump 12 is executed (S21), and then the process proceeds to S3, and S3 and subsequent steps are repeatedly executed.
[0027]
As described above, according to this water supply apparatus 1, after the power is turned on or after the pressure setting is changed, the preset operating rotational speed Nc (operable) at which the operating current value I becomes the rated current value Ic at zero discharge flow rate. Since the pump 12 is controlled with the maximum number of revolutions) as the maximum number of revolutions, it is not necessary to set the maximum number of revolutions of the pump 12, so that the operation is simplified.
[0028]
The pump rotational speed Nx when the operating current value I becomes the rated current value Ic during operation of the pump 12 is stored as Nm, and the pump maximum rotational speed Nmax is updated to Nm at the next pump start-up. Therefore, the pump 12 can be operated while the maximum pump speed max is updated so as to match the use condition of the pump 12 and the pressure setting value Ps, and the capacity of the pump 12 can be maximized. . As a result, the specification range (usable allowable range) of the pump 12 can be greatly expanded, the versatility of the water supply device can be enhanced, and the facility economy and the running cost can be reduced.
[0029]
Note that the embodiment can be implemented by partially changing the embodiment. For example, steps S16 to S18 in the flowchart may be executed separately by interrupt processing. The process of setting the pressure set value Ps omitted in the flowchart may be executed as a separate interrupt process.
[0030]
Further, the “preset pump speed Nc at which the operation current value becomes the rated current value when the discharge flow rate is zero” described in claims 1 and 2 is a theoretical maximum speed, but this pump speed Instead of Nc, “a preset pump rotational speed Nc ′ at which the operation current value becomes the rated current value with a predetermined small amount of discharge flow rate close to zero” may be employed. The water supply device 1 may be a water supply device other than a cabinet-type water supply device. In addition, those skilled in the art can implement the invention with various modifications without departing from the spirit of the present invention.
[0031]
【The invention's effect】
According to the water supply device of the first aspect, after the power is turned on or after the pressure setting is changed, the preset operating rotational speed Nc (maximum operable rotational speed) at which the operating current value becomes the rated current value with the discharge flow rate zero is maximized. Since the pump is controlled as the number of revolutions, it is not necessary to set the maximum number of revolutions of the pump.
[0032]
The pump rotational speed Nx when the operating current value becomes the rated current value during the pump operation is stored in the memory, and the pump is controlled by updating the pump maximum rotational speed to Nx at the next pump startup. The pump can be operated while updating the pump maximum rotation speed so as to meet the use conditions (or the pressure set value or the target pressure), and the capacity of the pump can be maximized. And the specification range (usable allowable range) of a pump can be expanded significantly, the versatility of a water supply apparatus can be improved, and reduction of equipment economy and running cost can be aimed at.
[0033]
According to the water supply device control method of the second aspect, since the first step, the second step, and the third step are provided, basically the same effect as the first aspect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an outline of automatic pump operation control;
FIG. 3 is a part of a flowchart of pump automatic operation control.
FIG. 4 is the remaining part of the flow chart of automatic pump operation control.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a pump specification range and a maximum capacity line of a conventional water supply device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water supply apparatus 12, 13 Pump 14, 15 Pump drive motor 23 Pressure transmitter 24 Pressure tank 30 Control unit 31 Operation panel

Claims (2)

ポンプと、ポンプ駆動モータと、圧力タンクと、ポンプの吐出圧を検出する圧力検出手段と、給水系の要求に基づき前記ポンプを起動または停止させると共に検出吐出圧が目標圧力値となるようにポンプ回転数を変化させて吐出圧を制御する制御手段とを備えた給水装置において、
前記制御手段は、ポンプ最高回転数Nmaxをポンプ目標最高回転数値Nmに更新しそのポンプ最高回転数Nmaxをポンプ回転数Nxが超えないようにポンプ回転数Nxを制御すると共に、給水装置の電源投入後または圧力設定変更後は、吐出流量零で運転電流値が定格電流値となる予め設定されたポンプ運転可能最高回転数Ncをポンプ目標最高回転数値Nmとしてポンプ回転数Nxを制御し、ポンプ運転中に運転電流値が定格電流値となったときのポンプ回転数Nxをメモリに記憶しておき、給水系の要求による次回ポンプ起動時にはポンプ目標最高回転数値Nm前記メモリに記憶されたポンプ回転数Nxに更新してポンプを制御することを特徴とする給水装置。
A pump, a pump drive motor, a pressure tank, a pressure detection means for detecting the discharge pressure of the pump, and a pump so that the pump is started or stopped based on the demand of the water supply system and the detected discharge pressure becomes a target pressure value In a water supply apparatus comprising a control means for controlling the discharge pressure by changing the rotation speed,
The control means updates the pump maximum rotational speed Nmax to the pump target maximum rotational speed Nm, controls the pump rotational speed Nx so that the pump maximum rotational speed Nmax does not exceed the pump maximum rotational speed Nmax, and turns on the water supply device. after or after pressure setting change controls the pump speed Nx pump drivable maximum rotational speed Nc the operating current value is set in advance becomes the rated current value in the discharge flow rate zero as the pump target maximum speed value Nm, the pump the pump speed Nx when the operating current value is the rated current during operation is stored in the memory, the next time the pump starts by feed water system requests stored pump target maximum speed value Nm in the memory A water supply apparatus, wherein the pump is controlled by updating to a pump rotation speed Nx.
ポンプと、ポンプ駆動モータと、圧力タンクと、給水系の要求に基づき前記ポンプを起動または停止させると共にポンプ回転数を変化させて吐出圧を制御する制御手段とを備えた給水装置を制御する方法において、
前記制御手段は、ポンプ最高回転数Nmaxをポンプ目標最高回転数値Nmに更新しそのポンプ最高回転数Nmaxをポンプ回転数Nxが超えないようにポンプ回転数Nxを制御し、
給水装置の電源投入後または圧力設定変更後に、吐出流量零で運転電流値が定格電流値となる予め設定されたポンプ運転可能最高回転数Ncをポンプ目標最高回転数値Nmとしてポンプ回転数Nxを制御する第1工程と、
その後、ポンプ運転中に運転電流値が定格電流値となったときのポンプ回転数Nxをメモリに記憶する第2工程と、
その後、給水系の要求によるポンプ起動時にはポンプ目標最高回転数値Nm前記メモリに記憶されたポンプ回転数Nxに更新してポンプを制御する第3工程と、を備えたことを特徴とする給水装置制御方法。
A method for controlling a water supply apparatus comprising a pump , a pump drive motor, a pressure tank, and a control means for controlling the discharge pressure by starting or stopping the pump and changing the number of revolutions of the pump based on a request for a water supply system In
The control means updates the pump maximum rotation speed Nmax to the pump target maximum rotation speed value Nm, and controls the pump rotation speed Nx so that the pump rotation speed Nx does not exceed the pump maximum rotation speed Nmax.
After power-up or after the pressure setting change of the water supply device, the pump speed Nx pump drivable maximum rotational speed Nc the operating current value is set in advance becomes the rated current value in the discharge flow rate zero as the pump target maximum speed value Nm A first step to control;
Thereafter, a second step of storing in the memory the pump rotation speed Nx when the operating current value becomes the rated current value during the pump operation,
Thereafter, the water supply, characterized in that during pump start by the water supply system request with a third step of controlling the pump to update the pump target maximum speed value Nm in pump speed Nx stored in the memory, the Device control method.
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