KR101131394B1 - 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 유체를 보관하는 저수조와, 상기 저수조에 채워진 유체를 Lead 펌프나 제 1 Lag 펌프로 전달하는 흡입 배관, Lead 펌프나 제 1 Lag 펌프로부터 전달된 유체를 일시 저장하고 있다가 토출 배관으로 전달함으로써 토출 배관을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력이 급격하게 변화됨을 방지하는 압력 탱크, 토출 배관을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력을 측정하는 압력 센서, 제어부로부터 전달된 PWM(Pulse Wide Modulation) 제어 신호에 따라 Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 Lead 펌프의 회전 수를 조절하는 제 1 인버터, 및 제어부로부터 전달된 PWM(Pulse Wide Modulation) 제어 신호에 따라 제 1 Lag 펌프로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 제 1 Lag 펌프의 회전 수를 조절하는 제 2 인버터를 구비한다. 또한, 본 발명은 상기 제 1 인버터로부터 전달되는 전기 주파수에 따라 기동 되거나 정지되면서 흡입 배관의 유체를 토출 배관 및 압력 탱크로 전달하거나 전달하지 않는 Lead 펌프와, 상기 Lead 펌프와 병렬 연결되고 제 2 인버터로부터 전달되는 전기 주파수에 따라 기동 되거나 정지되면서 흡입 배관의 유체를 토출 배관 및 압력 탱크로 전달하거나 전달하지 않는 제 1 Lag 펌프, 및 메모리에 저장된 토출 압력보다 압력 센서로부터 측정된 토출 압력이 작을 경우 압력 센서로부터 측정된 토출 압력에 따라 Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수 높이거나 낮춰 Lead 펌프를 구동시키고, Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최대 설정 주파수보다 크거나 같을 때 제 1 Lag 펌프를 구동시키며, Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최소 설정 주파수보다 작거나 같을 경우 구동 중인 제 1 Lag 펌프가 있다면, 구동 중인 제 1 Lag 펌프를 정지시키고, Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최소 설정 주파수보다 작거나 같고 구동 중인 제 1 Lag 펌프가 없다면 Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수를 낮춰 Lead 펌프를 정지시키는 제어부를 더 포함한다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법은 압력 센서에서 제어부로 입력된 토출 배관의 유체 압력에 따라 Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수를 조절하여 토출 배관의 유체 압력을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명은 Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수를 추종하여 제 1 Lag 펌프를 구동시키거나 정지시킬 수 있다. 즉, Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안에 제어부에 설정된 최대 설정 주파수를 넘어서면, 제 1 Lag 펌프를 기동시키게 된다. 반면, Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안에 제어부에 설정된 최소 설정 주파수보다 작으면, 기동 중인 제 1 Lag 펌프를 정지시키게 된다.
Description
본 발명은 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는, 배관 내 토출 압력에 따라 주(Lead) 펌프를 기동시키거나 정지시키고, 상기 Lead 펌프와 병렬 설치된 Lag 펌프는 Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수를 추종하여 기동하거나 정지되도록 한 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치는 건물 내 변유량 배관의 토출 압력을 일정하게 제어하는 장치로 압력 센서로부터 입력된 배관의 압력에 따라 펌프를 기동 및 정지시켜 배관 내 압력을 일정하게 유지시키는 장치이다.
이러한 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 중에서도 가장 진보된 기술은 병렬 연결된 펌프에 개별 인버터를 설치하고 변유량 배관의 토출 압력이 기설정된 압력보다 낮아졌을 때 인버터를 이용한 펌프 기동으로 토출 배관의 압력을 제어부에 설정된 토출 압력과 일치시키는 기술이다.
상기 기술은 2개 이상의 펌프(인버터 2대 이상 가동)가 기동할 때 토출 배관 압력에 대한 펌프 제어권(PID 제어)을 기동 중인 마지막 펌프로 이전하고, 기동 중이면서 제어권을 잃은 펌프는 자신의 최대 부하율(최대 회전수) 상태로 고정되는 기술이다.
상기 기술은 변유량 배관의 토출 압력이 설정된 압력보다 낮아지는 경우 토출 압력을 설정된 토출 압력에 맞추기 위해 첫 번째 인버터를 이용하여 첫 번째 펌프를 기동 및 제어하게 된다.
이때, 첫 번째 펌프가 최대 부하율(최대 회전수) 상태가 되면, 두 번째 인버터에 의해 두 번째 펌프가 기동 및 제어되는데, 이때, 토출 압력 변화에 대한 제어권은 두 번째 펌프로 넘어가며, 첫 번째 펌프는 첫 번째 인버터에 의해 최대 부하율(최대 회전수) 상태를 유지하게 된다.
또한, 두 번째 기동 펌프가 최대 부하율(최대 회전수) 상태가 되면, 세 번째 인버터에 의해 세 번째 펌프를 기동 및 제어하는데, 이때, 토출 압력 변화에 대한 제어권은 세 번째 펌프로 넘어가며, 두 번째 펌프는 두 번째 인버터에 의해 최대 부하율(최대 회전수) 상태를 유지하게 된다.
반면, 변유량 배관의 토출 압력이 설정된 압력보다 높아지는 경우에는, 토출 압력을 설정된 토출 압력에 맞추기 위해 현재 제어권을 가짐과 더불어 세 번째 인버터에 의해 동작 되고 있는 세 번째 펌프를 제어하는데, 이때 제어권을 가진 세 번째 펌프가 최소 부하율 상태가 되면, 제어권을 가진 세 번째 펌프는 정지되고, 다시 제어권을 넘겨준 두 번째 펌프에 제어권을 되돌려 주게 된다.
또한, 제어권을 넘겨받은 두 번째 펌프는 두 번째 인버터에 의해 기동하는데, 현재 두 번째 펌프가 최소 부하율(최소 회전수) 상태가 되면, 기동을 멈추고 정지하며, 제어권을 첫 번째 펌프에 넘겨주게 된다.
또, 현재 제어권을 가진 첫 번째 펌프는 최소 부하율(최소 회전수) 상태가 됐을 때, 정지되고 결과적으로 모든 펌프는 정지된다.
상기와 같이, 변유량 배관 내 토출 압력이 기 설정된 압력보다 낮아지는 경우 토출 압력을 설정된 압력에 맞추기 위해 펌프에 대한 제어권을 다수 개의 펌프에 순차적으로 넘겨주면, 제어권을 넘겨준 펌프는 불가피하게 최대 부하율(최대 회전수) 상태를 유지하게 된다.
반면, 변유량 배관 내 토출 압력이 기 설정된 압력보다 높아지는 경우 제어권을 갖지 못한 펌프들은 제어권을 넘겨받을 때까지 최대 부하율(최대 회전수) 상태를 유지하게 된다.
따라서, 상기와 같은 기술은 기동 중이거나 제어권을 잃은 펌프들이 불가피하게 최대 부하율(최대 회전수) 상태를 유지하게 됨으로써 에너지 효율적인 측면에서 전력을 불필요하게 낭비할 수 있다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기 제시한 기존 변유량 제어 장치의 문제점을 해결하기 위하여 건물 배관 내 급변하는 변유량을 안정화시키고, 제어권을 잃은 펌프가 최대 부하율 상태로 고정되어 기동됨을 개선함으로써 전력 소모를 줄임과 더불어 펌프의 마모를 예방할 수 있도록 한 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치는 유체를 보관하는 저수조와, 상기 저수조에 채워진 유체를 Lead 펌프나 제 1 Lag 펌프로 전달하는 흡입 배관, Lead 펌프나 제 1 Lag 펌프로부터 전달된 유체를 일시 저장하고 있다가 토출 배관으로 전달함으로써 토출 배관을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력이 급격하게 변화됨을 방지하는 압력 탱크, 토출 배관을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력을 측정하는 압력 센서, 제어부로부터 전달된 PWM(Pulse Wide Modulation) 제어 신호에 따라 Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 Lead 펌프의 회전 수를 조절하는 제 1 인버터, 및 제어부로부터 전달된 PWM(Pulse Wide Modulation) 제어 신호에 따라 제 1 Lag 펌프로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 제 1 Lag 펌프의 회전 수를 조절하는 제 2 인버터를 구비한다. 또한, 본 발명은 상기 제 1 인버터로부터 전달되는 전기 주파수에 따라 기동 되거나 정지되면서 흡입 배관의 유체를 토출 배관 및 압력 탱크로 전달하거나 전달하지 않는 Lead 펌프와, 상기 Lead 펌프와 병렬 연결되고 제 2 인버터로부터 전달되는 전기 주파수에 따라 기동 되거나 정지되면서 흡입 배관의 유체를 토출 배관 및 압력 탱크로 전달하거나 전달하지 않는 제 1 Lag 펌프, 및 메모리에 저장된 토출 압력보다 압력 센서로부터 측정된 토출 압력이 작을 경우 압력 센서로부터 측정된 토출 압력에 따라 Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수 높이거나 낮춰 Lead 펌프를 구동시키고, Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최대 설정 주파수보다 크거나 같을 때 제 1 Lag 펌프를 구동시키며, Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최소 설정 주파수보다 작거나 같을 경우 구동 중인 제 1 Lag 펌프가 있다면, 구동 중인 제 1 Lag 펌프를 정지시키고, Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최소 설정 주파수보다 작거나 같고 구동 중인 제 1 Lag 펌프가 없다면 Lead 펌프로 공급되는 전기 주파수를 낮춰 Lead 펌프를 정지시키는 제어부를 더 포함한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법은 압력 센서에서 제어부로 입력된 토출 배관의 유체 압력에 따라 Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수를 조절하여 토출 배관의 유체 압력을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수를 추종하여 제 1 Lag 펌프를 구동시키거나 정지시킬 수 있다.
즉, Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안에 제어부에 설정된 최대 설정 주파수를 넘어서면, 제 1 Lag 펌프를 기동시키게 된다.
반면, Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안에 제어부에 설정된 최소 설정 주파수보다 작으면, 기동 중인 제 1 Lag 펌프를 정지시키게 된다.
상기와 같은 구조와 작동 원리로 이루어진 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법은 건물 배관 내 급변하는 변유량을 안정화시키고, 제어권을 잃은 펌프가 최대 부하율로 고정되어 기동됨을 개선하여 전력 소모를 줄임과 동시에 펌프가 마모됨을 예방할 수 있다.
또한, 소정 시간 동안 토출 배관 내 압력 변화가 없을 때에는 Lead 펌프 및 제 1 Lag 펌프를 정지시킴으로써 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다.
도면 1은 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치를 설명하기 위한 도면,
도면 2 내지 도면 5는 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치가 제어되는 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면.
도면 2 내지 도면 5는 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치가 제어되는 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치는 도면 1에 도시한 바와 같이, 유체를 보관하는 저수조(1)와, 상기 저수조(1)에 채워진 유체를 Lead 펌프(3)나 제 1 Lag 펌프(5)로 전달하는 흡입 배관(7), Lead 펌프(3)나 제 1 Lag 펌프(5)로부터 전달된 유체를 일시 저장하고 있다가 토출 배관(9)으로 전달함으로써 토출 배관(9)을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력이 급격하게 변화됨을 방지하는 압력 탱크(11), 토출 배관(9)을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력을 측정하는 압력 센서(13), 제어부(15)로부터 전달된 PWM(Pulse Wide Modulation) 제어 신호에 따라 Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 Lead 펌프(3)의 회전 수를 조절하는 제 1 인버터(17), 및 제어부(15)로부터 전달된 PWM(Pulse Wide Modulation) 제어 신호에 따라 제 1 Lag 펌프(5)로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 제 1 Lag 펌프(5)의 회전 수를 조절하는 제 2 인버터(19)를 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치는 도면 1에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 인버터(17)로부터 전달되는 전기 주파수에 따라 기동 되거나 정지되면서 흡입 배관(7)의 유체를 토출 배관(9) 및 압력 탱크(11)로 전달하거나 전달하지 않는 Lead 펌프(3)와, 상기 Lead 펌프(3)와 병렬 연결되고 제 2 인버터(19)로부터 전달되는 전기 주파수에 따라 기동 되거나 정지되면서 흡입 배관(7)의 유체를 토출 배관(9) 및 압력 탱크(11)로 전달하거나 전달하지 않는 제 1 Lag 펌프(5), 및 메모리에 저장된 토출 압력보다 압력 센서(13)로부터 측정된 토출 압력이 작을 경우 압력 센서(13)로부터 측정된 토출 압력에 따라 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수 높이거나 낮춰 Lead 펌프(3)를 구동시키고, Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최대 설정 주파수보다 크거나 같을 때 제 1 Lag 펌프(5)를 구동시키며, Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최소 설정 주파수보다 작거나 같을 경우 구동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있다면, 구동 중인 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시키고, Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최소 설정 주파수보다 작거나 같고 구동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없다면 Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수를 낮춰 Lead 펌프(3)를 정지시키는 제어부(15)를 더 포함한다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치가 제어되는 방법을 도면 2 내지 도면 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치가 제어되는 방법은 크게 압력 센서(13)에 의해 측정된 토출 배관(9)의 토출 압력에 따라 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수를 조정하는 제 1 단계와, 상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수보다 크거나 같고 현재 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있을 때 제 1 Lag 펌프(5)를 추가 기동하는 제 2 단계, 상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같고 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있을 때 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시키는 제 3 단계, 상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같고 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없을 때 기동 중인 Lead 펌프(3)를 정지시키는 제 4 단계로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 단계는 도면 2에 도시한 바와 같이, 제어부(15)가 현재 토출 배관(9)을 통해 빠져나가는 유체의 압력을 압력 센서(13)로부터 전달받는 단계로부터 시작한다.(S1)
이때, 상기 제어부(15)는 압력 센서(13)로부터 입력된 유체의 압력이 제어부(15)에 설정된 유체의 압력보다 작은지 점검한다.(S3)
점검 결과 만약 압력 센서(13)로부터 입력된 유체의 압력이 제어부(15)에 설정된 유체의 압력보다 작다면 상기 제어부(15)는 제 1 인버터(17)에 PWM 제어 신호를 전송하여 Lead 펌프(3)를 구동시키게 된다.(S5)
또한, 상기 제어부(15)는 소유량 제어 시간을 초기화한 다음, 현재 토출 배관(9)을 통해 빠져나가는 유체의 압력을 다시 압력 센서(13)로부터 전달받게 된다.(S7,S9)
이때, 상기 제어부(15)는 압력 센서(13)로부터 입력되는 유체의 압력에 따라 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수를 높이거나 낮춰 Lead 펌프(3)에 부가 설치된 모터의 회전수를 높이거나 낮추게 된다.(S11,S13)
다음, 상기 제어부(15)는 현재 제 1 Lag 펌프(5)가 기동 되고 있는지 파악한다.(S15)
이때, 만약, 현재 제 1 Lag 펌프(5)가 기동 되고 있다면 상기 제어부(15)는 Lead 펌프(3)에 가해지는 전기 주파수에 따라 제 1 Lag 펌프(5)에 공급되는 전기 주파수를 변경하여 제 1 Lag 펌프(5)에 부가 설치된 모터의 회전수를 높이거나 낮추게 된다.(S17,S19)
다음, 상기 제 2 단계는 도면 3에 도시한 바와 같이, 제어부(15)가 현재 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수와 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수를 비교하는 단계로부터 시작할 수 있다.(S21)
이때, 상기 제어부(15)는 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수보다 크거나 같다면, 상기 제어부(15)는 현재 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)의 유무를 점검한다.(S23)
반면, Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수보다 작다면, 상기 제어부(15)는 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같은지 점검하게 된다.(S33)
한편, 상기 제어부(15)가 현재 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)의 유무를 점검한 결과, 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있다면, 상기 제어부(15)는 초기화된 기동 지연 시간을 제어부(15)에 설정된 기동 지연 시간을 초과할 때까지 증가시킨다.(S25) (기동 지연 시간 : Lead 펌프와 제 1 Lag 펌프 간에 기동 지연 시간 값)
반면, 상기 제어부(15)가 현재 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)의 유무를 점검한 결과, 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없다면, 상기 제어부(15)는 현재 토출 배관(9)을 통해 빠져나가는 유체의 압력을 압력 센서(13)로부터 전달받는 이전 단계로 이동하게 된다.(S9)
한편, 증가 된 기동 지연 시간이 제어부(15)에 설정된 기동 지연 시간보다 크다면, 상기 제어부(15)는 제 1 Lag 펌프(5)를 추가 구동시키고, 증가 된 기동 지연 시간을 초기화시킨다.(S29,S31)
다음, 상기 제어부(15)는 현재 토출 배관(9)을 통해 빠져나가는 유체의 압력을 압력 센서(13)로부터 전달받는 이전 단계로 이동하게 된다.(S9)
한편, 상기 제 3 단계는 도면 4에 도시한 바와 같이, Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같은지 점검한 결과 만약 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같다면, 상기 제어부(15)는 현재 기동중인 제 1 Lag 펌프(5)의 유무를 점검하는 단계로부터 시작할 수 있다.(S33,S35)
반면, 만약 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같지 않다면, 상기 제어부(15)는 이전 단계인 소유량 제어 시간을 초기화하는 단계로 이동하게 된다.(S7)
상기 제어부(15)가 현재 기동중인 제 1 Lag 펌프(5)의 유무를 점검한 결과 만약 현재 기동중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있다면, 상기 제어부(15)는 정지 지연 시간을 제어부(15)에 설정된 정지 지연 시간을 초과할 때까지 증가시킨 다음, 증가된 정지 지연 시간을 제어부(15)에 설정된 정지 지연 시간과 비교하게 된다.(S35,S37,S39) (정지 지연 시간 : Lead 펌프와 제 1 Lag 펌프 사이에 정지 지연 시간 값)
이때, 만약 증가 된 정지 지연 시간이 제어부(15)에 설정된 정지 지연 시간 보다 크다면, 상기 제어부(15)는 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시킨 다음 정지 지연 시간을 초기화시키고 이전 단계인 소유량 제어 시간을 초기화하는 단계로 이동하게 된다.(S41,S43,S7)
반면, 증가 된 정지 지연 시간이 제어부(15)에 설정된 정지 지연 시간 보다 크지 않다면, 이전 단계인 소유량 제어 시간을 초기화하는 단계로 되돌아가게 된다.(S7)
한편, 상기 제 4 단계는 도면 5에 도시한 바와 같이, 상기 제어부(15)가 현재 기동중인 제 1 Lag 펌프(5)의 유무를 점검한 결과 만약 현재 기동중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없다면, 상기 제어부(15)는 소유량을 제어하기 위해 소유량 제어 시간을 제어부(15)에 설정된 소유량 제어 시간을 초과할 때까지 증가시키는 단계로부터 시작할 수 있다.(S35,S45,S47)
이때, 증가 된 소유량 제어 시간이 제어부(15)에 설정된 소유량 제어 시간보다 크다면, Lead 펌프(3)를 정지시키고, 제어부(15)에 설정된 프로그램의 최초 시작 단계로 이동하게 된다.(S51)
반면, 증가 된 소유량 제어 시간이 제어부(15)에 설정된 소유량 제어 시간보다 크지 않다면, 이전 단계인 제어부(15)가 압력 센서(13)로부터 토출 배관(9)의 유체 압력을 입력받는 단계로 이동하게 된다.(S9)
한편, 상기 제시한 방법으로 2개 이상의 Lag 펌프를 갖춘 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치가 제어되는 방법을 도면 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제어부(15)는 압력 센서(13)로부터 입력된 토출 배관(9)의 유체 압력에 따라 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수를 조절하게 되는데, 이때 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 기동 지연 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수 이상이면, 제 2 인버터(19)를 통해 제 1 Lag 펌프(5)를 기동시킨다.
이때, 상기 제어부(15)는 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수에 따라 제 1 Lag 펌프(5)를 기동시키게 된다.
또한, 상기 제 1 Lag 펌프(5)가 기동 된 다음, Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 기동 지연 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수 이상이면, 상기 제어부(15)는 제 3 인버터(21)를 통해 제 2 Lag 펌프(6)를 기동시키게 된다.
상기 제어부(15)는 이전과 마찬가지로 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수에 따라 제 2 Lag 펌프(6)를 기동시키게 된다.
반면, 토출 배관(9) 내 유체의 압력이 높아져 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 정지 지연 시간 동안 최소 전기 주파수 이하이면, 상기 제어부(15)는 제 2 Lag 펌프(6)를 정지시킨다.
다음, 상기 제어부(15)는 제 2 Lag 펌프(6)를 정지시킨 이후에도 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 정지 지연 시간 동안 최소 전기 주파수 이하이면, 제 1 Lag 펌프(5)를 추가 정지시키게 된다.
또한, 상기 제어부(15)는 제 1 Lag 펌프(5)와 제 2 Lag 펌프(6)를 정지시킨 이후에도 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소유량 제어 시간 동안 최소 전기 주파수 이하이면, 최종적으로 Lead 펌프(3)를 정지시키게 된다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법은 압력 센서(13)에서 제어부(15)로 입력된 토출 배관(9)의 유체 압력에 따라 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수를 조절하여 토출 배관(9)의 유체 압력을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수를 추종하여 제 1 Lag 펌프(5)를 구동시키거나 정지시킬 수 있다.
즉, Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안에 제어부(15)에 설정된 최대 설정 주파수를 넘어서면, 제 1 Lag 펌프(5)를 기동시키게 된다.
반면, Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안에 제어부(15)에 설정된 최소 설정 주파수보다 작으면, 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시키게 된다.
상기와 같은 구조와 작동 원리로 이루어진 본 발명에 따른 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법은 건물 배관 내 급변하는 변유량을 안정화시키고, 제어권을 잃은 펌프가 최대 부하율로 고정되어 기동됨을 개선하여 전력 소모를 줄임과 동시에 펌프가 마모됨을 예방할 수 있다.
또한, 소정 시간 동안 토출 배관(9) 내 압력 변화가 없을 때에는 Lead 펌프(3) 및 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시킴으로써 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다.
1. 저수조 3. Lead 펌프
5. 제 1 Lag 펌프 6. 제 2 Lag 펌프
7. 흡입 배관 9. 토출 배관
11. 압력 탱크 13. 압력 센서
15. 제어부 17. 제 1 인버터
19. 제 2 인버터 21. 제 3 인버터
5. 제 1 Lag 펌프 6. 제 2 Lag 펌프
7. 흡입 배관 9. 토출 배관
11. 압력 탱크 13. 압력 센서
15. 제어부 17. 제 1 인버터
19. 제 2 인버터 21. 제 3 인버터
Claims (6)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 유체를 보관하는 저수조(1)와;
상기 저수조(1)에 채워진 유체를 Lead 펌프(3)나 제 1 Lag 펌프(5)로 전달하는 흡입 배관(7);
Lead 펌프(3)나 제 1 Lag 펌프(5)로부터 전달된 유체를 일시 저장하고 있다가 토출 배관(9)으로 전달함으로써 토출 배관(9)을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력이 급격하게 변화됨을 방지하는 압력 탱크(11);
토출 배관(9)을 통해 외부로 빠져나가는 유체의 압력을 측정하는 압력 센서(13);
제어부(15)로부터 전달된 PWM(Pulse Wide Modulation) 제어 신호에 따라 Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 Lead 펌프(3)의 회전 수를 조절하는 제 1 인버터(17);
제어부(15)로부터 전달된 PWM(Pulse Wide Modulation) 제어 신호에 따라 제 1 Lag 펌프(5)로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 제 1 Lag 펌프(5)의 회전 수를 조절하는 제 2 인버터(19);
상기 제 1 인버터(17)로부터 전달되는 전기 주파수에 따라 기동 되거나 정지되면서 흡입 배관(7)의 유체를 토출 배관(9) 및 압력 탱크(11)로 전달하거나 전달하지 않는 Lead 펌프(3);
상기 Lead 펌프(3)와 병렬 연결되고 제 2 인버터(19)로부터 전달되는 전기 주파수에 따라 기동 되거나 정지되면서 흡입 배관(7)의 유체를 토출 배관(9) 및 압력 탱크(11)로 전달하거나 전달하지 않는 제 1 Lag 펌프(5);
메모리에 저장된 토출 압력보다 압력 센서(13)로부터 측정된 토출 압력이 작을 경우 압력 센서(13)로부터 측정된 토출 압력에 따라 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수 높이거나 낮춰 Lead 펌프(3)를 구동시키고, Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최대 설정 주파수보다 크거나 같을 때 제 1 Lag 펌프(5)를 구동시키며, Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최소 설정 주파수보다 작거나 같을 경우 구동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있다면, 구동 중인 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시키고, Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수가 메모리에 저장된 최소 설정 주파수보다 작거나 같고 구동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없다면 Lead 펌프(3)로 공급되는 전기 주파수를 낮춰 Lead 펌프(3)를 정지시키는 제어부(15)로 이루어진 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치를 제어하는 방법에 있어서,
압력 센서(13)에 의해 측정된 토출 배관(9)의 토출 압력에 따라 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수를 조정하는 제 1 단계와,
상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수보다 크거나 같고 현재 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있을 때 제 1 Lag 펌프(5)를 추가 기동하는 제 2 단계,
상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같고 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있을 때 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시키는 제 3 단계,
상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같고 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없을 때 기동 중인 Lead 펌프(3)를 정지시키는 제 4 단계로 이루어지고,
상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수보다 크거나 같고 현재 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있을 때 제 1 Lag 펌프(5)를 추가 기동하는 제 2 단계는
상기 제어부(15)는 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수보다 크거나 같을 때 현재 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)의 유무를 점검하는 단계(S21,S23)와,
만약, 현재 기동 대기 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있다면, 상기 제어부(15)는 초기화된 기동 지연 시간을 제어부(15)에 설정된 기동 지연 시간을 초과할 때까지 증가시키는 단계(S25);
상기 제어부(15)는 증가 된 기동 지연 시간이 제어부(15)에 설정된 기동 지연 시간을 초과할 때까지 Lead 펌프에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최대 전기 주파수보다 크거나 같다면 제 2 인버터(19)를 통해 제 1 Lag 펌프(5)를 구동시키는 단계(S27,S29)로 이루어진 것을 특징으로 하는 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같고 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있을 때 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시키는 제 3 단계는
상기 제어부(15)는 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같을 때 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)의 유무를 점검하는 단계와(S33,S35),
만약, 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 있다면 상기 제어부(15)는 초기화된 정지 지연 시간을 제어부(15)에 설정된 정지 지연 시간을 초과할 때까지 증가시키는 단계(S37),
및 상기 제어부(15)는 증가 된 정지 지연 시간이 제어부(15)에 설정된 정지 지연 시간을 초과할 때까지 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같다면 제 2 인버터(19)를 통해 제 1 Lag 펌프(5)를 정지시키는 단계(S39,S41)로 이루어진 것을 특징으로 하는 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 방법.
- 제 4항에 있어서,
상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 소정 시간 동안 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같고 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없을 때 기동 중인 Lead 펌프(3)를 정지시키는 제 4 단계는
상기 Lead 펌프(3)에 공급되는 전기 주파수가 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같고 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없다면 소유량을 제어하기 위해 상기 제어부(15)는 초기화된 소유량 제어 시간을 제어부(15)에 설정된 소유량 제어 시간을 초과할 때까지 증가시키는 단계(S45,S47);
상기 제어부(15)는 증가 된 소유량 제어 시간이 제어부(15)에 설정된 소유량 제어 시간을 초과하는 동안 Lead 펌프(3) 주파수가 제어부(15)에 설정된 최소 전기 주파수보다 작거나 같고 현재 기동 중인 제 1 Lag 펌프(5)가 없다면, 제 1 인버터(17)를 통해 Lead 펌프(3)를 정지하는 단계(S49,S51)로 이루어진 것을 특징으로 하는 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020110139033A KR101131394B1 (ko) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법 |
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| KR101131394B1 true KR101131394B1 (ko) | 2012-04-03 |
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| KR1020110139033A KR101131394B1 (ko) | 2011-12-21 | 2011-12-21 | 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법 |
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| KR (1) | KR101131394B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101585994B1 (ko) | 2015-06-16 | 2016-01-15 | 주식회사 성지테크 | 공조 단말기 및 복합 밸브를 이용한 운전비 절감형 냉수 변유량 시스템 |
| CN113944639A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-18 | 扬州大学 | 基于r-ipso算法考虑开停机损耗的叶片全调节泵站单机组控制方法 |
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2011
- 2011-12-21 KR KR1020110139033A patent/KR101131394B1/ko active IP Right Grant
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