JP5240322B2

JP5240322B2 - Water quality reforming system

Info

Publication number: JP5240322B2
Application number: JP2011125470A
Authority: JP
Inventors: 剛米田; 敦行真鍋; 康一野口
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP2011161445A

Description

この発明は、水使用機器や熱機器等の機器への給水の水質を改質する水質改質システムに関する。 The present invention relates to a water quality reforming system for reforming the quality of water supplied to equipment such as water-using equipment and heat equipment.

この種の水質改質システムとしては、純水を製造する純水製造装置（たとえば、特許文献１）を含むシステムが知られている。純水製造装置は、一般に、逆浸透膜を利用したものが多く用いられている。このような構成の純水製造装置は、逆浸透膜の溶媒は通すが溶質は透過させないという性質を利用して、被処理水の浸透圧より高い圧力をかけて、溶媒である水だけを選択的に透過させ、採取するようにしたものである。 As this type of water quality reforming system, a system including a pure water production apparatus (for example, Patent Document 1) for producing pure water is known. In general, a device using a reverse osmosis membrane is often used as a pure water production apparatus. The pure water production apparatus with such a configuration selects only water as the solvent by applying a pressure higher than the osmotic pressure of the water to be treated by utilizing the property that the solvent of the reverse osmosis membrane passes but does not permeate the solute. It is made to permeate and collect.

特開平５−２２０４８０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-220480

ところで、前記逆浸透膜は、水温により水の粘性や膜特性が変化するため、濾過処理流量が大きく変化してしまうという問題点を有する。濾過処理流量は、水温が低くなるほど低下するため、低温時でも定格流量を確保するためには、前記逆浸透膜の下流側の給水ラインに定流量弁を設けるとともに、前記逆浸透膜へ給水を供給する加圧ポンプの運転圧力を予め高く設定する必要がある。したがって、高温時には過剰な運転圧力となるため、年間を通じると、ほとんどがエネルギーロスになっている。 By the way, the reverse osmosis membrane has a problem that the flow rate of filtration treatment greatly changes because the viscosity of the water and the membrane characteristics change depending on the water temperature. Since the filtration flow rate decreases as the water temperature decreases, in order to ensure the rated flow rate even at low temperatures, a constant flow valve is provided in the water supply line on the downstream side of the reverse osmosis membrane, and water is supplied to the reverse osmosis membrane. The operating pressure of the pressure pump to be supplied needs to be set high in advance. Therefore, excessive operating pressure occurs at high temperatures, so most of the energy is lost throughout the year.

この発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、常に所定の処理流量が得られるような運転を行うことができる水質改質システムを提供することを目的とし、ひいては省エネ運転に寄与する水質改質システムを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a water quality reforming system that can be operated to always obtain a predetermined treatment flow rate. Therefore, it is to realize a water quality reforming system that contributes to energy-saving operation.

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、機器への給水の水質を改質する水質改質システムであって、給水中の不純物を逆浸透膜により除去し、生産された透過水を前記機器へ供給する逆浸透膜部と、給水を前記逆浸透膜部へ供給するポンプと、前記ポンプの回転数を出力周波数に応じて可変させるインバータと、前記逆浸透膜部への給水，前記逆浸透膜部からの透過水，または前記逆浸透膜部からの濃縮水の水温を検知する温度センサと、前記インバータへ指令信号を出力する制御部と、を備え、前記制御部は、前記逆浸透膜部を通過する給水の平均透過流束と、前記温度センサの検出値とに基づいて、式（１）によりポンプ運転圧力を算出し、このポンプ運転圧力に基づいて、式（２）によりポンプ運転周波数を算出し、このポンプ運転周波数に対応した指令信号を前記インバータへ出力することを特徴とする。
ポンプ運転圧力＝｛定格流量／（平均透過流束×温度補正係数）｝＋装置差圧＋出口背圧＋浸透圧−原水圧力・・・（１）
ポンプ運転周波数＝Ａ×（ポンプ運転圧力）^２＋Ｂ×（ポンプ運転圧力）＋Ｃ・・・（２）
ここで、
定格流量：単位時間あたりに逆浸透膜部を通過させようとする透過水の流量
平均透過流束：基準温度において、単位時間および単位圧力あたりに逆浸透膜部を通過する透過水の流量の平均値
温度補正係数：温度センサの検出値に基づいて算出される所定の値
装置差圧：水質改質システムの稼動開始時における逆浸透膜部の入口側と出口側との間の水圧差
出口背圧：逆浸透膜部の出口側の背圧
浸透圧：逆浸透膜の一次側にかかる給水の浸透圧
Ａ、Ｂ、Ｃは所定の係数
である。
The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is a water quality reforming system for reforming the quality of water supplied to equipment, and reverse osmosis impurities in the water. A reverse osmosis membrane part that supplies the produced permeated water to the device, removed by a membrane, a pump that supplies feed water to the reverse osmosis membrane part, and an inverter that varies the number of rotations of the pump according to the output frequency A temperature sensor for detecting the temperature of water supplied to the reverse osmosis membrane unit, the permeated water from the reverse osmosis membrane unit, or the concentrated water from the reverse osmosis membrane unit, and a control unit for outputting a command signal to the inverter; The control unit calculates the pump operating pressure by the equation (1) based on the average permeation flux of the feed water passing through the reverse osmosis membrane unit and the detected value of the temperature sensor, and the pump Based on the operating pressure, the equation (2) Calculating a flop operating frequency, and outputs a command signal corresponding to the pump operating frequency to the inverter.
Pump operating pressure = {Rated flow rate / (Average permeation flux × Temperature correction coefficient)} + Device differential pressure + Outlet back pressure + Osmotic pressure-Raw water pressure (1)
Pump operating frequency = A × (pump operating pressure) ² + B × (pump operating pressure) + C (2)
here,
Rated flow rate: Flow rate of permeated water to pass through reverse osmosis membrane unit per unit time
Average permeation flux: Average flow rate of permeate passing through the reverse osmosis membrane per unit time and pressure at the reference temperature
Temperature correction coefficient: A predetermined value calculated based on the detection value of the temperature sensor
Equipment differential pressure: Water pressure difference between the inlet and outlet sides of the reverse osmosis membrane at the start of operation of the water quality reforming system
Outlet back pressure: Back pressure on the outlet side of reverse osmosis membrane
Osmotic pressure: Osmotic pressure of water supply on the primary side of reverse osmosis membrane
A, B and C are predetermined coefficients
It is.

請求項１に係る水質改質システムによれば、ポンプの運転は、インバータにより行われる。制御部により、平均透過流束と温度センサの検出値とに基づいてポンプ運転圧力が算出され、このポンプ運転圧力に基づいて算出されたポンプ運転周波数に基づいて、インバータへ指令信号が出力される。これにより、水温変動などで処理流量が変化するような場合であっても、インバータによりポンプの回転数が調節され、常に所定の処理流量が得られるような運転が行われる。 According to the water quality reforming system of the first aspect, the pump is operated by the inverter. The control unit calculates the pump operating pressure based on the average permeation flux and the detected value of the temperature sensor, and outputs a command signal to the inverter based on the pump operating frequency calculated based on the pump operating pressure. . As a result, even if the processing flow rate changes due to fluctuations in the water temperature or the like, the operation is performed such that the rotation speed of the pump is adjusted by the inverter and a predetermined processing flow rate is always obtained.

本発明に係る水質改質システムによれば、水温変動などで処理流量が変化するような場合であっても、インバータによりポンプの回転数が調節され、常に所定の処理流量が得られるような運転を行うことができる。 According to the water quality reforming system of the present invention, even when the processing flow rate changes due to fluctuations in the water temperature or the like, the operation is such that the rotation speed of the pump is adjusted by the inverter and a predetermined processing flow rate is always obtained. It can be performed.

（ａ）はこの発明の水質改質システムの一実施形態を示す構成図であり、（ｂ）は圧力センサに関する補足説明図である。(A) is a block diagram which shows one Embodiment of the water quality reforming system of this invention, (b) is a supplementary explanatory drawing regarding a pressure sensor. この発明の水質改質システムの他の実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows other embodiment of the water quality reforming system of this invention. ポンプの制御に係る説明図である。It is explanatory drawing which concerns on control of a pump. 制御部の一処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one process of a control part. バックアップ制御におけるポンプの制御に係る説明図である。It is explanatory drawing which concerns on control of the pump in backup control. バックアップ制御における制御部の一処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one process of the control part in backup control.

つぎに、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１（ａ）は、この発明の水質改質システムの一実施形態を示す構成図であり、図１（ｂ）は、圧力センサに関する補足説明図である。また、図２は、この発明の水質改質システムの他の実施形態を示す構成図であり、図３は、ポンプの制御に係る説明図であり、さらに図４は、制御部の一処理を示すフローチャートである。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Fig.1 (a) is a block diagram which shows one Embodiment of the water quality reforming system of this invention, FIG.1 (b) is a supplementary explanatory drawing regarding a pressure sensor. 2 is a block diagram showing another embodiment of the water quality reforming system of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram relating to the control of the pump, and FIG. 4 shows one process of the control unit. It is a flowchart to show.

図１において、水質改質システム２１は、水使用機器（機器）２２への給水の水質を改質するためのシステムであって、前記水使用機器２２へ給水を供給する給水ライン２３と、給水中の不純物を除去する逆浸透膜部２４と、給水を前記逆浸透膜部２４へ供給するポンプ２５と、前記逆浸透膜部２４を通過した透過水の流量を検知する流量センサ２６と、前記ポンプ２５の回転数を出力周波数に応じて可変させるインバータ２７と、前記流量センサ２６からの流量検知信号に基づいて、前記インバータ２７へ指令信号を出力し、さらに他の制御も行う制御部２８と、給水の水温を検知する温度センサ２９と、給水の圧力を検知する圧力センサ３０とを備えて構成されている。以下、それぞれについて説明する。 In FIG. 1, a water quality reforming system 21 is a system for reforming the quality of water supplied to a water using device (device) 22, and includes a water supply line 23 that supplies water to the water using device 22, and a water supply A reverse osmosis membrane portion 24 for removing impurities therein, a pump 25 for supplying water to the reverse osmosis membrane portion 24, a flow rate sensor 26 for detecting a flow rate of permeated water that has passed through the reverse osmosis membrane portion 24, and An inverter 27 that varies the number of rotations of the pump 25 according to an output frequency, and a control unit 28 that outputs a command signal to the inverter 27 based on a flow rate detection signal from the flow rate sensor 26 and also performs other control. The temperature sensor 29 detects the temperature of the water supply, and the pressure sensor 30 detects the pressure of the water supply. Each will be described below.

前記給水ライン２３は、水の供給源３１から前記水使用機器２２へ給水を流すためのラインであって、その中間には、前記逆浸透膜部２４，前記ポンプ２５，前記流量センサ２６，前記温度センサ２９および前記圧力センサ３０がそれぞれ接続されている。前記供給源３１には、水道水，工業用水，地下水等の水源から供給される被処理水が貯留されている。この被処理水は、前記水質改質システム２１により水質が改質され、前記水使用機器２２へ供給されるようになっている。 The water supply line 23 is a line for flowing water from the water supply source 31 to the water using device 22, and the reverse osmosis membrane portion 24, the pump 25, the flow sensor 26, A temperature sensor 29 and the pressure sensor 30 are connected to each other. The supply source 31 stores treated water supplied from water sources such as tap water, industrial water, and groundwater. The water to be treated has its water quality modified by the water quality reforming system 21 and is supplied to the water use device 22.

前記水使用機器２２としては、半導体製造で用いられる部品洗浄装置，医療現場で用いられる医療器具洗浄装置等の各種洗浄装置などが挙げられる。 Examples of the water-using device 22 include various cleaning devices such as a component cleaning device used in semiconductor manufacturing and a medical instrument cleaning device used in a medical field.

前記逆浸透膜部２４は、給水中の不純物を除去するために、分子量が数十程度の物質を濾別可能な逆浸透膜（ＲＯ膜）を有する筒状の逆浸透膜モジュール（図示省略）を多数備えて構成されている。前記逆浸透膜は、たとえばポリアミド系複合合成膜を用いて形成されている。前記逆浸透膜は、各社から市販されており、容易に入手することができる。 The reverse osmosis membrane unit 24 is a cylindrical reverse osmosis membrane module (not shown) having a reverse osmosis membrane (RO membrane) capable of filtering out substances having a molecular weight of several tens to remove impurities in the water supply. It is comprised with many. The reverse osmosis membrane is formed using, for example, a polyamide composite composite membrane. The reverse osmosis membrane is commercially available from various companies and can be easily obtained.

さて、前記逆浸透膜部２４の一側へは、前記ポンプ２５から送り出された給水が流入するようになっている。前記逆浸透膜部２４内へ流入した給水は、前記逆浸透膜モジュールにより不純物が捕捉されるようになっている。前記逆浸透膜部２４の他側からは、透過水と濃縮水とがそれぞれ流出するようになっている。そして、透過水は、前記給水ライン２３を流れて、給水として前記水使用機器２２へ供給されるようになっている。一方、濃縮水は、その一部が排水ライン３２側へ流れるとともに、残部が循環水ライン３３を流れて前記ポンプ２５の上流側へ還流されるようになっている。 Now, water supplied from the pump 25 flows into one side of the reverse osmosis membrane portion 24. Impurities are trapped by the reverse osmosis membrane module in the feed water flowing into the reverse osmosis membrane portion 24. From the other side of the reverse osmosis membrane part 24, permeated water and concentrated water flow out, respectively. The permeated water flows through the water supply line 23 and is supplied to the water using device 22 as water supply. On the other hand, a part of the concentrated water flows to the drain line 32 side, and the remaining part flows through the circulating water line 33 and is returned to the upstream side of the pump 25.

前記ポンプ２５と前記供給源３１との間には、給水中のゴミ等を除去するためのプレフィルタ（図示省略）が設けられている。そして、前記ポンプ２５は、前記プレフィルタの下流側の前記給水ライン２３を流れる，ゴミ等が除去された給水を前記逆浸透膜部２４へ供給するためのものであって、その回転数は、前記ポンプ２５と接続された前記インバータ２７から出力される出力周波数に応じて可変するように構成されている（定流量制御がなされる。定流量制御については後述する。）。前記インバータ２７は、前記制御部２８と接続され、前記制御部２８からの指令信号により作動するように構成されている。 A pre-filter (not shown) is provided between the pump 25 and the supply source 31 for removing dust and the like in the water supply. The pump 25 is for supplying the reverse osmosis membrane section 24 with water from which dust and the like flowing through the water supply line 23 on the downstream side of the pre-filter is removed. It is configured to vary according to the output frequency output from the inverter 27 connected to the pump 25 (constant flow control is performed. The constant flow control will be described later). The inverter 27 is connected to the control unit 28 and is configured to operate in response to a command signal from the control unit 28.

前記流量センサ２６は、前記逆浸透膜部２４からの透過水の流量を検知し、流量検知信号を前記制御部２８へ出力するものであって、バルーンＡで示される位置，すなわち前記逆浸透膜部２４の下流側の前記給水ライン２３に接続されている。前記流量センサ２６からの流量検知信号は、前記インバータ２７への指令信号の生成に用いられるようになっている。 The flow sensor 26 detects the flow rate of the permeated water from the reverse osmosis membrane unit 24 and outputs a flow rate detection signal to the control unit 28, and is located at the position indicated by the balloon A, that is, the reverse osmosis membrane. It is connected to the water supply line 23 on the downstream side of the section 24. A flow rate detection signal from the flow rate sensor 26 is used to generate a command signal to the inverter 27.

前記逆浸透膜部２４の上流側の前記給水ライン２３，前記逆浸透膜部２４の下流側の前記給水ライン２３および前記排水ライン３２に接続されるバルーンＢは、前記温度センサ２９の位置を示している。前記温度センサ２９は、これら三つの位置のいずれかに接続されており、給水，透過水または濃縮水の温度を検知して温度検知信号を前記制御部２８へ出力するように構成されている。 The balloon B connected to the water supply line 23 upstream of the reverse osmosis membrane portion 24, the water supply line 23 downstream of the reverse osmosis membrane portion 24 and the drainage line 32 indicates the position of the temperature sensor 29. ing. The temperature sensor 29 is connected to any one of these three positions, and is configured to detect the temperature of the water supply, permeated water, or concentrated water and output a temperature detection signal to the control unit 28.

前記逆浸透膜部２４の上流側の前記給水ライン２３に接続されるバルーンＣは、前記圧力センサ（運転圧力センサ）３０の位置を示している。前記圧力センサ３０は、前記逆浸透膜部２４の上流側の給水の圧力を検知して圧力検知信号を前記制御部２８へ出力するように構成されている。ここで、前記圧力センサ３０は、図１（ｂ）に示されるように、前記逆浸透膜部２４の給水の圧力を検知する前記圧力センサ３０と、前記逆浸透膜部２４を通過した濃縮水の圧力を検知する圧力センサ３０′（バルーンＣ′）とを設けるように構成してもよい。そして、これらの前記圧力センサ３０，３０′から出力される圧力検知信号に基づいて、前記制御部２８で平均圧力［（給水の圧力＋濃縮水の圧力）／２］を求め、この値を利用してもよい。また、前記逆浸透膜部２４を通過した透過水の圧力を検知する圧力センサ３０″（バルーンＣ″）を、前記圧力センサ３０および前記圧力センサ３０′の他に設けるように構成してもよい。そして、前記平均圧力から透過水の圧力を差し引いて、前記逆浸透膜部２４の前記逆浸透膜の有効圧力［｛（給水の圧力＋濃縮水の圧力）／２｝−透過水の圧力］を求め、この値を利用してもよい。さらに、前記圧力センサ３０および前記圧力センサ３０″を設けるように構成し、給水の圧力から透過水の圧力を差し引いて前記逆浸透膜部２４の前記逆浸透膜の有効圧力［給水の圧力−透過水の圧力］を求め、この値を利用してもよい。 A balloon C connected to the water supply line 23 on the upstream side of the reverse osmosis membrane portion 24 indicates the position of the pressure sensor (operating pressure sensor) 30. The pressure sensor 30 is configured to detect the pressure of the water supply upstream of the reverse osmosis membrane unit 24 and output a pressure detection signal to the control unit 28. Here, as shown in FIG. 1B, the pressure sensor 30 includes the pressure sensor 30 that detects the pressure of water supplied to the reverse osmosis membrane portion 24, and the concentrated water that has passed through the reverse osmosis membrane portion 24. A pressure sensor 30 ′ (balloon C ′) for detecting the pressure of the pressure sensor 30 may be provided. Based on the pressure detection signals output from the pressure sensors 30 and 30 ', the control unit 28 obtains an average pressure [(pressure of water supply + pressure of concentrated water) / 2] and uses this value. May be. Further, a pressure sensor 30 ″ (balloon C ″) for detecting the pressure of the permeated water that has passed through the reverse osmosis membrane portion 24 may be provided in addition to the pressure sensor 30 and the pressure sensor 30 ′. . Then, by subtracting the permeated water pressure from the average pressure, the effective pressure of the reverse osmosis membrane of the reverse osmosis membrane portion 24 [{(feed water pressure + concentrated water pressure) / 2} −permeated water pressure] This value may be obtained. Furthermore, the pressure sensor 30 and the pressure sensor 30 ″ are provided, and the effective pressure of the reverse osmosis membrane of the reverse osmosis membrane portion 24 by subtracting the pressure of the permeated water from the pressure of the water supply [pressure-permeation of water supply-permeation The water pressure] may be obtained and this value may be used.

前記温度センサ２９および前記圧力センサ３０は、前記流量センサ２６に異常があったときに、前記流量センサ２６に代わってバックアップ対応をする重要な役割を有している（詳細については、後述する。）。 The temperature sensor 29 and the pressure sensor 30 have an important role of performing backup support in place of the flow rate sensor 26 when the flow rate sensor 26 has an abnormality (details will be described later). ).

前記制御部２８は、いわゆるマイクロコンピュータであって、具体的には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびインターフェース（それぞれ図示省略）を備えて構成されている。前記ＲＯＭには、プログラムや固定データ等が格納されている。前記ＣＰＵは、中央演算処理装置であり、前記ＲＯＭに予め格納された制御プログラムにしたがって作動するようになっている。前記ＲＡＭは、前記ＣＰＵの処理の過程で利用する各種のデータを格納するデータエリアと、処理の際に使用するワークエリアとを有している。その他、各種の設定値情報等が格納される電気的消去／書換え可能な読み出し専用のメモリも備えられている。 The control unit 28 is a so-called microcomputer, and specifically includes a CPU, a ROM, a RAM, and an interface (each not shown). The ROM stores programs, fixed data, and the like. The CPU is a central processing unit and operates according to a control program stored in advance in the ROM. The RAM has a data area for storing various data used in the process of the CPU, and a work area used for processing. In addition, an electrically erasable / rewritable read-only memory storing various set value information and the like is also provided.

前記インターフェースには、前記流量センサ２６，前記インバータ２７，前記温度センサ２９および前記圧力センサ３０がそれぞれ接続されている。また、前記インターフェースには、異常を通報するための通報手段３４や、警報を発する警報手段（図示省略）も接続されている。 The flow sensor 26, the inverter 27, the temperature sensor 29, and the pressure sensor 30 are connected to the interface. The interface is also connected to a reporting means 34 for reporting an abnormality and a warning means (not shown) for issuing a warning.

つぎに、図２を参照しながら、この発明の水質改質システムの他の実施形態を説明する。図２において、前記と同じ構成部材については同一の符号を付して示してあり、以下ではその説明を省略する。 Next, another embodiment of the water quality reforming system of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted below.

図２において、水質改質システム４１は、水使用機器や熱機器等の機器４２への給水の水質を改質するためのシステムであって、前記給水ライン２３と、給水中の不純物を除去する前記逆浸透膜部２４と、給水を前記逆浸透膜部２４へ供給する前記ポンプ２５と、バルーンＡのいずれかの位置に接続されて給水の流量を検知する前記流量センサ２６と、前記ポンプ２５の回転数を出力周波数に応じて可変させる前記インバータ２７と、前記流量センサ２６からの流量検知信号に基づき前記インバータ２７へ指令信号を出力し、さらに他の制御も行う前記制御部２８と、バルーンＢのいずれかの位置に接続されて給水の温度を検知する前記温度センサ２９と、バルーンＣの位置に接続された前記圧力センサ３０と、前記逆浸透膜部２４の下流側に接続されて給水中の溶存気体を除去する溶存気体除去処理部４３とを備えて構成されている。すなわち、前記水質改質システム４１は、図１の実施形態に対して、溶存気体除去処理部４３を増やした構成になっている。 In FIG. 2, a water quality reforming system 41 is a system for reforming the quality of water supplied to equipment 42 such as water-using equipment and heat equipment, and removes the water supply line 23 and impurities in the water supply. The reverse osmosis membrane portion 24, the pump 25 for supplying feed water to the reverse osmosis membrane portion 24, the flow sensor 26 connected to any position of the balloon A to detect the flow rate of feed water, and the pump 25 The control unit 28 that outputs a command signal to the inverter 27 based on a flow rate detection signal from the flow rate sensor 26 and performs other control, and a balloon. The temperature sensor 29 connected to any position of B to detect the temperature of the feed water, the pressure sensor 30 connected to the position of the balloon C, and the downstream side of the reverse osmosis membrane portion 24 It is constituted by a dissolved gas removal unit 43 for removing dissolved gas in water is connected. That is, the water quality reforming system 41 has a configuration in which the dissolved gas removal processing unit 43 is increased with respect to the embodiment of FIG.

前記溶存気体除去処理部４３は、給水に含まれる溶存気体を除去することができるように構成されている。もう少し詳しく説明（図示省略）すると、たとえば中空糸状の気体濾過膜を筒状のハウジング内に収容した複数の脱気モジュールと、水封式真空ポンプと、前記脱気モジュールおよび前記水封式真空ポンプを繋ぐ真空ラインと、前記逆浸透膜部２４から回収した濃縮水を貯留する封水タンクと、前記水封式真空ポンプおよび前記封水タンクを繋ぐ封水循環ラインとを備えて構成されている。 The dissolved gas removal processing unit 43 is configured to be able to remove dissolved gas contained in the water supply. In more detail (not shown), for example, a plurality of degassing modules in which a hollow fiber gas filtration membrane is accommodated in a cylindrical housing, a water-sealed vacuum pump, the degassing module, and the water-sealed vacuum pump , A sealed water tank for storing the concentrated water recovered from the reverse osmosis membrane portion 24, and a sealed water circulation line for connecting the water-sealed vacuum pump and the sealed water tank.

前記脱気モジュールには、前記給水ライン２３が接続されており、また前記真空ラインが接続されている。前記水封式真空ポンプは、前記各脱気モジュールから溶存気体を吸引するためのものであって、前記真空ラインと前記封水循環ラインとが接続されている。前記封水循環ラインは、前記封水タンクから前記水封式真空ポンプへ封水を供給するとともに、吸引した気体と封水との混合流体を前記封水タンクへ排出することができるように構成されている。 The deaeration module is connected to the water supply line 23 and to the vacuum line. The water-sealed vacuum pump is for sucking dissolved gas from each degassing module, and the vacuum line and the sealed water circulation line are connected to each other. The sealed water circulation line is configured to supply sealed water from the sealed water tank to the sealed water vacuum pump and to discharge a mixed fluid of sucked gas and sealed water to the sealed water tank. ing.

前記流量センサ２６は、ここでは溶存気体を除去した後の流量を検知し、流量検知信号を前記制御部２８へ出力するように構成されている。ここにおいて、前記流量センサ２６は、前記逆浸透膜部２４と前記溶存気体除去処理部４３との間に接続してもよい。 Here, the flow rate sensor 26 is configured to detect a flow rate after the dissolved gas is removed and to output a flow rate detection signal to the control unit 28. Here, the flow sensor 26 may be connected between the reverse osmosis membrane portion 24 and the dissolved gas removal processing portion 43.

前記機器４２としては、前記したように、水使用機器や熱機器等が挙げられる。前記水使用機器としては、半導体製造で用いられる部品洗浄装置、医療現場で用いられる医療器具洗浄装置等の各種洗浄装置などが挙げられ、前記熱機器としては、蒸気ボイラ，温水ボイラ，クーリングタワー，給湯器等が挙げられる。 Examples of the device 42 include water-using devices and thermal devices as described above. Examples of the water-using device include various cleaning devices such as a component cleaning device used in semiconductor manufacturing and a medical instrument cleaning device used in a medical field. The thermal device includes a steam boiler, a hot water boiler, a cooling tower, and a hot water supply. For example.

続いて、図３を参照しながら前記定流量制御（前記インバータ２７によるＰＩＤフィードバック制御）について説明する。この制御は、前記インバータ２７のＰＩＤ制御機能（Ｐ制御：比例制御，Ｉ制御：積分制御，Ｄ制御：微分制御）を使用し、実処理流量が目標値となるように、インバータ周波数を制御する機能である。前記逆浸透膜は、水温により水の粘性や膜特性が変化するため、処理流量が大きく変化する。具体的には、水温が低くなるほど処理流量は低下するため、冬場など水温が低下してしまうと、処理流量は基準温度（たとえば、２５℃）で設定した定格処理流量に比べて低くなる。処理流量と操作圧力は、ほぼ比例関係があり、水温による処理流量の低下分に応じて圧力を上げることで定格処理流量を得ることが可能になる。ところで、低温時に定格処理流量を得るように予めポンプ運転圧力を高く設定しておき、透過水の流れる側には定流量弁を設けることで一定流量を確保する方法が考えられる。しかしながら、この方法は冬場以外、過剰な運転となるためエネルギー的に非常にロスが大きくなる。そこで、前記水質改質システム２１，４１においては、設定した目標処理流量となるようにＰＩＤ制御にて周波数を可変することで、常に理想的な運転を行い省エネを図っている。 Next, the constant flow control (PID feedback control by the inverter 27) will be described with reference to FIG. This control uses the PID control function (P control: proportional control, I control: integral control, D control: differential control) of the inverter 27, and controls the inverter frequency so that the actual processing flow rate becomes the target value. It is a function. Since the reverse osmosis membrane changes in water viscosity and membrane characteristics depending on the water temperature, the treatment flow rate greatly changes. Specifically, since the processing flow rate decreases as the water temperature decreases, the processing flow rate becomes lower than the rated processing flow rate set at the reference temperature (for example, 25 ° C.) when the water temperature decreases in winter. The treatment flow rate and the operation pressure are in a substantially proportional relationship, and it is possible to obtain the rated treatment flow rate by increasing the pressure according to the decrease in the treatment flow rate due to the water temperature. By the way, a method is conceivable in which the pump operating pressure is set high in advance so as to obtain the rated processing flow rate at low temperatures, and a constant flow rate valve is provided on the permeate flow side to ensure a constant flow rate. However, this method results in excessive loss in terms of energy because of excessive operation except in winter. Therefore, in the water quality reforming systems 21 and 41, the frequency is varied by PID control so that the set target processing flow rate is obtained, so that an ideal operation is always performed to save energy.

ＰＩＤ制御は、図３に示されるように、前記流量センサ２６からの流量検知信号を受けて前記制御部２８が指令信号を前記インバータ２７へ出力する。前記インバータ２７は、この指令信号をフィードバック値として目標値と比較を行い、その間に偏差があると、偏差をゼロにするように動作する（通常制御）。 As shown in FIG. 3, the PID control receives the flow rate detection signal from the flow rate sensor 26, and the control unit 28 outputs a command signal to the inverter 27. The inverter 27 uses this command signal as a feedback value and compares it with a target value. If there is a deviation between them, the inverter 27 operates to make the deviation zero (normal control).

ところで、常に理想的な運転を行うために、前記制御部２８は、つぎのような制御を行う必要がある。図４において、前記制御部２８は、前記通常制御を行いつつ（ステップＳ１）、前記流量センサ２６の異常有無を監視する（ステップＳ２）。この監視は、前記流量センサ２６からの信号有無で判断する。前記流量センサ２６からの信号があるときには、断線等の異常がないものと判断（ステップＳ２でＮ）し、通常制御を続ける。一方、前記流量センサ２６からの信号が途絶えているときには、断線等の異常があるものと判断（ステップＳ２でＹ）し、ステップＳ３の処理へ移行する。このとき、異常があった旨を前記通報手段３４を介して通報する（この時点で通報することにより復旧の作業が早まる。）。ステップＳ３の処理では、前記流量センサ２６の故障等の異常時におけるバックアップ制御が行われる。 Incidentally, in order to always perform an ideal operation, the control unit 28 needs to perform the following control. In FIG. 4, the control unit 28 monitors the presence or absence of abnormality of the flow sensor 26 while performing the normal control (step S1) (step S2). This monitoring is determined by the presence or absence of a signal from the flow sensor 26. When there is a signal from the flow sensor 26, it is determined that there is no abnormality such as disconnection (N in step S2), and normal control is continued. On the other hand, when the signal from the flow sensor 26 is interrupted, it is determined that there is an abnormality such as disconnection (Y in step S2), and the process proceeds to step S3. At this time, the fact that there is an abnormality is reported through the reporting means 34 (the restoration work is accelerated by reporting at this point). In the process of step S3, backup control in the event of an abnormality such as a failure of the flow sensor 26 is performed.

ステップＳ３におけるバックアップ制御の一例について、図５および図６を参照して具体的に説明する。図５は、バックアップ制御における前記ポンプ２５の制御に係る説明図であり、また図６は、バックアップ制御における制御部の一処理を示すフローチャートである。 An example of backup control in step S3 will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 5 is an explanatory diagram relating to the control of the pump 25 in the backup control, and FIG. 6 is a flowchart showing one process of the control unit in the backup control.

ステップＳ３のバックアップ制御において、前記温度センサ２９からの温度検知信号が前記制御部２８へ入力されると、前記制御部２８は、前記温度検知信号を処理し、前記インバータ２７へ指令信号の出力を行う。前記インバータ２７は、この指令信号に基づいて前記ポンプ２５を制御する。 In the backup control in step S3, when the temperature detection signal from the temperature sensor 29 is input to the control unit 28, the control unit 28 processes the temperature detection signal and outputs a command signal to the inverter 27. Do. The inverter 27 controls the pump 25 based on this command signal.

前記制御部２８における前記温度検知信号の処理について、図６を参照して具体的に説明する。前記制御部２８は、まず前記逆浸透膜部２４を通過する給水の所定透過流束と前記温度センサ２９の検出値とに基づいて前記ポンプ２５の運転圧力（以下、「ポンプ運転圧力」と云う。）を算出する（ステップＳ１０）。つぎに、このポンプ運転圧力に基づいて前記ポンプ２５の運転周波数（以下、「ポンプ運転周波数」と云う。）を算出し（ステップＳ１１）、さらにこのポンプ運転周波数に基づいて電流値を算出する（ステップＳ１２）。そして、前記制御部２８は、このポンプ運転周波数に対応した電流値を指令信号として前記インバータ２７へ出力する（ステップＳ１３）。これにより、目標処理流量となるように、前記ポンプ２５が運転される。 The processing of the temperature detection signal in the control unit 28 will be specifically described with reference to FIG. The control unit 28 first refers to the operating pressure of the pump 25 (hereinafter referred to as “pump operating pressure”) based on the predetermined permeation flux of the feed water passing through the reverse osmosis membrane unit 24 and the detected value of the temperature sensor 29. .) Is calculated (step S10). Next, the operating frequency of the pump 25 (hereinafter referred to as “pump operating frequency”) is calculated based on the pump operating pressure (step S11), and the current value is calculated based on the pump operating frequency (step S11). Step S12). And the said control part 28 outputs the electric current value corresponding to this pump operation frequency to the said inverter 27 as a command signal (step S13). As a result, the pump 25 is operated so as to achieve the target processing flow rate.

ステップＳ１０における前記ポンプ運転圧力の算出について具体的に説明する。
このポンプ運転圧力は、逆浸透膜部を通過する給水の平均透過流束と、温度センサの検出値とに基づいて、式（１）により算出される。
ポンプ運転圧力＝｛定格流量／（平均透過流束×温度補正係数）｝＋装置差圧＋出口背圧＋浸透圧−原水圧力・・・（１）
ここで、前記定格流量は、単位時間あたりに前記逆浸透膜部２４を通過させようとする透過水の流量，すなわち目標処理流量であり、平均透過流束は、前記所定透過流束に相当するものであって、基準温度（たとえば２５℃）において、単位時間および単位圧力あたりに前記逆浸透膜部２４を通過する透過水の流量の平均値である。また、前記温度補正係数は、前記温度センサ２９の検出値に基づいて算出される所定の値である。そして、前記装置差圧は、前記水質改質システム２１の稼動開始時における前記逆浸透膜部２４の入口側と出口側との間の水圧差であり、前記出口背圧は、前記逆浸透膜部２４の出口側の背圧であり、さらに前記浸透圧は、前記逆浸透膜の一次側にかかる給水の浸透圧である。 The calculation of the pump operating pressure in step S10 will be specifically described.
This pump operating pressure is calculated by equation (1) based on the average permeation flux of the feed water passing through the reverse osmosis membrane part and the detected value of the temperature sensor.
Pump operating pressure = {Rated flow rate / (Average permeation flux × Temperature correction coefficient)} + Device differential pressure + Outlet back pressure + Osmotic pressure-Raw water pressure (1)
Here, the rated flow rate is a flow rate of permeated water to be passed through the reverse osmosis membrane unit 24 per unit time, that is, a target treatment flow rate, and the average permeation flux corresponds to the predetermined permeation flux. It is an average value of the flow rate of permeated water passing through the reverse osmosis membrane portion 24 per unit time and unit pressure at a reference temperature (for example, 25 ° C.). The temperature correction coefficient is a predetermined value calculated based on the detection value of the temperature sensor 29. The apparatus differential pressure is a water pressure difference between the inlet side and the outlet side of the reverse osmosis membrane portion 24 at the start of operation of the water quality reforming system 21, and the outlet back pressure is the reverse osmosis membrane. It is the back pressure on the outlet side of the section 24, and the osmotic pressure is the osmotic pressure of the feed water applied to the primary side of the reverse osmosis membrane.

ステップＳ１１における前記ポンプ運転周波数の算出について具体的に説明する。
このポンプ運転周波数は、ステップＳ１０において算出された前記ポンプ運転圧力をＰとすると、式（２）により算出される。
ポンプ運転周波数＝Ａ×Ｐ^２＋Ｂ×Ｐ＋Ｃ・・・（２）
ここで、Ａ，Ｂ，Ｃは所定の係数である。 The calculation of the pump operation frequency in step S11 will be specifically described.
This pump operating frequency is calculated by equation (2), where P is the pump operating pressure calculated in step S10.
Pump operating frequency = A × P ² + B × P + C (2)
Here, A, B, and C are predetermined coefficients.

ステップＳ１２における前記電流値の算出について具体的に説明する。
この電流値は、ステップＳ１１で算出された前記ポンプ運転周波数をＦとすると、式（３）により算出される。
電流値＝（Ｆ／Ｘ）×Ｙ＋Ｚ・・・（３）
ここで、Ｘ，Ｙ，Ｚは所定の係数である。 The calculation of the current value in step S12 will be specifically described.
This current value is calculated by equation (3), where F is the pump operating frequency calculated in step S11.
Current value = (F / X) × Y + Z (3)
Here, X, Y, and Z are predetermined coefficients.

以上、バックアップ制御の一例について説明したが、この発明においては、前記のようなバックアップ制御に限られるものではない。たとえば、前記制御部２８は、前記温度センサ２９からの温度検知信号に基づき（または、前記温度センサ２９からの温度検知信号および前記圧力センサ３０からの圧力検知信号に基づき）、予め定めた，たとえば温度に対応する電流値（または、温度および圧力に対応する電流値）を指令信号として前記インバータ２７へ出力し、このインバータ２７によって前記ポンプ２５を制御してもよい。 Although an example of the backup control has been described above, the present invention is not limited to the backup control as described above. For example, the control unit 28 is predetermined based on a temperature detection signal from the temperature sensor 29 (or based on a temperature detection signal from the temperature sensor 29 and a pressure detection signal from the pressure sensor 30), for example, A current value corresponding to the temperature (or a current value corresponding to the temperature and pressure) may be output to the inverter 27 as a command signal, and the pump 25 may be controlled by the inverter 27.

以上、図１ないし図６を参照しながら説明してきたように、前記水質改質システム２１，４１は、前記インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用して、実処理流量が目標値となるようにインバータ周波数を制御することから、省エネ運転に寄与することができる。 As described above with reference to FIGS. 1 to 6, the water quality reforming system 21, 41 uses the PID control function of the inverter 27 so that the actual processing flow rate becomes the target value. Controlling the frequency can contribute to energy saving operation.

この実施形態における前記水質改質システム２１，４１は、通常時には前記インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用した定流量制御を行い、バックアップ制御として、前記温度センサ２９および／または前記圧力センサ３０を使用した定流量制御を行うようにしているが、この発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、通常時は、前記温度センサ２９および／または前記圧力センサ３０を使用した定流量制御を行い、バックアップ制御として前記インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用した定流量制御を行ってもよい。この場合、前記制御部２８は、前記温度センサ２９および／または前記圧力センサ３０の異常有無を監視し、前記温度センサ２９または前記圧力センサ３０に異常があったときには、バックアップ制御として、前記流量センサ２６からの流量検知信号に基づいて、前記インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用した定流量制御を行う。
その他、この発明は、その主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。 In this embodiment, the water quality reforming systems 21 and 41 normally perform constant flow rate control using the PID control function of the inverter 27, and use the temperature sensor 29 and / or the pressure sensor 30 as backup control. Although constant flow rate control is performed, the present invention is not limited to such a configuration. That is, during normal times, constant flow control using the temperature sensor 29 and / or the pressure sensor 30 may be performed, and constant flow control using the PID control function of the inverter 27 may be performed as backup control. In this case, the control unit 28 monitors whether the temperature sensor 29 and / or the pressure sensor 30 is abnormal. When the temperature sensor 29 or the pressure sensor 30 is abnormal, the flow sensor is used as a backup control. On the basis of the flow rate detection signal from 26, constant flow rate control using the PID control function of the inverter 27 is performed.
In addition, it goes without saying that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

２１水質改質システム
２２水使用機器（機器）
２３給水ライン
２４逆浸透膜部
２５ポンプ
２７インバータ
２８制御部
２９温度センサ
３０圧力センサ
３１供給源
３２排水ライン
３３循環水ライン
３４通報手段
４１水質改質システム
４２機器
４３溶存気体除去処理部 21 Water quality reforming system 22 Water use equipment (equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Water supply line 24 Reverse osmosis membrane part 25 Pump 27 Inverter 28 Control part 29 Temperature sensor 30 Pressure sensor 31 Supply source 32 Drainage line 33 Circulating water line 34 Notification means 41 Water quality reforming system 42 Equipment 43 Dissolved gas removal processing part

Claims

A water quality reforming system for reforming the quality of water supplied to equipment,
A reverse osmosis membrane portion that removes impurities in the feed water with a reverse osmosis membrane and supplies the produced permeated water to the device;
A pump for supplying water to the reverse osmosis membrane,
An inverter that varies the number of rotations of the pump according to an output frequency;
A temperature sensor for detecting the temperature of the water supplied to the reverse osmosis membrane part, the permeated water from the reverse osmosis membrane part, or the concentrated water from the reverse osmosis membrane part;
A control unit for outputting a command signal to the inverter,
The control unit calculates a pump operating pressure by the formula (1) based on an average permeation flux of the feed water passing through the reverse osmosis membrane unit and a detection value of the temperature sensor, and based on the pump operating pressure. Then, a water quality reforming system characterized in that a pump operating frequency is calculated by equation (2) and a command signal corresponding to the pump operating frequency is output to the inverter.
Pump operating pressure = {Rated flow rate / (Average permeation flux × Temperature correction coefficient)} + Device differential pressure + Outlet back pressure + Osmotic pressure-Raw water pressure (1)
Pump operating frequency = A × (pump operating pressure) ² + B × (pump operating pressure) + C (2)
here,
Rated flow rate: Flow rate of permeated water to pass through reverse osmosis membrane unit per unit time
Average permeation flux: Average flow rate of permeate passing through the reverse osmosis membrane per unit time and pressure at the reference temperature
Temperature correction coefficient: A predetermined value calculated based on the detection value of the temperature sensor
Equipment differential pressure: Water pressure difference between the inlet and outlet sides of the reverse osmosis membrane at the start of operation of the water quality reforming system
Outlet back pressure: Back pressure on the outlet side of reverse osmosis membrane
Osmotic pressure: Osmotic pressure of water supply on the primary side of reverse osmosis membrane
A, B and C are predetermined coefficients
It is.