JP6534546B2 - Pump operation number control method and pump apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、複数台のポンプが並列運転されるポンプ運転台数制御方法およびポンプ装置に関し、特に、省エネルギー運転を実現することができるポンプ運転台数制御方法およびポンプ装置に関する。   The present invention relates to a pump operating number control method and a pump device in which a plurality of pumps are operated in parallel, and more particularly to a pump operating number control method and a pump device capable of realizing energy saving operation.

従来から、上水道における取水ポンプ装置、送・配水ポンプ装置、給水ポンプ装置、農業用の灌漑ポンプ装置、揚水ポンプ装置、河川利水用揚水ポンプ装置、石油パイプラインポンプ装置、排水ポンプ装置などのポンプ装置が知られている。このようなポンプ装置では、圧力や流量をスムーズにコントロールするために複数台の同一性能ポンプを並列に配置し、この複数台のポンプを同一特性並列揃速で運転する場合が多い。ここで同一特性並列揃速運転とは、同一性能の複数台のポンプを並列して同一の回転速度で運転することを言う。そして、ポンプ装置では、給水場所で必要とされる揚程、流量に応じて、配置されたポンプの運転台数を増減させるポンプ運転台数制御が行われる。   Conventionally, pumping devices such as water intake pump devices for water supply, water supply and distribution pump devices, water supply pump devices, irrigation pump devices for agriculture, pumping pumps, pumping pumps for river water use, petroleum pipeline pumps, drainage pumps and the like It has been known. In such a pump device, in order to control the pressure and the flow rate smoothly, a plurality of identical performance pumps are arranged in parallel, and the plurality of pumps are often operated at the same characteristic parallel uniform velocity. Here, the same characteristic parallel all-speed operation means operating a plurality of pumps having the same performance in parallel at the same rotation speed. Then, in the pump device, control of the number of operating pumps is performed to increase or decrease the number of operating pumps arranged in accordance with the head and flow rate required at the water supply location.

従来のポンプ運転台数制御では、ポンプ運転台数を切り替えるトリガー(きっかけ)となる設定流量値が固定されている。すなわち、ポンプ吐出し側で要求される水の流量が、当該設定流量値を越えた場合に、ポンプの運転台数を増加させ、設定流量値より減った場合は、ポンプの運転台数を減少させていた。   In the conventional control of the number of operating pumps, a set flow rate value serving as a trigger for switching the number of operating pumps is fixed. That is, when the flow rate of water required on the pump discharge side exceeds the set flow rate value, the number of operating pumps is increased, and when the flow rate of water decreases from the set flow rate value, the number of operating pumps is reduced. The

固定された設定流量値に基づいてポンプの運転台数を切り替える場合、ポンプ装置の吐出流量が設定流量値よりも増加または減少すると、切り替える前のポンプ運転台数でポンプ装置が運転可能であっても、ポンプの運転台数を切り替えてしまう。例えば、ポンプの運転台数が1台である場合に、ポンプの運転台数を2台に切り替える設定流量値まで吐出流量が増加すると、ポンプ1台で運転が可能であっても、自動的にポンプ運転台数を2台に切り替えてしまう。あるいは、ポンプの運転台数が2台である場合に、ポンプの運転台数を1台に切り替える設定流量値まで吐出流量が減少すると、ポンプ2台で運転が可能であっても、自動的にポンプ運転台数を1台に切り替えてしまう。   When switching the number of operating pumps based on the fixed set flow rate value, if the discharge flow rate of the pump device increases or decreases more than the set flow rate value, even if the pump device can be operated with the number of operating pumps before switching The number of operating pumps will be switched. For example, when the number of operating pumps is one, if the discharge flow rate increases to the set flow value at which the number of operating pumps is switched to two, pump operation is automatically performed even if operation is possible with one pump. We will switch the number to two. Alternatively, if the number of operating pumps is two, if the discharge flow rate decreases to the set flow value at which the number of operating pumps is switched to one, pump operation is automatically performed even if operation is possible with two pumps. Switch the number to one.

同一特性並列揃速運転では、例えば、ポンプの運転台数が1台から2台に切り替わると、ポンプ1台あたりの吐出流量が半分になる。このため、ポンプ1台あたりのポンプ効率が低くなることがあった。ここで、ポンプ効率とは軸動力から水動力に変換できる割合のことである。この場合、ポンプ1台運転に比べて、ポンプ2台運転の方がポンプの総軸動力が大きくなり、省エネルギーの観点から好ましくない場合がある。すなわち、ポンプ運転台数の切り替えを固定された設定流量値に基づいて行うと、切り替え前のポンプ運転台数でポンプ装置を運転したほうが省エネルギーであるにも拘わらず、ポンプ運転台数を切り替えてしまうことがあった。   In the same characteristic parallel constant velocity operation, for example, when the number of operating pumps is switched from one to two, the discharge flow rate per one pump is halved. For this reason, the pump efficiency per pump may become low. Here, the pump efficiency is a ratio that can be converted from shaft power to water power. In this case, compared with the single pump operation, the two pump operation increases the total shaft power of the pump, which may be undesirable from the viewpoint of energy saving. That is, if switching of the number of operating pumps is performed based on the fixed set flow rate value, the number of operating pumps may be switched despite the energy saving of operating the pump apparatus with the number of operating pumps before switching. there were.

特開2010−276006号公報JP, 2010-276006, A

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、ポンプの総軸動力が小さくなるようにポンプの運転台数を切り替えることができるポンプ運転台数制御方法およびポンプ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a pump operation number control method and a pump device capable of switching the number of operating pumps so that the total shaft power of the pump is reduced. To aim.

上述した課題を解決するための本発明の一態様は、同一特性並列揃速で運転されるポンプの運転台数を、総吐出流量が増加したときにn台からn+1台に(n台からn+1台に切り替える場合のnは1以上の自然数)、または総吐出流量が減少したときにn台からn−1台に(n台からn−1台に切り替える場合のnは2以上の自然数)切り替えるポンプ運転台数制御方法であって、前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記総吐出流量および前記ポンプの回転速度が、前記ポンプ運転台数が切り替え可能となる領域内にあることを確認し、ポンプ1台あたりの吐出流量および前記ポンプの回転速度を変数とする関数から、n台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率と、ポンプn+1台で運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率またはポンプn−1台で運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出し、算出されたポンプ1台あたりの前記ポンプ効率から、n台運転時のポンプ1台あたりの軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力をそれぞれ算出し、算出されたそれぞれのポンプ1台あたりの軸動力にポンプ運転台数を乗算して、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力を算出し、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力とを比較して、総軸動力が低い方のポンプ運転台数を決定し、前記n−1台運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出する際には、算出されたポンプ効率から所定の設定値を減算し、減算されたポンプ効率を基にn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力を算出することを特徴とするポンプ運転台数制御方法である。 One aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is to increase the number of operating pumps operated at the same characteristic parallel constant velocity from n to n + 1 when the total discharge flow rate increases (from n to n + 1) Pump for switching n to 1 is a natural number of 1 or more) or a pump that switches from n to n-1 (when n is switched to n-1 a natural number of 2 or more) when the total discharge flow rate decreases In the method of controlling the number of operating units, it is confirmed that the total discharge flow rate before and after switching the number of operating units of the pump and the rotational speed of the pump are within a range where the number of operating units of the pump can be switched. The pump efficiency per pump during n operation and the pump efficiency per pump during operation with n + 1 units from the function with the discharge flow rate of the pump and the rotational speed of the pump as variables The pump efficiency per pump at the time of operating with pump n-1 is calculated, and from the calculated pump efficiency per pump, the axial power per pump during n unit operation and n + 1 units The axial power per pump at the time of operation or n-1 units of operation is calculated respectively, and the calculated axial power per unit of pump is multiplied by the number of pump operations, and the total axis at the time of n units of operation Power and total shaft power during n + 1 and n-1 operations are calculated, and total shaft power during n and n + 1 and n-1 operations is compared with total shaft power When calculating the pump efficiency per pump when the total shaft power is lower and the number of pump operation per unit of n-1 units is calculated, a predetermined set value is calculated from the calculated pump efficiency. N-1 unit operation based on the reduced pump efficiency A pump operation number control method characterized by calculating the shaft power of the pump per one.

発明の好ましい態様は、前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記総吐出流量および前記ポンプの回転速度が、前記ポンプの運転台数を切り替え可能な領域内にあることを監視しながら制御することを特徴とする。
本発明の他の態様は、同一特性並列揃速で運転されるポンプの運転台数を、総吐出流量が増加したときにn台からn+1台に(n台からn+1台に切り替える場合のnは1以上の自然数)、または総吐出流量が減少したときにn台からn−1台に(n台からn−1台に切り替える場合のnは2以上の自然数)切り替えるポンプ運転台数制御方法であって、前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記総吐出流量および前記ポンプの回転速度が、前記ポンプ運転台数が切り替え可能となる領域内にあることを確認し、ポンプ1台あたりの吐出流量および前記ポンプの回転速度を変数とする関数から、n台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率と、ポンプn+1台で運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率またはポンプn−1台で運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出し、算出されたポンプ1台あたりの前記ポンプ効率から、n台運転時のポンプ1台あたりの軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力をそれぞれ算出し、算出されたそれぞれのポンプ1台あたりの軸動力にポンプ運転台数を乗算して、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力を算出し、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力とを比較して、総軸動力が低い方のポンプ運転台数を決定し、前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記総吐出流量および前記ポンプの回転速度が、前記ポンプの運転台数を切り替え可能な領域内にあることを監視しながら制御することを特徴とするポンプ運転台数制御方法である。
A preferred aspect of the present invention is characterized in that control is performed while monitoring that the total discharge flow rate before and after switching the number of operating pumps and the rotational speed of the pump are within a range where the number of operating pumps can be switched. I assume.
Another aspect of the present invention is that when the total discharge flow rate is increased, the number of pumps operated at the same characteristic parallel uniform velocity is increased from n to n + 1 (where n is 1 when n is switched to n + 1). It is a pump operation number control method of switching from n units to n-1 units (n in the case of switching from n units to n-1 units is a natural number of 2 or more) when the total discharge flow rate decreases. Confirming that the total discharge flow rate before and after switching the number of operating pumps and the rotational speed of the pump are within a range where the number of operating pumps can be switched, and the discharge flow rate per pump and the pump From the function with the rotational speed as a variable, the pump efficiency per pump at n-unit operation and the pump efficiency per pump at n + 1-unit operation or pump n-1 unit Based on the calculated pump efficiency per pump, the axial power per pump during n operation and n + 1 operation or n-1 operation is calculated from the calculated pump efficiency per pump The axial power per pump at a time is calculated respectively, and the calculated axial power per pump is multiplied by the number of operating pumps to obtain the total axial power during n-unit operation, n + 1 unit operation or The total shaft power is calculated by calculating the total shaft power at n-1 vehicle operation and comparing the total shaft power at n vehicle operation with the total shaft power at n + 1 vehicle operation or n-1 vehicle operation. Determine the number of operating pumps and control the total discharge flow rate before and after switching the number of operating pumps and the rotational speed of the pump while monitoring that the number of operating pumps can be switched. Number of operating pumps featuring It is your way.

本発明のさらに他の態様は、同一特性並列揃速で運転される複数台のポンプと、前記複数台のポンプの総吐出流量を計測する流量計と、前記ポンプの回転速度および運転台数を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記ポンプの総吐出流量が増加しているか、または減少しているかを判断する流量判断部と、前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記ポンプの総吐出流量および回転速度が、ポンプの運転台数を切り替え可能な領域内にあるか否かを確認する領域決定部と、ポンプ1台あたりの吐出流量および前記ポンプの回転速度を変数とする関数から、n台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率と、ポンプn+1台で運転した場合(n台からn+1台に切り替える場合のnは1以上の自然数)のポンプ1台あたりのポンプ効率またはポンプn−1台で運転した場合(n台からn−1台に切り替える場合のnは2以上の自然数)のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出し、算出されたポンプ1台あたりの前記ポンプ効率から、n台運転時のポンプ1台あたりの軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力をそれぞれ算出し、算出されたそれぞれのポンプ1台あたりの軸動力にポンプ運転台数を乗算して、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力を算出し、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力とを比較して、総軸動力が低い方のポンプ運転台数を決定するポンプ運転台数決定部と、を有しており、前記ポンプ運転台数決定部は、前記n−1台運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出する際には、算出されたポンプ効率から所定の設定値を減算し、減算されたポンプ効率を基にn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力を算出することを特徴とするポンプ装置である。 Yet another aspect of the present invention is to control a plurality of pumps operated at the same characteristic parallel uniform velocity, a flow meter for measuring the total discharge flow rate of the plurality of pumps, and control of the rotational speed and the number of operating pumps. A flow rate determining unit that determines whether the total discharge flow rate of the pump is increasing or decreasing, and the total discharge flow rate of the pump before and after switching the number of operating pumps And n from the function that uses as variables the discharge flow rate per pump and the rotational speed of the pump, and a region determination unit that checks whether or not the rotational speed is within an area where the number of operating pumps can be switched. The pump efficiency per pump at the time of operation and the pump per pump at the time of operation with pump n + 1 (when n is switched from n to n + 1, n is a natural number of 1 or more) Pump efficiency or pump efficiency per pump calculated when operating with pump n-1 units (where n is a natural number of 2 or more when switching from n units to n-1 units) per pump calculated The axial power per pump during n operation and the axial power per pump during n + 1 operation or n-1 operation are calculated from the pump efficiency of The axis power per unit is multiplied by the number of pump operation to calculate the total axis power at n unit operation and the total axis power at n + 1 unit operation or n−1 unit operation. and shaft power, by comparing the total shaft power of n + 1 units or n-1 units during operation during operation, a pump driving number determiner total shaft power to determine the lower pump number of operating, and have a The pump operation number determination unit is operated when the n-1 units are operated When calculating the pump efficiency per one pump, a predetermined set value is subtracted from the calculated pump efficiency, and based on the subtracted pump efficiency, the axis per pump at n-1 unit operation It is a pump device characterized by calculating power .

本発明によれば、ポンプの運転台数を切り替えるか否かを判断する際に、総軸動力が低くなる方のポンプ運転台数が選択される。したがって、ポンプ装置を省エネルギー化することができる。また、運転されるポンプは、必ず(n台からn−1台に切り替え時のハンチング防止分(−Δη)を除く)軸動力が低くなるポンプ運転台数で運転される。したがって、ポンプにかかる負荷が小さいので、ポンプの軸受などの消耗部品にかかる負荷を低減することができ、その結果、ポンプの長寿命化を図ることができる。   According to the present invention, when it is determined whether to switch the number of operating pumps, the number of operating pump with the lower total shaft power is selected. Therefore, energy saving of the pump device can be achieved. Further, the pumps to be operated are always operated with the number of operating pumps at which the axial power becomes low (except for the hunting prevention amount (−Δη) at the time of switching from n to n−1). Therefore, since the load applied to the pump is small, the load applied to consumable parts such as the bearing of the pump can be reduced, and as a result, the service life of the pump can be extended.

本発明の一実施形態に係るポンプ装置の系統図である。It is a systematic diagram of a pump device concerning one embodiment of the present invention. 図1に示した実施形態に係るポンプ装置の運転特性曲線図(Q−H線図)である。It is an operating characteristic curve figure (QH diagram) of the pump apparatus which concerns on embodiment shown in FIG. 領域決定部に内蔵されている流量−回転速度グラフの一例である。It is an example of the flow volume-rotational speed graph incorporated in the area | region determination part. ポンプ運転台数切り替え直前の運転特性曲線図(Q−H線図)の一例である。It is an example of the driving | operation characteristic curve figure (QH diagram) in front of pump operation number switching. ポンプ運転切り替え直後の運転特性曲線図(Q−H線図)の一例である。It is an example of the operating characteristic curve figure (QH diagram) immediately after pump driving | operation switching. ポンプの運転台数がn台運転時の1台あたりの運転点an/nと、n台からn+1台にポンプ運転台数を切り替えた時の1台あたりの運転点an+1/n+1とを示した運転特性曲線図(Q−H線図)の一例である。Operating point a n / n per pump operating number and operating point a n + 1 / n + 1 per pump when switching the number of operating pumps from n to n + 1 And is an example of the operating characteristic curve diagram (QH diagram). 図2に示す回転速度R%の運転点Aから回転速度100%の運転点Bを換算するときの運転特性曲線図(Q−H線図)である。It is a driving | operation characteristic curve figure (QH diagram) when converting the driving | operation point B of 100% of rotational speed from the operating point A of rotational speed R% shown in FIG. ポンプの運転台数を1台運転から2台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)の一例である。It is an example of a driving | operation characteristic curve figure (QH diagram) at the time of determining whether the number of driving | operations of a pump switches from 1 unit driving | operation to 2 unit driving | operation. ポンプの運転台数を1台運転から2台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)の別の一例である。It is another example of a driving | running characteristic curve figure (QH diagram) at the time of determining whether the number of driving | operations of a pump switches from 1 unit driving | operation to 2 unit driving | operation. ポンプの運転台数を1台運転から2台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)のさらに別の一例である。It is another example of the driving | operation characteristic curve figure (QH diagram) at the time of determining whether the number of driving | operation of a pump switches from 1 unit driving | operation to 2 unit driving | operation. ポンプの運転台数を2台運転から1台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)の一例である。It is an example of a driving | operation characteristic curve figure (QH diagram) at the time of determining whether the number of driving | operation of a pump switches from 2 unit driving | operation to 1 unit driving | running | working. ポンプの運転台数を2台運転から1台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)の別の一例である。It is another example of a driving | running characteristic curve figure (QH diagram) at the time of determining whether the number of driving | operation of a pump switches from 2 unit driving | operation to 1 unit driving | running | working. ポンプの運転台数を2台運転から1台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)のさらに別の一例である。It is another example of the driving | operation characteristic curve figure (QH diagram) at the time of determining whether the number of driving | operation of a pump switches from 2 unit driving | operation to 1 unit driving | running | working.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るポンプ装置の系統図である。図1に示されるように、ポンプ装置は、吸込水槽1に連通し、当該吸込水槽1内の水を給水場所3(例えば、給水管網)へ移送するポンプ2を備える。実施形態では、ポンプ2は本来複数台(例えば、3台)並列に配置されているが、図が煩雑になるので1系列のみ示す。これら複数台のポンプ2は、同一特性並列揃速で運転される。すなわち、これらポンプ2は、同一の構成を有し、同一の回転速度で運転される。運転されるポンプ2の運転台数は、給水場所3へ移送する水の流量、ポンプ効率、揚程を用いて算出される軸動力に基づいて増減される。ポンプ2の吸込口には、吸込水槽1と連通する一本の吸込配管5から分岐された複数本(例えば、3本)の分岐吸込配管5’が接続される。ポンプ2の吐出口には、分岐吐出配管6’がそれぞれ接続され、複数本(例えば、3本)の分岐吐出配管6’は、1本の吐出配管6に集合する。ポンプ2は、吸込水槽1から吸込配管5および分岐吸込配管5’を介して吸い込んだ水を、分岐吐出配管6’および吐出配管6を介して給水場所3に移送する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram of a pump device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the pump device includes a pump 2 in communication with the suction water tank 1 and transferring the water in the suction water tank 1 to a water supply location 3 (for example, a water supply pipe network). In the embodiment, a plurality of pumps (for example, three) are originally disposed in parallel, but only one line is shown because the drawing becomes complicated. The plurality of pumps 2 are operated at the same characteristic parallel uniform velocity. That is, these pumps 2 have the same configuration and are operated at the same rotational speed. The number of operating pumps 2 to be operated is increased or decreased based on the flow rate of water transferred to the water supply location 3, the pump efficiency, and the axial power calculated using the lift. A plurality of (for example, three) branch suction pipes 5 ′ branched from one suction pipe 5 communicating with the suction water tank 1 are connected to a suction port of the pump 2. A branch discharge pipe 6 ′ is connected to the discharge port of the pump 2, and a plurality of (for example, three) branch discharge pipes 6 ′ are collected into one discharge pipe 6. The pump 2 transfers the water sucked from the suction water tank 1 through the suction pipe 5 and the branch suction pipe 5 ′ to the water supply location 3 through the branch discharge pipe 6 ′ and the discharge pipe 6.

分岐吸込配管5’には、止水弁11が配置される。分岐吐出配管6’には、それぞれ、逆止弁7およびポンプ吐出弁12が配置される。逆止弁7は、ポンプ2が停止したときの水の逆流を防止するために設けられる。ポンプ吐出弁12は、モータ駆動の電動弁として構成される。ポンプ吐出弁12の下流側には、それぞれ止水弁13が配置される。さらに、吐出配管6には、吐出圧力を計測する圧力計17と、吐出流量を計測する流量計18とが配置される。   A water stop valve 11 is disposed in the branch suction pipe 5 '. The check valve 7 and the pump discharge valve 12 are disposed in the branch discharge piping 6 ', respectively. The check valve 7 is provided to prevent the backflow of water when the pump 2 is stopped. The pump discharge valve 12 is configured as a motor driven electric valve. The shutoff valves 13 are disposed downstream of the pump discharge valves 12 respectively. Furthermore, a pressure gauge 17 that measures the discharge pressure and a flow meter 18 that measures the discharge flow rate are disposed in the discharge pipe 6.

ポンプ2には、当該ポンプ2を駆動するためのモータ15が連結されている。モータ15には、モータ15の回転速度を増減するための速度制御装置16が接続される。速度制御装置16には、速度制御装置16を制御するためのコントローラ20が配線(図示せず)により接続され、コントローラ20からの指令を受けた速度制御装置16によりモータ15の回転速度が決められる。このコントローラ20には、配線(図示せず)により圧力計17および流量計18が接続され、圧力計17および流量計18で取得された計測値がコントローラ20に送られる。速度制御装置16とコントローラ20とは、配線により接続されているが、図が煩雑となるため配線の図示を省略している。同様に、圧力計17および流量計18とコントローラ20とは、配線により接続されているが、図が煩雑となるため配線の図示を省略している。なお、コントローラ20は、後述するポンプ運転台数制御も行う。   A motor 15 for driving the pump 2 is connected to the pump 2. The motor 15 is connected to a speed control device 16 for increasing or decreasing the rotational speed of the motor 15. A controller 20 for controlling the speed controller 16 is connected to the speed controller 16 by a wire (not shown), and the rotational speed of the motor 15 is determined by the speed controller 16 receiving a command from the controller 20. . A pressure gauge 17 and a flow meter 18 are connected to the controller 20 by wiring (not shown), and measurement values obtained by the pressure gauge 17 and the flow meter 18 are sent to the controller 20. Although the speed control device 16 and the controller 20 are connected by wiring, illustration of the wiring is omitted because the drawing is complicated. Similarly, although the pressure gauge 17 and the flow meter 18 and the controller 20 are connected by wiring, illustration of the wiring is omitted because the drawing is complicated. The controller 20 also performs control of the number of operating pumps, which will be described later.

図2は、図1に示した実施形態に係るポンプ装置の運転特性曲線図(Q−H線図)である。図2において、横軸はポンプ装置の総吐出流量(すなわち、流量計18が計測する流量)であり、縦軸はポンプ装置の吐出圧力(または揚程、すなわち圧力計17が計測する圧力)である。曲線Nx1,Nx2,Nx3は、ポンプ2の運転特性を、回転速度をパラメータとして示している。すなわち、曲線Nx1は、ポンプ2の1台運転時の運転特性、曲線Nx2は、ポンプ2の2台運転時の運転特性、曲線Nx3は、ポンプ2の3台運転時の運転特性を表している。管路抵抗曲線Rは、ポンプ2から給水末端までの水の流量に応じて変わる管路抵抗である。推定末端圧力一定制御においては、管路抵抗曲線Rで示される管路抵抗を考慮して、ポンプ2の回転速度が制御される。すなわち、ポンプ2の吐出圧力が管路抵抗曲線Rに沿って変化するように圧力計17で得られた測定値に基づいてポンプ2の運動台数と回転速度が制御される。 FIG. 2 is an operation characteristic curve diagram (Q-H diagram) of the pump device according to the embodiment shown in FIG. In FIG. 2, the horizontal axis is the total discharge flow rate of the pump device (ie, the flow rate measured by the flow meter 18), and the vertical axis is the discharge pressure of the pump device (or the head, ie, the pressure measured by the pressure gauge 17). . Curves N x1 , N x2 and N x3 show the operating characteristics of the pump 2 with the rotational speed as a parameter. That is, the curve N x1 represents the operating characteristic of one pump 2 during operation, the curve N x2 represents the operating characteristic of two pumps 2 during operation, and the curve N x3 represents the operating characteristic of three pumps 2 during operation. It represents. The pipeline resistance curve R is a pipeline resistance that changes according to the flow rate of water from the pump 2 to the water supply end. In the estimated terminal pressure constant control, the rotational speed of the pump 2 is controlled in consideration of the conduit resistance indicated by the conduit resistance curve R. That is, based on the measurement value obtained by the pressure gauge 17, the number of movements and the rotational speed of the pump 2 are controlled so that the discharge pressure of the pump 2 changes along the conduit resistance curve R.

図2に示されるように、ポンプ装置から吐出される水の流量は、ポンプ2の運転台数によって変わる。具体的には、ポンプ2の運転台数に比例して、吐出流量は増大する。従来は、吐出流量が所定の設定流量値より増加または減少したときに、ポンプ2の運転台数を増減させていた。   As shown in FIG. 2, the flow rate of water discharged from the pump device varies depending on the number of operating pumps 2. Specifically, the discharge flow rate increases in proportion to the number of operating pumps 2. Conventionally, when the discharge flow rate increases or decreases from a predetermined set flow rate value, the number of operating pumps 2 is increased or decreased.

例えば、図2において、ポンプ2が1台運転している状態で吐出流量が増加していき、設定流量値である60m/min(図2の運転点A)を越えた時点で、ポンプ2の運転台数を2台に切り替えていた。この場合、吐出流量がポンプ1台で達成可能な流量範囲内にあるにも拘わらず、ポンプ2の運転台数は自動的に2台に切り替わってしまい、切り替える前後でどちらの方が省エネルギー運転になるかは検討されていなかった。本発明の実施形態では、ポンプ2の運転台数を切り替えるべきか否かをポンプ装置の消費エネルギーの観点から判断し、ポンプ2の運転台数を決定する。以下に、このポンプ運転台数制御方法について説明する。 For example, in FIG. 2, when the pump 2 is operating with one pump, the discharge flow rate increases, and when it exceeds 60 m 3 / min (operating point A in FIG. 2) which is the set flow rate value, the pump 2 The number of operating vehicles was switched to two. In this case, although the discharge flow rate is within the flow rate range achievable with one pump, the number of operating pumps 2 is automatically switched to two, and either one becomes the energy saving operation before and after switching. Was not considered. In the embodiment of the present invention, it is determined from the viewpoint of the energy consumption of the pump device whether the number of operating pumps 2 should be switched, and the number of operating pumps 2 is determined. Below, this pump operation number control method is demonstrated.

図1に示すように、コントローラ20は、流量計18が計測する流量値を監視しており、この流量値が増加しているか、または減少しているかを判断する流量判断部21を有している。また、コントローラ20は、ポンプ運転台数決定部22を有している。ポンプ運転台数決定部22は、流量判断部21が流量が増加していると判断した場合は、ポンプ2の運転台数を増加させるか否かを決定し、流量が減少していると判断した場合は、ポンプ2の運転台数を減少させるか否かを決定する。   As shown in FIG. 1, the controller 20 monitors the flow rate value measured by the flow meter 18, and includes a flow rate determination unit 21 that determines whether the flow rate value is increasing or decreasing. There is. Further, the controller 20 has a pump operation number determination unit 22. When the flow rate determination unit 21 determines that the flow rate is increasing, the pump operation number determination unit 22 determines whether to increase the number of operating pumps 2 and determines that the flow rate is decreasing. Determines whether the number of operating pumps 2 is to be reduced.

ポンプ運転台数決定部22は、領域決定部23を有している。ポンプ運転台数決定部22がポンプ2の運転台数を切り替えるか否かを決定する前に、領域決定部23は、ポンプの運転台数切り替え前後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度がポンプ2の運転台数を切り替え可能な領域内にあるか否かを決定する。この領域決定部23を設けたことにより、ポンプ2がキャビテーション発生領域や過負荷領域で運転されることが防止される。   The pump operation number determination unit 22 includes a region determination unit 23. Before the pump operation number determination unit 22 determines whether to switch the number of operation of the pump 2, the region determination unit 23 is configured so that the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 before and after the operation number switch of the pump It is determined whether or not the number 2 operation is within the switchable area. The provision of the area determination unit 23 prevents the pump 2 from being operated in the cavitation generation area or the overload area.

図3は、領域決定部23に内蔵されている流量−回転速度グラフの一例である。図3では、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が、ポンプ2の運転台数が1台から2台へ、あるいは2台から1台へ切り替え可能な領域内にあるか否かを決定するための境界線が描かれている。図3において、横軸はポンプ総吐出流量[m/min]であり、縦軸はポンプ2の回転速度[%]である。 FIG. 3 is an example of a flow rate-rotational speed graph built in the area determination unit 23. As shown in FIG. In FIG. 3, it is determined whether or not the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 are within the range where the number of operating pumps 2 can be switched from one to two or from two to one. Boundary lines for drawing are drawn. In FIG. 3, the horizontal axis is the total pump discharge flow rate [m 3 / min], and the vertical axis is the rotational speed [%] of the pump 2.

領域決定部23では、以下の4つの式を用いて、総吐出流量およびポンプ2の回転速度が上記の領域(ポンプ2の運転台数を切り替え可能な領域)内にあるか否かの判定を行っている。
最大制限回転速度Nnmax.flow=(α/n)×Q・・・(1)
最小制限回転速度Nnmin.flow=(β/n)×Q・・・(2)
下限回転速度NL=γ・・・(3)
上限回転速度NU=δ・・・(4)
ここで、nはポンプ2の運転台数であり、Qはポンプ装置の総吐出流量である。α、β、γ、およびδは、ポンプ2の性能などから予め定められた定数であり、ポンプ2により異なる。図3で示される例では、αは1.33、βは4.17、γは60、δは100である。
The area determination unit 23 determines whether the total discharge flow rate and the rotational speed of the pump 2 are within the above-described area (the area in which the number of operating pumps 2 can be switched) using the following four equations. ing.
Maximum limited rotational speed Nn max. flow = (α / n) × Q (1)
Minimum limited rotational speed Nn min. flow = (β / n) × Q (2)
Lower limit rotational speed N L = γ (3)
Upper limit rotational speed N U = δ (4)
Here, n is the number of operating pumps 2 and Q is the total discharge flow rate of the pump device. α, β, γ, and δ are constants determined in advance from the performance of the pump 2 and the like, and differ depending on the pump 2. In the example shown in FIG. 3, α is 1.33, β is 4.17, γ is 60, and δ is 100.

図3に示されるように、式(3)と式(4)で、ポンプ2の回転速度の上限と下限とが決められる。式(1)と式(2)でポンプ2の最大制限回転速度と最小制限回転速度とが定義される。式(1)〜式(4)によって表される4つの直線で囲まれる領域が、nで定まる運転台数におけるポンプ2の運転可能領域である。図3では、式(1)および式(2)から、ポンプ2が1台で運転される場合の最大制限回転速度N1max.flowは、N1max.flow=1.33Qの直線で描かれ、最小制限回転速度N1min.flowは、N1min.flow=4.17Qの直線で描かれる。同様に、ポンプ2が2台で運転される場合の最大制限回転速度N2max.flowは、N2max.flow=0.67Qの直線で描かれ、最小制限回転速度N2min.flowは、N2min.flow=2.08Qの直線で描かれる。 As shown in FIG. 3, the upper limit and the lower limit of the rotational speed of the pump 2 are determined by the equations (3) and (4). The maximum limited rotational speed and the minimum limited rotational speed of the pump 2 are defined by the equations (1) and (2). An area surrounded by four straight lines expressed by the formulas (1) to (4) is an operable area of the pump 2 in the number of operation determined by n. In FIG. 3, according to the equations (1) and (2), the maximum limited rotational speed N1 max. The flow is N1 max. It draws with the straight line of flow = 1.33Q, and the minimum limited rotation speed N1 min. flow is N1 min. It is drawn by the straight line of flow = 4.17Q. Similarly, when the pump 2 is operated with two units, the maximum limited rotational speed N2 max. The flow is N2 max. It draws with the straight line of flow = 0.67Q, and the minimum limited rotation speed N2 min. flow is N2 min. It is drawn by the straight line of flow = 2.08Q.

直線γ=60、直線δ=100、直線N1min.flow=4.17Q、および直線N2min.flow=2.08Qで囲まれる領域が領域Iとして定義される。直線γ=60、直線δ=100、直線N2min.flow=2.08Q、および直線N1max.flow=1.33Qとで囲まれる領域が領域IIとして定義される。直線γ=60、直線δ=100、直線N1max.flow=1.33Q、および直線N2max.flow=0.67Qとで囲まれる領域が領域IIIとして定義される。上記のように定義された領域Iおよび領域IIが、ポンプ2が1台で運転可能な領域である。領域IIおよび領域IIIが、ポンプ2が2台で運転可能な領域である。したがって、領域IIが、ポンプ2が1台または2台で運転可能な領域である。 The straight line γ = 60, the straight line δ = 100, the straight line N1 min. flow = 4.17Q, and straight line N2 min. An area surrounded by flow = 2.08Q is defined as an area I. Straight line γ = 60, straight line δ = 100, straight line N2 min. flow = 2.08 Q, and straight line N1 max. A region surrounded by flow = 1.33Q is defined as a region II. Straight line γ = 60, straight line δ = 100, straight line N1 max. flow = 1.33Q, and straight line N2 max. A region surrounded by flow = 0.67Q is defined as a region III. The regions I and II defined as described above are regions in which the pump 2 can be operated by one unit. Regions II and III are regions in which two pumps 2 can operate. Therefore, the region II is a region where one or two pumps 2 can operate.

ポンプ2の運転台数をn台からn+1台に、またはn−1台に切り替えるか否かを判断する前に、領域決定部23は、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度がn台で運転可能な領域内にあるか否かを確認するとともに、n+1台、またはn−1台で運転可能な領域内にあるか否かを確認する。例えば、ポンプ2の運転台数を1台から2台に切り替えるか否かを判断する際には、領域決定部23は、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度がポンプ1台で運転可能な領域IおよびIIで運転されているか否かを確認する。同時に、領域決定部23は、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度がポンプ2台で運転可能な領域IIおよびIIIで運転されるか否かを確認する。   Before determining whether to switch the number of operating pumps 2 from n to n + 1 or n−1, the region determining unit 23 determines that the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 are n While confirming whether it exists in the drivable area | region, it is confirmed whether it exists in the drivable area | region by n + 1 unit or n-1 unit. For example, when determining whether to switch the number of operating pumps 2 from one to two, the region determining unit 23 can operate the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 with one pump. Check if the vehicle is operating in the following areas I and II. At the same time, the region determination unit 23 confirms whether or not the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 are operated in the regions II and III which can be operated by two pumps.

領域決定部23が、ポンプ2の運転台数を切り替えた後のポンプ装置の総吐出流量とポンプ2の回転速度がポンプ運転台数が切り替え可能となる領域に入っていることを確認した後で、ポンプ運転台数決定部22は、以下に記述するポンプ運転台数決定アルゴリズムに従って、ポンプ装置の総軸動力が小さくなるようにポンプ運転台数を決定する。以下、ポンプ装置の総軸動力を算出するためのポンプ運転台数決定アルゴリズムについて説明する。   After confirming that the total discharge flow rate of the pump device after switching the number of operating pumps 2 and the rotational speed of the pump 2 have entered the region where the number of operating pumps can be switched, the region determining unit 23 The operating number determination unit 22 determines the number of operating pumps so as to reduce the total shaft power of the pump device, according to a pump operating number determination algorithm described below. Hereinafter, a pump operating number determination algorithm for calculating the total shaft power of the pump device will be described.

ポンプ装置を省エネルギーで運転するためには、ポンプ2が消費するエネルギーをできるだけ少なくする必要がある。ポンプ2の消費エネルギーは軸動力で表される。ポンプの軸動力とは、ポンプの羽根車を回転させるために必要な動力であり、以下の式で表される。
L=0.163×Q×H/(η/100)・・・(5)
ここで、Lは軸動力[kW]、Qは流量[m/min]、Hは全揚程[m]、ηはポンプ効率[%]である。全揚程H[m]は、吐出圧力P[m]から吸込水位[m]を引いた値である。今回の例の場合、吸込水位は37.1mである。よって、吐出圧力Pが70mだとすると、全揚程Hは32.9mとなる。
In order to operate the pump apparatus with energy saving, it is necessary to reduce the energy consumed by the pump 2 as much as possible. The energy consumption of the pump 2 is expressed by shaft power. The axial power of the pump is the power required to rotate the pump impeller, and is expressed by the following equation.
L = 0.163 × Q × H / (η / 100) (5)
Here, L is shaft power [kW], Q is flow rate [m 3 / min], H is total head [m], η is pump efficiency [%]. The total head H [m] is a value obtained by subtracting the suction water level [m] from the discharge pressure P [m]. In the case of this example, the suction water level is 37.1 m. Therefore, assuming that the discharge pressure P is 70 m, the total lift H is 32.9 m.

ポンプ装置において複数台配置されるポンプ2の総軸動力は、ポンプ1台あたりの軸動力を式(5)から算出し、得られたポンプ1台あたりの軸動力にポンプ運転台数を乗算することで算出できる。したがって、ポンプ2の運転台数を切り替えるか否かの判断は、実際の運転台数であるn台運転時の総軸動力Lと、n+1台運転時時の総軸動力Ln+1またはn−1台運転時の総軸動力Ln−1を式(5)に基づいて算出し、総軸動力Lと、総軸動力Ln+1または総軸動力Ln−1とを比較することにより、ポンプ2の運転台数を切り替えるか否かを決定する。以下、ポンプ装置で運転されているポンプの運転台数がn台である状態から、n+1台の運転台数に切り替えるか否かを決定する場合における軸動力Lを求める方法について、図4および図5を参照しながら説明する。なお、ポンプの運転台数をn台からn+1台に切り替えるか否かを決定する際のnは、1以上の自然数である。 The total shaft power of the pumps 2 arranged in a plurality of pumps in the pump apparatus calculates the shaft power per pump from the equation (5), and multiplies the obtained shaft power per pump by the number of operating pumps. It can be calculated by Therefore, the determination as to whether or not to switch the number of operating pumps 2 depends on the total operating shaft power L n during n-unit operation, which is the actual number of operating pumps, and total shaft power L n + 1 or n-1 during n + 1-unit operation. The total shaft power L n-1 at the time of operation is calculated based on the equation (5), and the pump 2 is obtained by comparing the total shaft power L n with the total shaft power L n + 1 or the total shaft power L n-1 Decide whether to switch the number of operating vehicles. Hereinafter, FIGS. 4 and 5 will be referred to for a method of determining the shaft power L in the case of determining whether to switch to the n + 1 operating number from the state where the operating number of pumps operated by the pump device is n. It explains, referring to it. Note that n is a natural number of 1 or more when determining whether to switch the number of operating pumps from n to n + 1.

図4は、ポンプ運転台数切り替え直前の運転特性曲線図(Q−H線図)であり、図5は、ポンプ運転切り替え直後の運転特性曲線図(Q−H線図)である。図4および図5では、ポンプ2の運転台数が1台から2台に切り替わるときの運転特性曲線図が描かれており、両図下部には、ポンプの吐出流量に対するポンプ効率を表す曲線が描かれている。   FIG. 4 is an operation characteristic curve diagram (Q-H diagram) immediately before the pump operation number switching, and FIG. 5 is an operation characteristic curve diagram (Q-H diagram) immediately after the pump operation switching. 4 and 5 show operating characteristic curves when the number of operating pumps 2 is switched from one to two, and in the lower part of each drawing, a curve representing the pump efficiency with respect to the discharge flow rate of the pump is drawn. It is done.

図4において、n台運転されるポンプの運転点a は、座標(Qan ,Han ,Nan )で表される。Qan はn台運転時の総吐出流量[m/min]であり、Han はn台運転時の全揚程[m]であり、Nan はn台運転時のポンプの回転速度[%]である。図5において、n台運転からn+1台にポンプ運転台数を切り替えた時の運転点an+1 は、座標(Qan+1 ,Han+1 ,Nan+1 )で表される。ここで、Qan+1 はn+1台運転時の総吐出流量[m/min]であり、Han+1 はn+1台運転時の全揚程[m]であり、Nan+1 はn+1台運転時の回転速度[%]である。なお、右肩に“*”が付いている座標値は既知の値または算出解であることを示す。例えば、Qan およびQan+1 は、流量計18の計測値であり、Han およびHan+1 は、本実施形態では推定末端圧力一定制御を行っているので、圧力計17の計測値である。Qan およびHan やQan+1 およびHan+1 が解れば、コントローラ20には、速度制御装置16の制御のためにポンプ2のQ−H線図が記憶されているので、Nan およびNan+1 をこのQ−H線図から得ることができる。 4, the operating point of the pump which is n stand operating a n * are the coordinates (Q an *, H an * , N an *) is represented by. Q an * is the total discharge flow rate in m units of operation [m 3 / min], H an * is the total head in n units of operation [m], and N an * is the rotation of the pump in n units of operation It is speed [%]. In FIG. 5, the operating point a n + 1 * when the number of operating pumps is switched from n operation to n + 1 is represented by coordinates (Q an + 1 * , H an + 1 * , N an + 1 * ) Be done. Here, Q an + 1 * is the total discharge flow rate [m 3 / min] in the n + 1 vehicle operation, and H an + 1 * is the total head in the n + 1 vehicle operation [m], N an + 1 * Is the rotational speed [%] at the time of n + 1 vehicle operation. Note that coordinate values with “*” on the right shoulder indicate that they are known values or calculated solutions. For example, Q an * and Q an + 1 * are measured values of the flow meter 18, and H an * and H an + 1 * perform pressure terminal control of estimated end pressure in this embodiment. It is 17 measured values. If Q an * and H an * and Q an + 1 * and H an + 1 * are known, the controller 20 stores the QH diagram of the pump 2 for controlling the speed controller 16. So, N an * and N an + 1 * can be obtained from this QH diagram.

ポンプ運転台数をn台からn+1台に切り替えた直後の総吐出流量と全揚程は、切り替え直前の総吐出流量と全揚程に等しいので、以下の式が成り立つ。
an =Qan+1 ・・・(6)
an =Han+1 ・・・(7)
Since the total discharge flow rate and the total head immediately after switching the pump operation number from n to n + 1 are equal to the total discharge flow rate and the total head just before the switching, the following equation is established.
Q an * = Q an +1 * (6)
H an * = H an + 1 * (7)

ここで、図6は、ポンプの運転台数がn台運転時の1台あたりの運転点an/nと、n台からn+1台にポンプ運転台数を切り替えた時の1台あたりの運転点an+1/n+1とを示した運転特性曲線図(Q−H線図)の一例である。図6に、ポンプ装置のポンプ2が1台運転である場合の1台あたりの運転点a1/1と、ポンプ装置のポンプ2が2台運転に切り替わった場合の、1台あたりの運転点a2/2とが示される。図6に示されるように、n台運転時の1台あたりの運転点an/nは、座標(Qan/n,Han/n,Nan/n)で表される。同様に、n台からn+1台にポンプ運転台数を切り替えた時の1台あたりの運転点an+1/n+1は、座標(Qan+1/n+1,Han+1/n+1,Nan+1/n+1)で表される。この場合、本実施形態のポンプ装置は、同一特性並列揃速で運転されるので、以下の式が成り立つ。
an/n=Qan /n・・・(8)
an/n=Han ・・・(9)
an/n=Nan ・・・(10)
また、以下の式が成り立つ。
an+1/n+1=Qan+1 /(n+1)・・・(11)
an+1/n+1=Han+1 ・・・(12)
an+1/n+1=Nan+1 ・・・(13)
Here, FIG. 6, the operating point a n / n per one operation number is at the n-stage operation of the pump, the operating point per one time of switching the pump operation number from n number (n + 1) units a It is an example of the operating characteristic curve figure (QH diagram) which showed n + 1 / n + 1 . In FIG. 6, an operating point a 1/1 per unit when one pump 2 of the pump unit is in operation and an operating point per unit when the pump 2 is switched to two units operation. a 2/2 is shown. As shown in FIG. 6, the operating point a n / n per n-unit operation is expressed by the coordinates (Q an / n , H an / n , N an / n ). Similarly, when switching the number of pump operation from n to n + 1, the operating point a n + 1 / n + 1 per vehicle has coordinates (Q an + 1 / n + 1 , H an + 1 / n It is represented by +1 , Nan + 1 / n + 1 ). In this case, since the pump device of the present embodiment is operated at the same characteristic parallel uniform speed, the following equation is established.
Q an / n = Q an * / n (8)
H an / n = H an * (9)
N an / n = N an * (10)
Also, the following equation holds.
Q an + 1 / n + 1 = Q an + 1 * / (n + 1) (11)
H an + 1 / n + 1 = H an + 1 * (12)
N an + 1 / n + 1 = N an + 1 * (13)

式(11)に式(6)を代入し、式(12)に式(7)を代入すると、以下の式が得られる。
an+1/n+1=Qan /(n+1)・・・(14)
an+1/n+1=Han ・・・(15)
Substituting the equation (6) into the equation (11) and substituting the equation (7) into the equation (12), the following equation is obtained.
Q an + 1 / n + 1 = Q an * / (n + 1) (14)
H an + 1 / n + 1 = H an * (15)

ここで、図4,図5に示されるようなポンプ運転特性曲線図(Q−H線図)において、ポンプ1台が100%の回転速度で運転される場合、全揚程Hは、吐出流量Qの関数として表されるので、以下の関係が成り立つ。
100 =f(Q100 )・・・(16)
ここで、H100 は、100%回転速度時の全揚程を表し、Q100 は、100%回転速度時の吐出流量を表す。すなわち、式(16)は、全揚程H100 がポンプ2の吐出流量Q100 を変数とした関数fの式から得られることを表している。関数fの式は、ポンプ2の性能試験などにおいて得られた全揚程Hと吐出流量Qとから定まる点を複数プロットし、このプロットされた複数点を近似曲線で繋いだ時の多項近似式として得ることができる。この多項近似式は、例えば、二次曲線として描くことができる。この多項近似式は、予め定められており、コントローラ20に記憶されている。
Here, in the pump operation characteristic curve diagram (Q-H diagram) as shown in FIG. 4 and FIG. 5, when one pump is operated at a rotational speed of 100%, the total head H is the discharge flow rate Q As expressed as a function of, the following relationship holds.
H 100 * = f (Q 100 * ) (16)
Here, H 100 * represents the total head at 100% rotation speed, and Q 100 * represents the discharge flow rate at 100% rotation speed. That is, equation (16) shows that the total head H 100 * is obtained from the equation of the function f with the discharge flow rate Q 100 * of the pump 2 as a variable. The equation of the function f plots a plurality of points determined from the total head H and the discharge flow rate Q obtained in the performance test of the pump 2 etc., and connects these plotted points by an approximate curve as a polynomial approximation You can get it. This polynomial approximation can be drawn, for example, as a quadratic curve. The polynomial approximation is predetermined and stored in the controller 20.

さて、一般的には、図4,図5に示されるように、ポンプ1台がR%の回転速度で運転される流量−ポンプ効率特性曲線(Q−η曲線)では、ポンプ効率ηは、吐出流量Qの関数として表されるので、以下の関係が成り立つ。
η=g(Q)・・・(17)
ここで、ηは、回転速度R%時のポンプ効率を表し、Qは、回転速度R%時の吐出流量を表す。すなわち、式(17)は、ポンプ効率ηが吐出流量Qを変数とした関数gの式から得られることを表している。関数gの式は、ポンプ2の性能試験などにおいて得られたポンプ効率ηと吐出流量Qとから定まる点を複数プロットし、このプロットされた複数点を近似曲線で繋いだ時の多項近似式として得ることができる。この多項近似式は、例えば、三次曲線として描くことができる。この多項近似式は、予め定められており、コントローラ20に記憶されている。
Now, in general, as shown in FIGS. 4 and 5, in the flow rate-pump efficiency characteristic curve (Q-− curve) in which one pump is operated at a rotational speed of R%, the pump efficiency η is As expressed as a function of the discharge flow rate Q, the following relationship is established.
η R = g (Q R ) (17)
Here, η R represents the pump efficiency at the rotational speed R%, and Q R represents the discharge flow rate at the rotational speed R%. That is, equation (17) represents that the pump efficiency eta R is obtained from the equation discharge flow rate Q R of the variable function g. The equation of the function g plots a plurality of points determined from the pump efficiency η and the discharge flow rate Q obtained in the performance test of the pump 2 and the like, and a plurality of plotted points are connected by an approximation curve as a polynomial approximation You can get it. This polynomial approximation can be drawn, for example, as a cubic curve. The polynomial approximation is predetermined and stored in the controller 20.

図7は、図2に示す回転速度R%の運転点Aから回転速度100%の運転点Bを換算するときの運転特性曲線図(Q−H線図)である。図7に示されるように、回転速度R%の運転点Aに対し相似則により得られる回転速度100%換算の点B(Q100 ,H100 )は、回転速度100%のQH曲線と点Aを通る二次曲線H=α×Qの交点より求めることができる。ここでα=Han/n/(Qan/nである。 FIG. 7 is an operating characteristic curve diagram (QH diagram) when converting the operating point B of 100% of rotational speed from the operating point A of rotational speed R% shown in FIG. As shown in FIG. 7, a point B (Q 100 * , H 100 * ) converted into 100% rotation speed obtained by the similarity law with respect to the operating point A of the rotation speed R% is a QH curve with 100% rotation speed It can be determined from the point of intersection of the quadratic curve H = α × Q 2 passing through the point A. Here, α = H an / n / (Q an / n ) 2 .

回転速度100%の時の流量Q100 に対する、回転速度R%の時の流量Qには以下の式(18)の関係が成り立ち、回転速度100%の時の全揚程H100 に対する回転速度R%の時の全揚程Hには以下の式(19)の関係が成り立つ。
=(N/100)×Q100 ・・・(18)
=(N/100)×H100 ・・・(19)
ここで、Nは回転速度である。(便宜上記号が異なるが、NとRは共に回転速度[%]を表す)
式(18)から、 Q100 =Q/(N/100)・・・(20)
式(19)から、 H100 =H/(N/100)・・・(21)
With respect to the flow rate Q 100 * at the rotational speed 100%, the following equation (18) holds for the flow rate Q R at the rotational speed R%, and the rotation for the full head H 100 * at the rotational speed 100% relationship of the following formulas in the total head H R when the rate R% (19) holds.
Q R = (N R / 100) × Q 100 * (18)
H R = (N R / 100) 2 × H 100 * (19)
Here, N R is the rotational speed. (The symbols differ for convenience, but both N R and R represent the rotational speed [%])
From the equation (18), Q 100 * = Q R / (N R / 100) (20)
From the equation (19), H 100 * = H R / (N R / 100) 2 (21)

式(20)および式(21)を式(16)に代入すると、以下の式(22)が導かれる。
/(N/100)=f(Q/(N/100))
よって、 H=(N/100)×f(Q/(N/100))・・・(22)
式(18)を式(17)に代入すると、以下の式(23)が導かれる。
η=g((N/100)×Q100 )・・・(23)
式(23)から、ポンプn台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nは、以下の式(24)により得られる。
ηan/n=g((Nan/n/100)×Q100 )・・・(24)
式(24)に式(10)を代入すると、
ηan/n=g((Nan /100)×Q100 )・・・(25)
となり、式(25)から、ポンプn台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nを算出することができる。
Substituting equations (20) and (21) into equation (16), the following equation (22) is derived.
H R / (N R / 100) 2 = f (Q R / (N R / 100))
Therefore, H R = (N R / 100) 2 × f (Q R / (N R / 100)) (22)
Substituting equation (18) into equation (17), the following equation (23) is derived.
η R = g ((N R / 100) × Q 100 * ) (23)
From the equation (23), the pump efficiency η an / n per pump when n pumps are operated can be obtained by the following equation (24).
η an / n = g ((N an / n / 100) × Q 100 * ) (24)
Substituting equation (10) into equation (24),
η an / n = g ((N an * / 100) × Q 100 * ) (25)
From the equation (25), the pump efficiency an an / n per pump can be calculated when n pumps are in operation.

同様に、ポンプn+1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率ηan+1/n+1は、以下の式(26)により得られる。
ηan+1/n+1=g((Nan+1/n+1/100)×Q100 )・・・(26)
式(26)に式(13)を代入すると、
ηan+1/n+1=g((Nan+1 /100)×Q100 )・・・(27)
となり、式(27)から、ポンプn+1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率ηan+1/n+1を算出することができる。
Similarly, the pump efficiency η an + 1 / n + 1 per pump at the time of pump n + 1 operation is obtained by the following equation (26).
η an + 1 / n + 1 = g ((N an + 1 / n + 1/100) × Q 100 * ) (26)
Substituting equation (13) into equation (26),
η an + 1 / n + 1 = g ((N an + 1 * / 100) × Q 100 * ) (27)
From the equation (27), the pump efficiency +1 an + 1 / n + 1 can be calculated per pump at the time of operation of the pump n + 1 .

先に記述した式(5)により、ポンプ軸動力を求めることができる。この式(5)により、ポンプn台運転時のポンプ1台あたりのポンプ軸動力Lan/nは、以下の式(28)により求められる。
an/n=0.163×Qan/n×Han/n/(ηan/n/100)・・・(28)
式(28)に、式(8)、式(9)および式(25)を代入して、以下の式(29)を得ることができる。
an/n
0.163×(Qan /n)×Han
(g((Nan /100)×Q100 )/100)・・・(29)
The pump shaft power can be determined by the equation (5) described above. From this equation (5), the pump shaft power L an / n per pump at the time of operation of n pumps can be obtained by the following equation (28).
L an / n = 0.163 × Q an / n × H an / n / (η an / n / 100) (28)
By substituting the equations (8), (9) and (25) into the equation (28), the following equation (29) can be obtained.
L an / n =
0.163 × (Q an * / n) × H an * /
(G ((N an * / 100) x Q 100 * ) / 100) ... (29)

同様に、ポンプn+1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ軸動力Lan+1/n+1は、以下の式(30)により求められる。
an+1/n+1=0.163×Qan+1/n+1×Han+1/n+1/(ηan+1/n+1/100)
・・・(30)
式(30)に、式(11)、式(12)、および式(27)を代入して、以下の式(31)を得ることができる。
an+1/n+1
0.163×(Qan+1 /(n+1))×Han+1
(g((Nan+1 /100)×Q100 )/100))
・・・(31)
Similarly, the pump shaft power L an + 1 / n + 1 per pump when the n + 1 pumps are operated can be obtained by the following equation (30).
L an + 1 / n + 1 = 0.163 × Q an + 1 / n + 1 × H an + 1 / n + 1 / (η an + 1 / n + 1/100)
... (30)
By substituting Formula (11), Formula (12), and Formula (27) into Formula (30), the following Formula (31) can be obtained.
L an + 1 / n + 1 =
0.163 × (Q an + 1 * / (n + 1)) × H an + 1 * /
(G ((N an +1 * / 100) x Q 100 * ) / 100))
... (31)

式(29)は、ポンプn台運転時のポンプ1台あたりの軸動力Lan/nを示しているので、ポンプn台の総軸動力Lは、ポンプ1台あたりの軸動力Lan/nにnを乗算すれば得ることができる。
したがって、
=Lan/n×n
=0.163×Qan ×Han
(g((Nan /100)×Q100 )/100)・・・(32)
Since the equation (29) indicates the axial power L an / n per pump during n pump operation, the total axial power L n of the pump n is the axial power L an / per pump It can be obtained by multiplying n by n.
Therefore,
L n = L an / n × n
= 0.163 x Q an * x H an * /
(G ((N an * / 100) x Q 100 * ) / 100) ... (32)

式(32)において、上述したように、Qan は、流量計18から得ることができ、Han は、圧力計17から得ることができる。Qan とHan が得られれば、Nan は、コントローラ20が記憶しているQ−H曲線から取得できる。したがって、コントローラ20のポンプ運転台数決定部22は、式(32)を用いてポンプn台運転時の総軸動力Lを算出することができる。 In equation (32), as noted above, Q an * can be obtained from flow meter 18 and H an * can be obtained from pressure gauge 17. If Q an * and H an * are obtained, N an * can be obtained from the QH curve stored in the controller 20. Therefore, the pump operation number determination unit 22 of the controller 20 can calculate the total shaft power L n at the time of n pump operation using Equation (32).

同様に、式(31)は、ポンプn+1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力Lan+1/n+1を示しているので、ポンプn+1台の総軸動力Ln+1は、ポンプ1台あたりの軸動力Lan+1/n+1にn+1を乗算すれば得ることができる。
n+1=Lan+1/n+1×(n+1)
=0.163×Qan+1 ×Han+1
(g((Nan+1 /100)×Q100 )/100)
・・・(33)
式(33)に、式(6)および式(7)を代入して、
n+1=0.163×Qan ×Han
(g((Nan+1 /100)×Q100 )/100)
・・・(34)
Similarly, since the equation (31) indicates the axial power L an + 1 / n + 1 per pump when the n + 1 pumps are operated, the total axial power L n + 1 of the pump n + 1 is one pump. It can be obtained by multiplying the axial power L an + 1 / n + 1 of the circumference by n + 1.
L n + 1 = L an + 1 / n + 1 × (n + 1)
= 0.163 × Q an + 1 * × H an + 1 * /
(G ((N an +1 * / 100) x Q 100 * ) / 100)
... (33)
Substituting equations (6) and (7) into equation (33),
L n + 1 = 0.163 × Q an * × H an * /
(G ((N an +1 * / 100) x Q 100 * ) / 100)
... (34)

式(34)において、上述したように、Qan は、流量計18から得ることができ、Han は、圧力計17から得ることができる。Qan とHan が得られれば、Nan+1 は、コントローラ20が記憶しているQ−H曲線から取得できる。したがって、コントローラ20のポンプ運転台数決定部22は、式(34)を用いてポンプn+1台運転時の総軸動力Ln+1を算出することができる。 In equation (34), as noted above, Q an * can be obtained from flow meter 18 and H an * can be obtained from pressure gauge 17. If Q an * and H an * are obtained, N an + 1 * can be obtained from the QH curve stored in the controller 20. Therefore, the pump operation number determination unit 22 of the controller 20 can calculate the total shaft power L n + 1 at the time of the pump n + 1 operation using the equation (34).

これまで、ポンプ2の運転台数をn台からn+1台に切り替えるか否かを決定する場合における総軸動力Lの算出方法について説明してきた。以下では、ポンプ2の運転台数をn台からn−1台に切り替えるか否かを決定する場合における総軸動力Lの算出方法について説明する。なお、ポンプの運転台数をn台からn−1台に切り替えるか否かを決定する際のnは、2以上の自然数である。   So far, the method of calculating the total shaft power L in the case of determining whether to switch the number of operating pumps 2 from n to n + 1 has been described. Hereinafter, a method of calculating the total shaft power L in the case of determining whether to switch the number of operating pumps 2 from n to n−1 will be described. Note that n is a natural number of 2 or more when determining whether to switch the number of operating pumps from n to n-1.

ポンプ2の運転台数がn台である場合の総軸動力Lは、上記した式(32)により算出することができる。ポンプ2の運転台数がn台からn−1台に切り替わる際の総軸動力Ln−1を算出する際には、n−1台運転時におけるポンプ1台あたりのポンプ効率から所定の設定値Δηを減算して、減算されたポンプ効率を基にn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力を算出する。これは、ポンプ2の吐出流量がポンプ運転台数切り替え点付近で上下動した際に、ポンプ2の運転台数が増えたり減ったりとハンチングするおそれがあるからである。そこで、ハンチング防止のために流量切り替えの差分であるΔQを設けて、n台からn−1台に切り替えを行う。この手段としてポンプ1台あたりのポンプ効率から所定の設定値Δηを減算することにより、ポンプ運転台数がn−1台に切り替わった直後にn台に再び切り替わることを防止する。なお、n台からn−1台に切り替えの場合にも決定に総軸動力を使用するが、ポンプ効率に−Δηの減算が入るため、厳密な意味合いとしては、総軸動力の比較を行なっているわけではない。所定の設定値Δηは、例えば5%である。 The total shaft power L n when the number of operating pumps 2 is n can be calculated by the above equation (32). When calculating the total shaft power L n-1 when the number of operating pumps 2 is switched from n to n-1, the predetermined set value is derived from the pump efficiency per pump at the time of n-1 operation By subtracting Δη, shaft power per pump at n−1 operation is calculated based on the reduced pump efficiency. This is because, when the discharge flow rate of the pump 2 moves up and down in the vicinity of the pump operation number switching point, there is a possibility that the number of operation of the pump 2 may increase or decrease and hunting. Therefore, in order to prevent hunting, ΔQ, which is the difference in flow rate switching, is provided to switch from n units to n−1 units. As this means, by subtracting a predetermined set value Δη from the pump efficiency per pump, it is possible to prevent the number of operating pumps from switching back to n immediately after switching to n−1. The total shaft power is also used for determination when switching from n to n-1. However, since the subtraction of -Δη is included in the pump efficiency, the comparison of the total shaft power is strictly carried out It does not mean that The predetermined set value Δη is, for example, 5%.

具体的には、n−1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率の算出式は、上記した式(27)に相当する以下の式で表される。
ηan-1/n-1=g((Nan−1 /100)×Q100 )・・・・・(35)
この式(35)から所定の設定値Δηを減算したポンプ効率値は、ポンプ軸動力を求める際のポンプ効率値として以下の計算で用いられる。
すなわち、ポンプn−1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ軸動力Lan-1/n-1は、式(31)に相当する以下の式により求められる。
an-1/n-1
0.163×(Qan−1 /(n−1))×Han−1
((g((Nan−1 /100)×Q100 )−Δη)/100)
・・・(36)
Specifically, the equation for calculating the pump efficiency per pump at the time of n-1 operation is expressed by the following equation corresponding to the above equation (27).
η an-1 / n -1 = g ((N an -1 * / 100) x Q 100 * ) (35)
The pump efficiency value obtained by subtracting the predetermined set value Δη from the equation (35) is used in the following calculation as the pump efficiency value at the time of obtaining the pump shaft power.
That is, the pump shaft power Lan-1 / n-1 per pump when the pump n-1 is in operation can be obtained by the following equation corresponding to the equation (31).
L an-1 / n-1 =
0.163 × (Q an−1 * / (n−1)) × H an−1 * /
((((N an-1 * / 100) x Q 100 * )-Δ)) / 100)
... (36)

式(36)は、ポンプn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力Lan-1/n-1を示しているので、ポンプn−1台の総軸動力Ln−1は、ポンプ1台あたりの軸動力Lan-1/n-1にn−1を乗算すれば得ることができる。
n―1=Lan-1/n-1×(n−1)
=0.163×Qan−1 ×Han−1
((g((Nan−1 /100)×Q100 )−Δη)/100)
・・・(37)
ポンプ運転台数が切り替わった直後は、以下の式が成り立つ。
an =Qan−1 ・・・(38)
an =Han−1 ・・・(39)
したがって、式(37)に、式(38)および式(39)を代入して、以下の式(40)を得ることができる。
n−1=0.163×Qan ×Han
((g((Nan−1 /100)×Q100 )−Δη)/100)
・・・(40)
Since Formula (36) has shown axial power L an-1 / n-1 per pump at the time of pump n-1 operation, total axial power L n-1 of pump n-1 is It can be obtained by multiplying the axial power L an-1 / n-1 per pump by n-1.
L n−1 = L an−1 / n−1 × (n−1)
= 0.163 x Q an-1 * x H an-1 * /
((((N an-1 * / 100) x Q 100 * )-Δ)) / 100)
... (37)
Immediately after the number of operating pumps changes, the following equation holds.
Q an * = Q an-1 * (38)
H an * = H an -1 * (39)
Therefore, Formula (38) and Formula (39) can be substituted to Formula (37), and the following Formula (40) can be obtained.
L n−1 = 0.163 × Q an * × H an * /
((((N an-1 * / 100) x Q 100 * )-Δ)) / 100)
... (40)

式(40)において、上述したように、Qan は、流量計18から得ることができ、Han は、圧力計17から得ることができる。Qan とHan が得られれば、Nan−1 は、コントローラ20が記憶しているQ−H曲線から取得することができる。したがって、コントローラ20のポンプ運転台数決定部22は、式(40)を用いてポンプn−1台運転時の総軸動力Ln−1を算出することができる。 In equation (40), as described above, Q an * can be obtained from flow meter 18 and H an * can be obtained from pressure gauge 17. If Q an * and H an * are obtained, N an−1 * can be obtained from the QH curve stored in the controller 20. Therefore, the pump operation number determination unit 22 of the controller 20 can calculate the total shaft power L n-1 when the pump n-1 is in operation using the equation (40).

より正確には、ポンプ1台がR%の回転速度で運転される流量−ポンプ効率特性曲線(Q−η曲線)では、ポンプ効率ηは、吐出流量Qの関数として以下の関係が成り立つ。
η=g(Q100 )・・・(41)
ここで、ηは、回転速度R%時のポンプ効率を表し、Q100 は、100%回転速度時の吐出流量を表す。すなわち、式(41)は、R%回転速度時の吐出流量Qにおけるポンプ効率ηは、Qに対して100%回転速度時の吐出流量に換算されるQ100 を変数とした関数gの式から得られることを表している。関数gの式は、ポンプ2の性能試験などにおいて得られた100%回転速度時のポンプ効率ηと吐出流量Qとから定まる点を複数プロットし、このプロットされた複数点を近似曲線で繋いだ時の多項近似式として得ることができる。この多項近似式は、例えば、三次曲線として描くことができる。この多項近似式は、予め定められており、コントローラ20に記憶されている。
More precisely, in the flow rate-pump efficiency characteristic curve (Q-η curve) in which one pump is operated at a rotational speed of R%, the pump efficiency η as a function of the discharge flow rate Q has the following relationship.
η R = g (Q 100 * ) (41)
Here, η R represents the pump efficiency at the rotational speed R%, and Q 100 * represents the discharge flow rate at the 100% rotational speed. That is, the equation (41) is a function that uses as a variable Q 100 * the pump efficiency η R at the discharge flow rate Q R at R% rotational speed is converted to the discharge flow rate at 100% rotational speed with respect to Q R It shows that it can be obtained from the equation of g. The equation of the function g plots a plurality of points determined from the pump efficiency η and the discharge flow rate Q at 100% rotational speed obtained in the performance test of the pump 2 etc., and connects the plotted plurality of points by an approximate curve It can be obtained as a polynomial approximation of time. This polynomial approximation can be drawn, for example, as a cubic curve. The polynomial approximation is predetermined and stored in the controller 20.

上述したように、図7は、図2に示す回転速度R%の運転点Aから回転速度100%の運転点Bを換算するときの運転特性曲線図(Q−H線図)である。図7に示されるように、回転速度R%の運転点Aに対し相似則により得られる回転速度100%換算の点B(Q100 ,H100 )は、回転速度100%のQH曲線と点Aを通る二次曲線H=α×Qの交点より求めることができる。ここでα=Han/n/(Qan/nである。 As described above, FIG. 7 is an operating characteristic curve diagram (QH diagram) when converting the operating point B of 100% of rotational speed from the operating point A of rotational speed R% shown in FIG. As shown in FIG. 7, a point B (Q 100 * , H 100 * ) converted into 100% rotation speed obtained by the similarity law with respect to the operating point A of the rotation speed R% is a QH curve with 100% rotation speed It can be determined from the point of intersection of the quadratic curve H = α × Q 2 passing through the point A. Here, α = H an / n / (Q an / n ) 2 .

回転速度100%の時の流量Q100 に対する、回転速度R%の時の流量Qには上述の式(18)の関係が成り立ち、回転速度100%の時の全揚程H100 に対する回転速度R%の時の全揚程Hには上述の式(19)の関係が成り立つ。式(18)および式(19)を再度記載する。
=(N/100)×Q100 ・・・(18)
=(N/100)×H100 ・・・(19)
ここで、Nは回転速度である。(便宜上記号が異なるが、NとRは共に回転速度[%]を表す)
式(18)および式(19)から、上述の式(20)と式(21)が得られる。式(21)および式(21)を再度記載する。
100 =Q/(N/100)・・・(20)
100 =H/(N/100)・・・(21)
With respect to the flow rate Q 100 * at the rotational speed 100%, the above equation (18) holds for the flow rate Q R at the rotational speed R%, and the rotation at the full head H 100 * at the rotational speed 100%. relationship of the above equation is the total head H R when the rate R% (19) holds. Formula (18) and Formula (19) are described again.
Q R = (N R / 100) × Q 100 * (18)
H R = (N R / 100) 2 × H 100 * (19)
Here, N R is the rotational speed. (The symbols differ for convenience, but both N R and R represent the rotational speed [%])
The equation (20) and the equation (21) described above are obtained from the equation (18) and the equation (19). Formula (21) and Formula (21) are described again.
Q 100 * = Q R / (N R / 100) (20)
H 100 * = H R / (N R / 100) 2 (21)

上述したように、式(20)および式(21)を式(16)に代入すると、上述の式(22)が導かれる。式(22)を再度記載する。
/(N/100)=f(Q/(N/100))
よって、 H=(N/100)×f(Q/(N/100))・・・(22)
式(20)を式(41)に代入すると、以下の式(42)が導かれる。
η=g(Q/(N/100))・・・(42)
式(42)から、ポンプn台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nは、以下の式(43)により得られる。
ηan/n=g(Qan/n/(Nan/n/100))・・・(43)
式(43)に、上述した式(8)、式(10)を代入すると、
ηan/n=g((Qan /n)/(Nan /100))・・・(44)
となり、式(44)から、ポンプn台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nを算出することができる。
As described above, substituting the equations (20) and (21) into the equation (16) leads to the equation (22) described above. Formula (22) is described again.
H R / (N R / 100) 2 = f (Q R / (N R / 100))
Therefore, H R = (N R / 100) 2 × f (Q R / (N R / 100)) (22)
Substituting equation (20) into equation (41), the following equation (42) is derived.
η R = g (Q R / (N R / 100)) (42)
From equation (42), the pump efficiency η an / n per pump when n pumps are operated can be obtained by the following equation (43).
η an / n = g (Q an / n / (N an / n / 100)) (43)
Substituting equation (8) and equation (10) above into equation (43),
η an / n = g ((Q an * / n) / (N an * / 100)) (44)
From the equation (44), the pump efficiency an an / n per pump can be calculated when n pumps are in operation.

同様に、ポンプn+1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率ηan+1/n+1は、以下の式(45)により得られる。
ηan+1/n+1=g(Qan+1/n+1/(Nan+1/n+1/100))・・・(45)
式(45)に、上述した式(11)、式(13)を代入すると、
ηan+1/n+1=g((Qan+1 /(n+1))/(Nan+1 /100))
・・・(46)
となり、式(46)から、ポンプn+1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率ηan+1/n+1を算出することができる。
Similarly, the pump efficiency η an + 1 / n + 1 per pump at the time of operation of pump n + 1 is obtained by the following equation (45).
η an + 1 / n + 1 = g (Q an + 1 / n + 1 / (N an + 1 / n + 1/100)) (45)
Substituting the equations (11) and (13) into the equation (45),
η an + 1 / n + 1 = g ((Q an + 1 * / (n + 1)) / (N an + 1 * / 100))
... (46)
From the equation (46), the pump efficiency η an + 1 / n + 1 can be calculated per pump at the time of operation of the pump n + 1 .

上述した式(5)により、ポンプ軸動力を求めることができる。この式(5)により、ポンプn台運転時のポンプ1台あたりのポンプ軸動力Lan/nは、上述した式(28)により求められる。式(28)を再度記載する。
an/n=0.163×Qan/n×Han/n/(ηan/n/100)・・・(28)
式(28)に、式(8)、式(9)および式(44)を代入して、以下の式(47)を得ることができる。
an/n
0.163×(Qan /n)×Han
(g((Qan /n)/(Nan /100))/100)・・・(47)
The pump shaft power can be obtained by the above-mentioned equation (5). From this equation (5), the pump shaft power Lan / n per pump at the time of operation of n pumps can be obtained by the equation (28) described above. Formula (28) is described again.
L an / n = 0.163 × Q an / n × H an / n / (η an / n / 100) (28)
By substituting the equations (8), (9) and (44) into the equation (28), the following equation (47) can be obtained.
L an / n =
0.163 × (Q an * / n) × H an * /
(G ((Q an * / n) / (N an * / 100)) / 100) ... (47)

同様に、ポンプn+1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ軸動力Lan+1/n+1は、上記した式(30)により求められる。式(30)を再度記載する。
an+1/n+1=0.163×Qan+1/n+1×Han+1/n+1/(ηan+1/n+1/100)
・・・(30)
式(30)に、式(11)、式(12)、および式(46)を代入して、以下の式(48)を得ることができる。
an+1/n+1
0.163×(Qan+1 /(n+1))×Han+1
(g((Qan+1 /(n+1)/(Nan+1 /100))/100))
・・・(48)
Similarly, the pump shaft power L an + 1 / n + 1 per pump when the n + 1 pumps are operated can be obtained by the above-mentioned equation (30). Formula (30) is described again.
L an + 1 / n + 1 = 0.163 × Q an + 1 / n + 1 × H an + 1 / n + 1 / (η an + 1 / n + 1/100)
... (30)
Formula (11), Formula (12), and Formula (46) can be substituted for Formula (30), and the following Formula (48) can be obtained.
L an + 1 / n + 1 =
0.163 × (Q an + 1 * / (n + 1)) × H an + 1 * /
(G ((( Qan + 1 * / (n + 1) / ( Nan + 1 * / 100)) / 100))
... (48)

式(47)は、ポンプn台運転時のポンプ1台あたりの軸動力Lan/nを示しているので、ポンプn台の総軸動力Lは、ポンプ1台あたりの軸動力Lan/nにnを乗算すれば得ることができる。
したがって、
=Lan/n×n
=0.163×Qan ×Han
(g(Qan /(Nan /100))/100)・・・(49)
Since Formula (47) shows axial power L an / n per pump at the time of n pump operation, total axial power L n of pump n is axial power L an / per pump It can be obtained by multiplying n by n.
Therefore,
L n = L an / n × n
= 0.163 x Q an * x H an * /
(G (Q an * / (N an * / 100)) / 100) (49)

式(49)において、上述したように、Qan は、流量計18から得ることができ、Han は、圧力計17から得ることができる。Qan とHan が得られれば、Nan は、コントローラ20が記憶しているQ−H曲線から取得できる。したがって、コントローラ20のポンプ運転台数決定部22は、式(49)を用いてポンプn台運転時の総軸動力Lを算出することができる。 In equation (49), as noted above, Q an * can be obtained from flow meter 18 and H an * can be obtained from pressure gauge 17. If Q an * and H an * are obtained, N an * can be obtained from the QH curve stored in the controller 20. Therefore, the pump operating number determination unit 22 of the controller 20 can calculate the total shaft power L n at the time of n pumps using the equation (49).

同様に、式(48)は、ポンプn+1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力Lan+1/n+1を示しているので、ポンプn+1台の総軸動力Ln+1は、ポンプ1台あたりの軸動力Lan+1/n+1にn+1を乗算すれば得ることができる。
n+1=Lan+1/n+1×(n+1)
=0.163×Qan+1 ×Han+1
(g((Qan+1 /(n+1))/(Nan+1 /100))/100)
・・・(50)
式(50)に、式(6)および式(7)を代入して、
n+1=0.163×Qan ×Han
(g((Qan /(n+1))/(Nan+1 /100))/100)
・・・(51)
Similarly, since equation (48) indicates the axial power L an + 1 / n + 1 per pump during operation of pump n + 1, the total axial power L n + 1 of pump n + 1 is one pump. It can be obtained by multiplying the axial power L an + 1 / n + 1 of the circumference by n + 1.
L n + 1 = L an + 1 / n + 1 × (n + 1)
= 0.163 × Q an + 1 * × H an + 1 * /
(G ((Q an + 1 * / (n 1)) / (N an +1 * / 100)) / 100)
... (50)
Substituting equations (6) and (7) into equation (50),
L n + 1 = 0.163 × Q an * × H an * /
(G ((Q an * / (n + 1)) / (N an + 1 * / 100)) / 100)
... (51)

式(51)において、上述したように、Qan は、流量計18から得ることができ、Han は、圧力計17から得ることができる。Qan とHan が得られれば、Nan+1 は、コントローラ20が記憶しているQ−H曲線から取得できる。したがって、コントローラ20のポンプ運転台数決定部22は、式(51)を用いてポンプn+1台運転時の総軸動力Ln+1を算出することができる。 In equation (51), as noted above, Q an * can be obtained from flow meter 18 and H an * can be obtained from pressure gauge 17. If Q an * and H an * are obtained, N an + 1 * can be obtained from the QH curve stored in the controller 20. Therefore, the pump operation number determination unit 22 of the controller 20 can calculate the total shaft power L n + 1 at the time of the pump n + 1 operation using the equation (51).

これまで、ポンプ2の運転台数をn台からn+1台に切り替えるか否かを決定する場合における総軸動力Lの算出方法について説明してきた。以下では、ポンプ2の運転台数をn台からn−1台に切り替えるか否かを決定する場合における総軸動力Lの算出方法について説明する。なお、ポンプの運転台数をn台からn−1台に切り替えるか否かを決定する際のnは、2以上の自然数である。   So far, the method of calculating the total shaft power L in the case of determining whether to switch the number of operating pumps 2 from n to n + 1 has been described. Hereinafter, a method of calculating the total shaft power L in the case of determining whether to switch the number of operating pumps 2 from n to n−1 will be described. Note that n is a natural number of 2 or more when determining whether to switch the number of operating pumps from n to n-1.

ポンプ2の運転台数がn台である場合の総軸動力Lは、上記した式(49)により算出することができる。ポンプ2の運転台数がn台からn−1台に切り替わる際の総軸動力Ln−1を算出する際には、n−1台運転時におけるポンプ1台あたりのポンプ効率から所定の設定値Δηを減算して、減算されたポンプ効率を基にn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力を算出する。これは、ポンプ2の吐出流量がポンプ運転台数切り替え点付近で上下動した際に、ポンプ2の運転台数が増えたり減ったりとハンチングするおそれがあるからである。そこで、ハンチング防止のために流量切り替えの差分であるΔQを設けて、n台からn−1台に切り替えを行う。この手段としてポンプ1台あたりのポンプ効率から所定の設定値Δηを減算することにより、ポンプ運転台数がn−1台に切り替わった直後にn台に再び切り替わることを防止する。なお、n台からn−1台に切り替えの場合にも決定に総軸動力を使用するが、ポンプ効率に−Δηの減算が入るため、厳密な意味合いとしては、総軸動力の比較を行なっているわけではない。所定の設定値Δηは、例えば5%である。 The total shaft power L n when the number of operating pumps 2 is n can be calculated by the above equation (49). When calculating the total shaft power L n-1 when the number of operating pumps 2 is switched from n to n-1, the predetermined set value is derived from the pump efficiency per pump at the time of n-1 operation By subtracting Δη, shaft power per pump at n−1 operation is calculated based on the reduced pump efficiency. This is because, when the discharge flow rate of the pump 2 moves up and down in the vicinity of the pump operation number switching point, there is a possibility that the number of operation of the pump 2 may increase or decrease and hunting. Therefore, in order to prevent hunting, ΔQ, which is the difference in flow rate switching, is provided to switch from n units to n−1 units. As this means, by subtracting a predetermined set value Δη from the pump efficiency per pump, it is possible to prevent the number of operating pumps from switching back to n immediately after switching to n−1. The total shaft power is also used for determination when switching from n to n-1. However, since the subtraction of -Δη is included in the pump efficiency, the comparison of the total shaft power is strictly carried out It does not mean that The predetermined set value Δη is, for example, 5%.

具体的には、n−1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率の算出式は、上記した式(46)に相当する以下の式で表される。
ηan-1/n-1=g((Qan-1 /(n−1))/(Nan-1 /100))
・・・(52)
この式(52)から所定の設定値Δηを減算したポンプ効率値は、ポンプ軸動力を求める際のポンプ効率値として以下の計算で用いられる。
すなわち、ポンプn−1台運転時のポンプ1台あたりのポンプ軸動力Lan-1/n-1は、式(48)に相当する以下の式により求められる。
an-1/n-1
0.163×(Qan−1 /(n−1))×Han−1
((g((Qan−1 /(n−1))/(Nan−1 /100))−Δη)/100)
・・・(53)
Specifically, the formula for calculating the pump efficiency per pump at the time of n-1 operation is expressed by the following formula corresponding to the above-mentioned formula (46).
η an-1 / n -1 = g ((Q an-1 * / (n-1)) / (N an-1 * / 100))
... (52)
The pump efficiency value obtained by subtracting the predetermined set value Δη from this equation (52) is used in the following calculation as the pump efficiency value when obtaining the pump shaft power.
That is, the pump shaft power Lan-1 / n-1 per pump when the pump n-1 is in operation can be obtained by the following equation corresponding to the equation (48).
L an-1 / n-1 =
0.163 × (Q an−1 * / (n−1)) × H an−1 * /
((((Q ( an-1 * / (n-1)) / ( Nan-1 * / 100))-[Delta] [eta]) / 100)
... (53)

式(53)は、ポンプn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力Lan-1/n-1を示しているので、ポンプn−1台の総軸動力Ln−1は、ポンプ1台あたりの軸動力Lan-1/n-1にn−1を乗算すれば得ることができる。
n―1=Lan-1/n-1×(n−1)
=0.163×Qan−1 ×Han−1
((g((Qan−1 /(n−1))/(Nan−1 /100))−Δη)/100)
・・・(54)
ポンプ運転台数が切り替わった直後は、上述した式(38)および式(39)の関係が成り立つ。式(38)および式(39)を再度記載する。
an =Qan−1 ・・・(38)
an =Han−1 ・・・(39)
したがって、式(54)に、式(38)および式(39)を代入して、以下の式(55)を得ることができる。
n−1=0.163×Qan ×Han
((g((Qan /(n−1))/(Nan−1 /100))−Δη)/100)
・・・(55)
Since Formula (53) has shown axial power Lan-1 / n-1 per pump at the time of pump n-1 operation, total axial power Ln-1 of pump n-1 is It can be obtained by multiplying the axial power L an-1 / n-1 per pump by n-1.
L n−1 = L an−1 / n−1 × (n−1)
= 0.163 x Q an-1 * x H an-1 * /
((((Q ( an-1 * / (n-1)) / ( Nan-1 * / 100))-[Delta] [eta]) / 100)
... (54)
Immediately after the number of operating pumps is switched, the relationships of the above-mentioned equation (38) and equation (39) hold. Formula (38) and Formula (39) are described again.
Q an * = Q an-1 * (38)
H an * = H an -1 * (39)
Therefore, Equation (38) and Equation (39) can be substituted into Equation (54) to obtain Equation (55) below.
L n−1 = 0.163 × Q an * × H an * /
((((Q an * / (n-1)) / (N an-1 * / 100))-??) / 100)
... (55)

式(55)において、上述したように、Qan は、流量計18から得ることができ、Han は、圧力計17から得ることができる。Qan とHan が得られれば、Nan−1 は、コントローラ20が記憶しているQ−H曲線から取得することができる。したがって、コントローラ20のポンプ運転台数決定部22は、式(55)を用いてポンプn−1台運転時の総軸動力Ln−1を算出することができる。 In equation (55), as noted above, Q an * can be obtained from flow meter 18 and H an * can be obtained from pressure gauge 17. If Q an * and H an * are obtained, N an−1 * can be obtained from the QH curve stored in the controller 20. Therefore, the pump operation number determination unit 22 of the controller 20 can calculate the total shaft power L n-1 when the pump n-1 is in operation, using Expression (55).

コントローラ20のポンプ運転台数決定部22は、このようにして求められたn台運転時の総軸動力Lと、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力Ln+1またはLn−1とを比較して、総軸動力が低いポンプ運転台数を決定する。具体的には、ポンプ装置の総吐出流量が増加しているときに、Ln+1がL以下である(L≧Ln+1)場合、ポンプ2の運転台数をn+1台に増加させる。ポンプ装置の総吐出流量が増加しているときに、Ln+1がLより大きい(L<Ln+1)場合、ポンプ2の運転台数をn台に維持する。ポンプ装置の総吐出流量が減少しているときに、Ln−1がL以下である(L≧Ln−1)場合、ポンプ2の運転台数をn−1台に減少させる。ポンプ装置の総吐出流量が減少しているときに、Ln−1がLより大きい(L<Ln−1)場合、ポンプ2の運転台数をn台に維持する。コントローラ20は、ポンプ運転台数決定部22が決定した台数のポンプ2を運転する。 The pump operation number determination unit 22 of the controller 20 determines the total shaft power L n during n-unit operation thus calculated and the total shaft power L n + 1 or L n during n + 1-unit operation or n-1-unit operation. Compare with -1 to determine the number of pump operation with low total shaft power. Specifically, when L n + 1 is equal to or less than L n (L n LL n + 1 ) when the total discharge flow rate of the pump device is increasing, the number of operating pumps 2 is increased to n + 1. When the total discharge flow rate of the pump device is increased, L n + 1 is greater than L n (L n <L n + 1) cases, to keep the number of operating pumps 2 to n units. When L n-1 is equal to or less than L n (L n LL n-1 ) when the total discharge flow rate of the pump device is decreasing, the number of operating pumps 2 is reduced to n-1. When the total discharge flow rate of the pump device is decreased, L n-1 is L n greater than (L n <L n-1) case, to keep the number of operating pumps 2 to n units. The controller 20 operates the number of pumps 2 determined by the pump operation number determination unit 22.

この実施形態によれば、ポンプの運転台数を切り替えるか否かを判断する際に、総軸動力が低くなる方のポンプ運転台数を選択する。したがって、ポンプ装置を省エネルギーで運転することができる。また、運転されるポンプ2は、必ず(n台からn−1台に切り替え時のハンチング防止(−Δη)を除く)軸動力が低くなるポンプ運転台数で運転される。したがって、ポンプ2にかかる負荷が小さくて済むので、ポンプの軸受などの消耗部品にかかる負荷を低減することができ、その結果、ポンプ2の長寿命化を図ることができる。   According to this embodiment, when it is determined whether or not to switch the number of operating pumps, the number of operating pump at which the total shaft power decreases is selected. Therefore, the pump device can be operated with energy saving. In addition, the pumps 2 to be operated are operated with the number of operating pumps at which the axial power becomes low (except for the hunting prevention (−ΔΔ) at the time of switching from n to n−1). Therefore, since the load applied to the pump 2 can be small, the load applied to the consumable parts such as the bearing of the pump can be reduced, and as a result, the life of the pump 2 can be extended.

以下に、図8〜図13を用いて、具体的なポンプ運転台数制御について説明する。図8は、ポンプ装置の総吐出流量が増加していき、ポンプ2の運転台数を1台から2台に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)の一例である。先に記述したように、コントローラ20のポンプ運転台数決定部22がポンプ2の運転台数を切り替えるか否かを決定する前に、領域決定部23は、ポンプの運転台数切り替え前後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が、上記領域(ポンプ2の運転台数を切り替え可能な領域)内にあるか否かを決定する。上述したように、領域決定部23には、式(1)〜式(4)に従って定義された3つの領域I,II,III(図3参照)が記憶されている。領域決定部23は、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が3つの領域I,II,IIIのうちのどの領域に位置しているかを判定する。式(1)〜式(4)における定数αは1.33が、定数βは4.17が、γは60が、δは100が、それぞれ選定されている。また、図8の下部に示される流量−ポンプ効率特性曲線(Q−η曲線)は、式(17)で示した関数gの多項近似式で表されるものであり、この多項近似式は、予め定められていて、コントローラ20に記憶されている。後述する図9〜図13の下部に示される流量−ポンプ効率特性曲線(Q−η曲線)も、式(17)で示した関数gの多項近似式で表されるものであり、この多項近似式は、予め定められていて、コントローラ20に記憶されている。   Specific pump operation number control will be described below with reference to FIGS. 8 to 13. FIG. 8 shows an example of an operating characteristic curve diagram (QH diagram) when deciding whether to switch the number of operating pumps 2 from one to two as the total discharge flow rate of the pump device increases. It is. As described above, before the pump operating number determining unit 22 of the controller 20 determines whether to switch the operating number of the pumps 2, the region determining unit 23 determines the total number of pump devices before and after the operating number switching of the pumps. It is determined whether the discharge flow rate and the rotational speed of the pump 2 are within the above region (a region where the number of operating pumps 2 can be switched). As described above, the region determination unit 23 stores three regions I, II, and III (see FIG. 3) defined according to Equations (1) to (4). The area determination unit 23 determines which one of the three areas I, II, and III the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 are located. In the formulas (1) to (4), the constant α is selected to be 1.33, the constant β to be 4.17, the γ to be 60, and the δ to be 100, respectively. Further, the flow rate-pump efficiency characteristic curve (Q-) curve) shown in the lower part of FIG. 8 is represented by a polynomial approximation of the function g shown in the equation (17), and this polynomial approximation is It is predetermined and stored in the controller 20. The flow rate-pump efficiency characteristic curve (Q-η curve) shown in the lower part of FIGS. 9 to 13 described later is also represented by the polynomial approximation of the function g shown in the equation (17), and this polynomial approximation The equation is predetermined and stored in the controller 20.

まず、領域決定部23は、ポンプの運転台数切り替え前後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が、上記領域内にあるか否かを決定する。図8は、ポンプ2が運転点Cで運転されているときに領域判定が行われる例を示す。C点は、ポンプ装置の総吐出流量が36m/minの時の運転点であり、この時のポンプ2は1台で運転され、ポンプ回転速度は86%である。運転点Cでのポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度は、図3における領域Iにある。したがって、運転点Cでは1台のみのポンプ2が運転される。この運転点Cでポンプ2の運転台数が2台に切り替わった場合、ポンプ2の回転速度は82%である。総吐出流量36m/minおよびポンプ2の回転速度82%は、領域Iにある。したがって、領域決定部23は、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度がポンプ2の運転台数を2台へ切り替え可能な領域内にないと判定し、ポンプ運転台数決定部22は、ポンプ2の運転台数を1台に維持する。 First, the area determination unit 23 determines whether the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 before and after switching of the number of operating pumps are within the above-described area. FIG. 8 shows an example where the area determination is performed when the pump 2 is operated at the operating point C. Point C is the operating point when the total discharge flow rate of the pump device is 36 m 3 / min. At this time, the pump 2 is operated by one unit, and the pump rotational speed is 86%. The total discharge flow rate of the pump device at the operating point C and the rotational speed of the pump 2 are in the region I in FIG. Therefore, at the operating point C, only one pump 2 is operated. When the number of operating pumps 2 is switched to two at this operating point C, the rotational speed of the pump 2 is 82%. The total discharge flow rate 36 m 3 / min and the rotational speed 82% of the pump 2 are in the region I. Therefore, the area determination unit 23 determines that the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 do not fall within the area where the number of operating pumps 2 can be switched to two, and the pump operating number determination unit 22 determines Maintain the number 2 operation as one.

なお、この運転点Cにおける、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Lは次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nが77%であり、流量Qan が36m/minであり、吐出圧力Pan が78m(全揚程Han が40.9m)であるから、式(32)または式(49)より、総軸動力Lは、311.7kWである。一方、運転点Cにおける、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Ln+1は次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan+1/n+1が77%であり、流量Qan が36m/minであり、吐出圧力Pan が78m(全揚程Han が40.9m)なので、式(34)または式(51)より、総軸動力Ln+1は311.7kWとなり、ポンプ1台運転時の総軸動力Lと等しくなる。しかしながら、運転点Cでのポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度は、ポンプ2が2台で運転可能な領域IIおよびIIIに存在していないので、ポンプ2の運転台数は1台に維持される。 The total shaft power L n at one operating point of the pump 2 at this operating point C is determined as follows. Because the pump efficiency an an / n per pump is 77%, the flow rate Q an * is 36 m 3 / min, and the discharge pressure P an * is 78 m (total head H an * is 40.9 m) From the equation (32) or (49), the total shaft power L n is 311.7 kW. On the other hand, the total shaft power L n + 1 when the two pumps 2 are operating at the operating point C is obtained as follows. Pump efficiency an an + 1 / n + 1 per pump is 77%, flow rate Q an * is 36 m 3 / min, discharge pressure P an * is 78 m (total head H an * is 40.9 m Therefore, from the equation (34) or (51), the total shaft power L n + 1 is 311.7 kW, which is equal to the total shaft power L n when one pump is in operation. However, since the total discharge flow rate of the pump device at the operating point C and the rotational speed of the pump 2 do not exist in the region II and III where two pumps 2 can operate, the number of operating pumps 2 is one. Maintained.

図9は、ポンプ装置の総吐出流量が増加していき、ポンプ2の運転台数を1台運転から2台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)の別の一例である。まず、3つの領域I,II,IIIのどの領域に、ポンプの運転台数切り替え前後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が位置しているかがまず判定される。図9は、ポンプ2が運転点Dで運転されているときに領域判定が行われる例を示す。D点は、ポンプ装置の総吐出流量が63m/minの時の運転点であり、この時のポンプ2は1台で運転され、ポンプ回転速度は98%である。運転点Dでのポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度は、図3における領域IIにある。したがって、ポンプ2は、1台で運転できる。この運転点Dでポンプ2の運転台数が2台に切り替わった場合、ポンプ2の回転速度は85%である。総吐出流量63m/minおよびポンプ2の回転速度85%は、領域IIにある。したがって、領域決定部23は、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が、ポンプ2の運転台数を2台へ切り替え可能な領域内にあると判定する。 FIG. 9 is an operating characteristic curve diagram (QH diagram) when determining whether the total discharge flow rate of the pump device increases and the number of operating pumps 2 is switched from one to two. Another example of First, it is first determined in which of the three regions I, II, and III the total discharge flow rate of the pump apparatus and the rotational speed of the pump 2 are located before and after switching of the number of operating pumps. FIG. 9 shows an example where the area determination is performed when the pump 2 is operated at the operating point D. The point D is the operating point when the total discharge flow rate of the pump device is 63 m 3 / min. At this time, the pump 2 is operated by one unit, and the pump rotational speed is 98%. The total discharge flow rate of the pump device at the operating point D and the rotational speed of the pump 2 are in the region II in FIG. Therefore, the pump 2 can be operated by one unit. When the number of operating pumps 2 is switched to two at this operating point D, the rotational speed of the pump 2 is 85%. The total discharge flow rate 63 m 3 / min and the rotational speed 85% of the pump 2 are in the region II. Therefore, the area determination unit 23 determines that the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 are in an area where the number of operating pumps 2 can be switched to two.

この場合、ポンプ運転台数決定部22は、先に記述したポンプ運転台数決定アルゴリズムに従って、ポンプ装置の総軸動力が小さくなるようにポンプ運転台数を決定する。この運転点Dにおける、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Lは、次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nが78%であり、流量Qan が63m/minであり、吐出圧力Pan が79m(全揚程Han が41.9m)なので、式(32)または式(49)より、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Lは551.6kWである。一方、この運転点Dにおける、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Ln+1は、次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan+1/n+1が79%であり、流量Qan が63m/minであり、吐出圧力Pan が79m(全揚程Han が41.9m)なので、式(34)または式(51)より、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Ln+1は544.6kWとなり、ポンプ1台運転時の総軸動力Lよりも小さくなる。したがって、ポンプ運転台数決定部22は、ポンプの運転台数を2台に切り替えるように指令を発し、コントローラ20は、2台のポンプ2を運転する。 In this case, the pump operation number determination unit 22 determines the number of pump operations so that the total shaft power of the pump device becomes smaller, according to the pump operation number determination algorithm described above. The total shaft power L n when one pump 2 is in operation at this operation point D can be obtained as follows. Since the pump efficiency an an / n per pump is 78%, the flow rate Q an * is 63 m 3 / min, and the discharge pressure P an * is 79 m (total lift H an * is 41.9 m) From (32) or Formula (49), the total shaft power L n when one pump 2 is in operation is 551.6 kW. On the other hand, the total shaft power L n + 1 when the two pumps 2 are operating at this operating point D is determined as follows. Pump efficiency an an + 1 / n + 1 per pump is 79%, flow rate Q an * is 63 m 3 / min, discharge pressure P an * is 79 m (total head H an * is 41.9 m Therefore, from equation (34) or equation (51), the total shaft power L n + 1 when the two pumps 2 are operating is 544.6 kW, which is smaller than the total shaft power L n when one pump is operating. Therefore, the pump operating number determination unit 22 issues a command to switch the number of operating pumps to two, and the controller 20 operates the two pumps 2.

図10は、ポンプ装置の総吐出流量が増加していき、ポンプ2の運転台数を1台運転から2台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)のさらに別の一例である。まず、3つの領域I,II,IIIのどの領域に、ポンプの運転台数切り替え前後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が位置しているかが判定される。図10は、ポンプ2が運転点Eで運転されているときに領域判定が行われる例を示す。E点は、ポンプ装置の総吐出流量が66m/minの時の運転点である。運転点Eでポンプ2が1台で運転される場合、ポンプ回転速度は100%である。この時の運転点Eでのポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度は、図3における領域IIにある。しかしながら、式(4)で示される上限回転速度NU(=δ=100)にポンプ2の回転速度が到達している。また、この運転点Eでポンプ2の運転台数が2台に切り替わったとした場合、ポンプ2の回転速度は85%である。総吐出流量66m/minおよびポンプ2の回転速度85%は、領域IIIにある。したがって、ポンプ運転台数決定部22は、ポンプ2の運転台数を1台から2台に切り替えるように決定し、コントローラ20は、2台のポンプ2を運転する。 FIG. 10 is an operating characteristic curve diagram (Q-H diagram) when determining whether the total discharge flow rate of the pump device increases and the number of operating pumps 2 is switched from one to two. Yet another example of First, it is determined in which of the three regions I, II and III the total discharge flow rate of the pump apparatus and the rotational speed of the pump 2 are located before and after the operation number switch of the pump. FIG. 10 shows an example in which the area determination is performed when the pump 2 is operated at the operating point E. Point E is an operating point when the total discharge flow rate of the pump device is 66 m 3 / min. When the pump 2 is operated at one operating point E, the pump rotational speed is 100%. The total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 at the operating point E at this time are in the region II in FIG. However, the rotational speed of the pump 2 has reached the upper limit rotational speed N U (= δ = 100) shown by the equation (4). If the number of operating pumps 2 is switched to two at this operating point E, the rotational speed of the pump 2 is 85%. The total discharge flow rate 66 m 3 / min and the rotational speed 85% of the pump 2 are in the region III. Therefore, the pump operation number determination unit 22 determines to switch the operation number of the pumps 2 from one to two, and the controller 20 operates the two pumps 2.

なお、この運転点Eにおける、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Lは次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nが82%であり、流量Qan が66m/minであり、吐出圧力Pan が80m(全揚程Han が42.9m)なので、式(32)または式(49)より、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Lは562.8kWである。一方、この運転点Eにおける、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Ln+1は次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan+1/n+1が72%であり、流量Qan が66m/minであり、吐出圧力Pan が80m(全揚程Han が42.9m)なので、式(34)または式(51)より、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Ln+1は641.0kWとなり、1台のポンプ2で運転していた方が、総軸動力は小さくなる。しかしながら、ポンプ2の回転速度が式(4)で示される上限回転速度NU(=δ=100)に到達し、且つ、ポンプの運転台数を切り替えた後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が領域IIおよびIIIにあるため、ポンプ2の運転台数は2台に切り替えられる。 The total shaft power L n when one pump 2 is in operation at this operating point E can be obtained as follows. Since the pump efficiency an an / n per pump is 82%, the flow rate Q an * is 66 m 3 / min, and the discharge pressure P an * is 80 m (total lift H an * is 42.9 m) From (32) or Formula (49), the total shaft power L n when one pump 2 is in operation is 562.8 kW. On the other hand, the total shaft power L n + 1 when the two pumps 2 are operating at this operating point E is obtained as follows. The pump efficiency an an + 1 / n + 1 per pump is 72%, the flow rate Q an * is 66 m 3 / min, the discharge pressure P an * is 80 m (total head H an * is 42.9 m Therefore, from equation (34) or (51), the total shaft power L n + 1 when the two pumps 2 are in operation is 641.0 kW, and the total shaft power is one that was operated by one pump 2 It becomes smaller. However, the total discharge flow rate of the pump device and the pump 2 after the rotational speed of the pump 2 reaches the upper limit rotational speed N U (= δ = 100) shown by the equation (4) and switching the number of operating pumps. The number of operating pumps 2 is switched to two because the rotational speed of the motor is in the regions II and III.

図11は、ポンプ装置の総吐出流量が減少していき、ポンプ2の運転台数を2台から1台に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)の一例である。3つの領域I,II,IIIのどの領域に、ポンプの運転台数切り替え前後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が位置しているかがまず判定される。   FIG. 11 is an example of an operating characteristic curve diagram (QH diagram) when determining whether the total discharge flow rate of the pump device decreases and the number of operating pumps 2 is switched from two to one. It is. First, it is determined in which one of the three regions I, II, and III the total discharge flow rate of the pump apparatus and the rotational speed of the pump 2 are located before and after switching of the number of operating pumps.

図11は、ポンプ2が運転点Fで運転されているときに領域判定が行われる例を示す。F点は、ポンプ装置の総吐出流量が39m/minの時の運転点である。運転点Fでポンプ2が2台で運転される場合、ポンプ回転速度は82%である。この運転点Fでのポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度は、図3における領域Iにある。また、また、この運転点Fでポンプ2の運転台数が1台に切り替わったとした場合、ポンプ2の回転速度は86%である。総吐出流量39m/minおよびポンプ2の回転速度86%は、領域Iにある。したがって、領域決定部23は、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が、ポンプ2台で運転可能な領域内になく、ポンプ1台で運転可能な領域内にあると決定する。そして、ポンプ運転台数決定部22は、ポンプ2の運転台数を2台から1台に切り替えるように決定し、コントローラ20は1台のポンプ2を運転する。 FIG. 11 shows an example in which the area determination is performed when the pump 2 is operated at the operating point F. Point F is an operating point when the total discharge flow rate of the pump device is 39 m 3 / min. When two pumps 2 are operated at the operating point F, the pump rotational speed is 82%. The total discharge flow rate of the pump device at this operating point F and the rotational speed of the pump 2 are in the region I in FIG. Also, assuming that the number of operating pumps 2 is switched to one at this operating point F, the rotational speed of the pump 2 is 86%. The total discharge flow rate 39 m 3 / min and the rotational speed 86% of the pump 2 are in the region I. Therefore, the area determination unit 23 determines that the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 are not in the area that can be operated by two pumps but in the area that can be operated by one pump. Then, the pump operation number determination unit 22 determines to switch the operation number of the pumps 2 from two to one, and the controller 20 operates one pump 2.

なお、この運転点Fにおける、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Lは次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nが77%であり、流量Qan が39m/minであり、吐出圧力Pan が78m(全揚程Han が40.9m)なので、式(32)または式(49)より、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Lは337.7kWである。一方、この運転点Fにおける、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Ln−1は、次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan-1/n-1が77%であり、流量Qan が39m/minであり、吐出圧力Pan が78m(全揚程Han が40.9m)であり、且つ設定値Δηは5%であるので、式(40)または式(55)より、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Ln−1は361.1kWとなり、ポンプ2が2台で運転していた方が、総軸動力Lは小さくなる。しかしながら、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が、ポンプ運転台数が2台で運転できる領域IIおよびIIIを外れ、且つ、ポンプの運転台数を切り替えた後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が領域IIおよびIにあるので、ポンプ2の運転台数は、2台から1台に切り替えられる。 The total shaft power L n at the time of operation of two pumps 2 at this operating point F is determined as follows. Since the pump efficiency an an / n per pump is 77%, the flow rate Q an * is 39 m 3 / min, and the discharge pressure P an * is 78 m (total head H an * is 40.9 m) From (32) or Formula (49), the total shaft power L n when the two pumps 2 are in operation is 337.7 kW. On the other hand, the total shaft power L n−1 when one pump 2 is operating at this operating point F is obtained as follows. Pump efficiency an an-1 / n-1 per pump is 77%, flow rate Q an * is 39 m 3 / min, discharge pressure P an * is 78 m (total head H an * is 40.9 m Since the set value Δη is 5%, the total axial power L n−1 when one pump 2 is in operation is 361.1 kW from the equation (40) or (55). The total shaft power L is smaller when operating with two units. However, the total discharge flow rate of the pump device after the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 are out of the range II and III where the number of operating pumps can be operated by two and the number of operating pumps is switched Since the rotational speed of the pump 2 is in the regions II and I, the number of operating pumps 2 is switched from two to one.

図12は、ポンプ装置の総吐出流量が減少していき、ポンプ2の運転台数を2台運転から1台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)の別の一例である。3つの領域I,II,IIIのどの領域に、ポンプの運転台数を切り替え前後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が位置しているかがまず判定される。   FIG. 12 is an operating characteristic curve diagram (Q-H diagram) when determining whether the total discharge flow rate of the pump device decreases and whether to switch the number of operating the pumps 2 from the two-unit operation to the one-unit operation Another example of First, it is determined in which of the three regions I, II and III the total discharge flow rate of the pump apparatus and the rotational speed of the pump 2 are located before and after switching the number of operating pumps.

図12は、ポンプ2が運転点Gで運転されているときに領域判定が行われる例を示す。G点は、ポンプ装置の総吐出流量が57m/minの時の運転点である。この運転点Gではポンプ2は2台で運転され、ポンプ回転速度は85%である。この運転点Gでのポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度は、図3における領域IIにある。この運転点Gでポンプ2の運転台数が1台に切り替わったとした場合、ポンプ2の回転速度は96%である。総吐出流量57m/minおよびポンプ2の回転速度96%は、領域IIにある。したがって、領域決定部23は、ポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が、ポンプ2の運転台数を切り替え可能な領域内にあると判定する。 FIG. 12 shows an example in which the region determination is performed when the pump 2 is operated at the operating point G. Point G is an operating point when the total discharge flow rate of the pump device is 57 m 3 / min. At this operating point G, two pumps 2 are operated, and the pump rotational speed is 85%. The total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 at this operating point G are in the region II in FIG. Assuming that the number of operating pumps 2 is switched to one at this operating point G, the rotational speed of the pump 2 is 96%. The total discharge flow rate 57 m 3 / min and the rotational speed 96% of the pump 2 are in the region II. Therefore, the area determination unit 23 determines that the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 are in an area where the number of operating pumps 2 can be switched.

この場合、ポンプ運転台数決定部22は、先に記述したポンプ運転台数決定アルゴリズムに従って、ポンプ装置の総軸動力が小さくなるようにポンプ運転台数を決定する。この運転点Gにおける、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Lは次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nが76%であり、流量Qan が57m/minであり、吐出圧力Pan が79m(全揚程Han が41.9m)なので、式(32)または式(49)より、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Lは512.2kWである。一方、この運転点Gにおける、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Ln−1は次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan-1/n-1が82%であり、流量Qan が57m/minであり、吐出圧力Pan が79m(全揚程Han が41.9m)であり、且つ設定値Δηは5%であるので、式(40)または式(55)より、総軸動力Ln−1は506.0kWとなり、ポンプ2台運転時の総軸動力Lより小さくなる。したがって、ポンプ運転台数決定部22は、ポンプの運転台数を2台から1台に切り替えるように決定し、コントローラ20は1台のポンプ2を運転する。 In this case, the pump operation number determination unit 22 determines the number of pump operations so that the total shaft power of the pump device becomes smaller, according to the pump operation number determination algorithm described above. The total shaft power L n at the time of operation of two pumps 2 at this operating point G is determined as follows. Since the pump efficiency an an / n per pump is 76%, the flow rate Q an * is 57 m 3 / min, and the discharge pressure P an * is 79 m (total lift H an * is 41.9 m) From (32) or Formula (49), the total shaft power L n when the two pumps 2 are in operation is 512.2 kW. On the other hand, the total shaft power L n−1 when one pump 2 is in operation at this operating point G is determined as follows. Pump efficiency an an-1 / n-1 per pump is 82%, flow rate Q an * is 57 m 3 / min, discharge pressure P an * is 79 m (total head H an * is 41.9 m ), and and the setting value Δη is 5%, the formula (40) or the equation (55), the total shaft power L n-1 is 506.0kW, and the total shaft power L n during two pumps operating It becomes smaller. Therefore, the pump operating number determination unit 22 determines to switch the number of operating pumps from two to one, and the controller 20 operates one pump 2.

図13は、ポンプ装置の総吐出流量が減少していき、ポンプ2の運転台数を2台運転から1台運転に切り替えるか否かを決定する際の運転特性曲線図(Q−H線図)のさらに別の一例である。3つの領域I,II,IIIのどの領域に、ポンプの運転台数切り替え前後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が位置しているかがまず判定される。   FIG. 13 is an operating characteristic curve diagram (QH diagram) when determining whether the total discharge flow rate of the pump device decreases and whether to switch the number of operation of the pump 2 from 2 operation to 1 operation. Yet another example of First, it is determined in which one of the three regions I, II, and III the total discharge flow rate of the pump apparatus and the rotational speed of the pump 2 are located before and after switching of the number of operating pumps.

図13は、ポンプ2が運転点Hで運転されているときに領域判定が行われる例を示す。H点は、ポンプ装置の総吐出流量が54m/minの時の運転点である。この運転点Hではポンプ2は2台で運転され、ポンプ回転速度は84%である。この運転点Hでのポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度は、図3における領域IIにある。この運転点Hでポンプ2の運転台数が1台に切り替わったとした場合、ポンプ2の回転速度は94%である。総吐出流量54m/minおよびポンプ2の回転速度94%は、領域Iにある。したがって、領域決定部23は、ポンプの運転台数を切り替えた後のポンプ装置の総吐出流量およびポンプ2の回転速度が、ポンプ2の運転台数を切り替え可能な領域内にあると判定する。 FIG. 13 shows an example where the area determination is performed when the pump 2 is operated at the operating point H. Point H is an operating point when the total discharge flow rate of the pump device is 54 m 3 / min. At this operating point H, two pumps 2 are operated, and the pump rotational speed is 84%. The total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 at this operating point H are in the region II in FIG. Assuming that the number of operating pumps 2 is switched to one at this operating point H, the rotational speed of the pump 2 is 94%. The total discharge flow rate 54 m 3 / min and the rotational speed 94% of the pump 2 are in the region I. Therefore, the area determination unit 23 determines that the total discharge flow rate of the pump device and the rotational speed of the pump 2 after switching the number of operating pumps are within the area where the number of operating pumps 2 can be switched.

この場合、ポンプ運転台数決定部22は、先に記述したポンプ運転台数決定アルゴリズムに従って、ポンプ装置の総軸動力が小さくなるようにポンプ運転台数を決定する。この運転点Hにおける、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Lは次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan/nが82%であり、流量Qan が54m/minであり、吐出圧力Pan が78m(全揚程Han が40.9m)なので、式(32)または式(49)より、ポンプ2が2台運転時の総軸動力Lは439.0kWである。一方、この運転点Hにおける、ポンプ2が1台運転時の総軸動力Ln−1は次のように求められる。ポンプ1台あたりのポンプ効率ηan-1/n-1が68%であり、流量Qan が54m/minであり、吐出圧力Pan が78m(全揚程Han が40.9m)であり、且つ設定値Δηは5%であるので、式(40)または式(55)より、総軸動力Ln−1は571.4kWとなり、ポンプ2台運転時の総軸動力Lよりも大きくなる。したがって、ポンプ運転台数決定部22は、ポンプの運転台数を2台に維持するように決定し、コントローラ20は2台のポンプ2を運転する。 In this case, the pump operation number determination unit 22 determines the number of pump operations so that the total shaft power of the pump device becomes smaller, according to the pump operation number determination algorithm described above. The total shaft power L n when the two pumps 2 are operating at this operating point H can be obtained as follows. Since the pump efficiency an an / n per pump is 82%, the flow rate Q an * is 54 m 3 / min, and the discharge pressure P an * is 78 m (total lift H an * is 40.9 m) From (32) or Formula (49), the total shaft power L n when the two pumps 2 are in operation is 439.0 kW. On the other hand, the total shaft power L n-1 when one pump 2 is in operation at this operating point H is determined as follows. Pump efficiency an an-1 / n-1 per pump is 68%, flow rate Q an * is 54 m 3 / min, discharge pressure P an * is 78 m (total head H an * is 40.9 m ), and and the setting value Δη is 5%, the formula (40) or the equation (55), the total shaft power L n-1 is 571.4kW, and the total shaft power L n during two pumps operating It becomes bigger than. Therefore, the pump operating number determination unit 22 determines to maintain the number of operating pumps at two, and the controller 20 operates the two pumps 2.

これまで、図8〜図13を用いて、最も簡単な例として、ポンプ2の運転台数が1台から2台に切り替わる場合と、2台から1台に切り替わる場合とを説明してきた。また、ポンプの運転台数が2台から3台に切り替わる場合と、3台から2台に切り替わる場合にも、同様の方法を適用することができる。同様に、ポンプの運転台数がn台からn+1台に、あるいはn台からn−1台に切り替わる場合にも、同様の方法を適用することができる。   So far, the case where the number of operating pumps 2 is switched from one to two and the case where it is switched from two to one have been described as the simplest examples using FIGS. 8 to 13. Further, the same method can be applied to the case where the number of operating pumps changes from two to three and the case where the number of operating pumps changes from three to two. Similarly, the same method can be applied when the number of operating pumps changes from n to n + 1, or from n to n-1.

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications may be made within the scope of the claims and the technical idea described in the specification and the drawings. It is possible.

1 吸込水槽
2 ポンプ
3 給水場所
5 吸込配管
5’ 分岐吸込配管
6 吐出配管
6’ 分岐吐出配管
7 逆止弁
11 止水弁
12 ポンプ吐出弁
13 止水弁
15 モータ
16 速度制御装置
17 圧力計
18 流量計
20 コントローラ
21 流量判断部
22 ポンプ運転台数決定部
23 領域決定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 suction water tank 2 pump 3 water supply place 5 suction piping 5 'branch suction piping 6 discharge piping 6' branch discharge piping 7 check valve 11 water stop valve 12 pump discharge valve 13 water stop valve 15 motor 16 speed control device 17 pressure gauge 18 Flow meter 20 Controller 21 Flow rate judgment unit 22 Pump operation number decision unit 23 Region decision unit

Claims (4)

同一特性並列揃速で運転されるポンプの運転台数を、総吐出流量が増加したときにn台からn+1台に(n台からn+1台に切り替える場合のnは1以上の自然数)、または総吐出流量が減少したときにn台からn−1台に(n台からn−1台に切り替える場合のnは2以上の自然数)切り替えるポンプ運転台数制御方法であって、
前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記総吐出流量および前記ポンプの回転速度が、前記ポンプ運転台数が切り替え可能となる領域内にあることを確認し、
ポンプ1台あたりの吐出流量および前記ポンプの回転速度を変数とする関数から、n台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率と、ポンプn+1台で運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率またはポンプn−1台で運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出し、
算出されたポンプ1台あたりの前記ポンプ効率から、n台運転時のポンプ1台あたりの軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力をそれぞれ算出し、
算出されたそれぞれのポンプ1台あたりの軸動力にポンプ運転台数を乗算して、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力を算出し、
n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力とを比較して、総軸動力が低い方のポンプ運転台数を決定し、
前記n−1台運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出する際には、算出されたポンプ効率から所定の設定値を減算し、減算されたポンプ効率を基にn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力を算出することを特徴とするポンプ運転台数制御方法。
When the total discharge flow rate increases, the number of pumps operated at the same characteristic parallel uniform speed increases from n to n + 1 (where n is a natural number of 1 or more when switching from n to n + 1), or total discharge It is a pump operation number control method which switches from n units to n-1 units (n in the case of switching from n units to n-1 units is a natural number of 2 or more) when the flow rate decreases,
It is confirmed that the total discharge flow rate before and after switching of the number of operating pumps and the rotational speed of the pump are within a range where the number of operating pumps can be switched.
From the function that uses the discharge flow rate per pump and the rotational speed of the pump as a variable, the pump efficiency per pump during n unit operation and the pump efficiency per pump when operating with n + 1 units or Calculate pump efficiency per pump when operating with pump n-1;
From the calculated pump efficiency per pump, the axial power per pump during n operation and the axial power per pump during n + 1 operation or n-1 operation are calculated respectively. ,
Calculate the total shaft power at n-unit operation and the total shaft power at n + 1-unit operation or n-1-unit operation by multiplying the calculated axial power per pump by the number of operating pumps.
Determine the number of pump operating units with lower total shaft power by comparing the total shaft power during n units with the total shaft power during n + 1 or n-1 units ,
When calculating the pump efficiency per pump when the n-1 unit operation is performed, the predetermined set value is subtracted from the calculated pump efficiency, and the n-1 unit operation is performed based on the subtracted pump efficiency A method of controlling the number of operating pumps, which comprises calculating axial power per pump at one time .
前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記総吐出流量および前記ポンプの回転速度が、前記ポンプの運転台数を切り替え可能な領域内にあることを監視しながら制御することを特徴とする請求項1に記載のポンプ運転台数制御方法。 According to claim 1, the rotational speed of the total discharge flow rate and the pump before and after the number of operating switching of the pump, and controlling while monitoring to be within the region capable of switching the operation number of the pump How to control the number of operating pumps. 同一特性並列揃速で運転されるポンプの運転台数を、総吐出流量が増加したときにn台からn+1台に(n台からn+1台に切り替える場合のnは1以上の自然数)、または総吐出流量が減少したときにn台からn−1台に(n台からn−1台に切り替える場合のnは2以上の自然数)切り替えるポンプ運転台数制御方法であって、  When the total discharge flow rate increases, the number of pumps operated at the same characteristic parallel uniform speed increases from n to n + 1 (where n is a natural number of 1 or more when switching from n to n + 1), or total discharge It is a pump operation number control method which switches from n units to n-1 units (n in the case of switching from n units to n-1 units is a natural number of 2 or more) when the flow rate decreases,
前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記総吐出流量および前記ポンプの回転速度が、前記ポンプ運転台数が切り替え可能となる領域内にあることを確認し、  It is confirmed that the total discharge flow rate before and after switching of the number of operating pumps and the rotational speed of the pump are within a range where the number of operating pumps can be switched.
ポンプ1台あたりの吐出流量および前記ポンプの回転速度を変数とする関数から、n台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率と、ポンプn+1台で運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率またはポンプn−1台で運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出し、  From the function that uses the discharge flow rate per pump and the rotational speed of the pump as a variable, the pump efficiency per pump during n unit operation and the pump efficiency per pump when operating with n + 1 units or Calculate pump efficiency per pump when operating with pump n-1;
算出されたポンプ1台あたりの前記ポンプ効率から、n台運転時のポンプ1台あたりの軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力をそれぞれ算出し、  From the calculated pump efficiency per pump, the axial power per pump during n operation and the axial power per pump during n + 1 operation or n-1 operation are calculated respectively. ,
算出されたそれぞれのポンプ1台あたりの軸動力にポンプ運転台数を乗算して、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力を算出し、  Calculate the total shaft power at n-unit operation and the total shaft power at n + 1-unit operation or n-1-unit operation by multiplying the calculated axial power per pump by the number of operating pumps.
n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力とを比較して、総軸動力が低い方のポンプ運転台数を決定し、  Determine the number of pump operating units with lower total shaft power by comparing the total shaft power during n units with the total shaft power during n + 1 or n-1 units,
前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記総吐出流量および前記ポンプの回転速度が、前記ポンプの運転台数を切り替え可能な領域内にあることを監視しながら制御することを特徴とするポンプ運転台数制御方法。  A method of controlling the number of operating pumps according to claim 1, wherein the total discharge flow rate before and after switching the number of operating pumps and the rotational speed of the pump are monitored while being in a region where the number of operating pumps can be switched. .
同一特性並列揃速で運転される複数台のポンプと、
前記複数台のポンプの総吐出流量を計測する流量計と、
前記ポンプの回転速度および運転台数を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、
前記ポンプの総吐出流量が増加しているか、または減少しているかを判断する流量判断部と、
前記ポンプの運転台数切り替え前後の前記ポンプの総吐出流量および回転速度が、ポンプの運転台数を切り替え可能な領域内にあるか否かを確認する領域決定部と、
ポンプ1台あたりの吐出流量および前記ポンプの回転速度を変数とする関数から、n台運転時のポンプ1台あたりのポンプ効率と、ポンプn+1台で運転した場合(n台からn+1台に切り替える場合のnは1以上の自然数)のポンプ1台あたりのポンプ効率またはポンプn−1台で運転した場合(n台からn−1台に切り替える場合のnは2以上の自然数)のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出し、算出されたポンプ1台あたりの前記ポンプ効率から、n台運転時のポンプ1台あたりの軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力をそれぞれ算出し、算出されたそれぞれのポンプ1台あたりの軸動力にポンプ運転台数を乗算して、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力を算出し、n台運転時の総軸動力と、n+1台運転時またはn−1台運転時の総軸動力とを比較して、総軸動力が低い方のポンプ運転台数を決定するポンプ運転台数決定部と、を有しており、
前記ポンプ運転台数決定部は、前記n−1台運転した場合のポンプ1台あたりのポンプ効率を算出する際には、算出されたポンプ効率から所定の設定値を減算し、減算されたポンプ効率を基にn−1台運転時のポンプ1台あたりの軸動力を算出することを特徴とするポンプ装置。
A plurality of pumps operated at the same characteristic parallel uniform speed;
A flow meter for measuring the total discharge flow rate of the plurality of pumps;
A controller for controlling the rotational speed and the number of operating pumps of the pump;
The controller
A flow rate determining unit that determines whether the total discharge flow rate of the pump is increasing or decreasing;
An area determination unit that confirms whether or not the total discharge flow rate and rotational speed of the pump before and after switching of the number of operating pumps are within a range where the number of operating pumps can be switched;
When the pump efficiency per pump during n unit operation and the pump n + 1 unit operation (from n units to n + 1 units) based on a function using the discharge flow rate per pump and the rotational speed of the pump as variables N is 1 or more natural numbers) pump efficiency per pump or when operating with pump n-1 (n is 2 or more natural numbers when switching from n to n-1) per pump Based on the calculated pump efficiency per pump, the axial power per pump during n unit operation and per pump during n + 1 unit operation or n-1 unit operation are calculated. The axial power of each is calculated, and the axial power per pump calculated is multiplied by the number of operating pumps, and the total axial power during n operation and n + 1 operation or n-1 operation Total axial motion of The pump operation that determines the lower number of pump operating units by comparing the total shaft power during n unit operation with the total shaft power during n + 1 unit operation or n-1 unit operation and the number determining unit, and have a,
When calculating the pump efficiency per pump when the n-1 units are operated, the pump operation number determination unit subtracts a predetermined set value from the calculated pump efficiency, and the pump efficiency is subtracted. The pump apparatus characterized by calculating axial power per pump at the time of n-1 operation based on .
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