KR101311715B1 - 소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법 Download PDF

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봉태근
송성호
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한국농어촌공사
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Abstract

본 발명은 소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 소규모 급수 시스템은, 취수용 관로; 용수를 이송하는 펌프; 상기 펌프에 공급되는 전력을 변환하는 인버터; 이송된 용수를 보관하는 저장 탱크; 상기 저장 탱크에 저장된 용수의 저장 수위를 측정하는 저장 수위 측정 센서; 및 상기 인버터에 전력 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 작동 타이머 회로; 수위 승강 속도 산출 회로; 전력 측정 회로; 데이터베이스 회로; 및 최적 전력 제어 회로;를 포함할 수 있기 때문에 예비 운전시 소요 전력 당 저장 수위의 승강 속도를 산출하고, 이를 토대로 인버터를 사용하여 최적의 전력으로 펌프를 제어함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있고, 펌프의 고장 시기를 예측할 수 있으며, 취수 수위의 회복 속도를 고려하여 용수의 고갈을 방지할 수 있도록 계획적으로 펌프를 운영할 수 있고, 무선으로 각종 설비를 원격으로 관리 및 운영할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법{Water supply system and its control method}
본 발명은 소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 예비 운전시 소요 전력 당 저장 수위의 승강 속도를 산출하고, 이를 토대로 인버터를 사용하여 최적의 전력으로 펌프를 제어함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있고, 펌프의 고장 시기를 예측할 수 있으며, 취수 수위의 회복 속도를 고려하여 용수의 고갈을 방지할 수 있도록 계획적이고 효율적으로 펌프 및 전체 시스템을 운영할 수 있게 하는 소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 광역 급수 시스템은 인구가 많은 도시 지역에 통상 하천에 설치되는 취수장으로부터 음료를 목적으로 하는 용수를 끌어다가 정수 과정을 거쳐서 깨끗하게 만든 후, 급수 시설을 통해 대규모로 공급하는 시설이다.
한편, 인구 밀도가 낮은 산간 고지대나 농어촌, 섬 지역, 군부대, 학교, 대형 병원, 식품 회사, 공장 등에는 광역 급수 시스템을 대신하여, 지하수나 계곡 물 등을 취수용 관로에 설치된 펌프를 이용하여 저장 탱크에 저장하고, 저장된 용수를 각 가정에 파이프 등을 통해 공급하는 소규모 급수 설비가 널리 사용된다.
그러나, 이러한 종래의 소규모 급수 설비는, 취수용 관로의 크기, 펌프의 용량이나 양정 길이, 저장 탱크의 용량, 급수 시설의 구조 등 설치 환경에 따라 매우 다양할 수 있는 것임에도 불구하고, 일률적으로 설치 회사에서 매뉴얼에 적혀 있는 용량의 펌프를 설치하고, 매뉴얼에 적힌 규격대로 전력을 천편일률적으로 공급함으로써 낭비되는 전력량이 매우 심각한 수준이다.
즉, 종래의 펌프는, 대개 실제 취수 용량 보다 큰 용량의 펌프가 설치되고, 여기에 공급되는 전력 역시, 매뉴얼에 의해 설치 환경과는 상관 없이 고정적인 것으로서, 충분한 전력이 공급되지 못하여 취수량이 떨어지거나, 불필요한 에너지가 초과로 공급되어 에너지가 낭비되는 등의 문제점이 있었다.
또한, 종래의 소규모 급수 설비는, 펌프의 날개차에 이물질이 끼이거나, 취수 수위가 낮아져서 취수가 불가능하거나 내부 부품의 파손이나 마모로 인하여 고장이나 오동작이 발생하는 경우, 이를 사용자에게 즉시 알려주거나 자동으로 전력을 차단하지 못해서 펌프 및 시스템 전체를 보호하지 못하고, 펌프의 사고 발생 시점을 사전에 미리 예고할 수 없어서 저장 탱크에 미리 용수를 준비하거나 교체할 펌프를 미리 준비하지 못하여 주민들의 식수 공급이 중단되는 기간이 길어지는 등의 문제점이 있었다.
또한, 종래의 소규모 급수 설비는, 취수 수위의 회복 속도와는 상관 없이 무계획적으로 펌프를 운영함으로써 용수의 고갈을 야기하고, 취수 수위의 회복 시간을 고려하지 못하여 주민들의 식수 공급 중단을 대비할 수 없었던 문제점이 있었다.
한편, 종래의 소규모 급수 설비는, 통상적으로 고지대에 위치하는 저장 탱크에 문제가 발생되면, 사용자가 일일이 먼 곳에서 직접 저장 탱크로 찾아가 그 내부를 확인해야 하는 불편함이 있고, 찾아가기 전에 미리 문제를 해결할 수 있는 부품이나 대책을 세우지 못하여 방문 횟수가 늘어나는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 급수 설비는, 상기 저장 탱크에 접근하는 침입자를 방어할 수 없었고, 설비의 관리나 운영을 무선으로 원격 관리할 수 없었던 문제점이 있었다.
본 발명의 사상은, 예비 운전을 통해 소요 전력 당 저장 수위의 승강 속도를 산출하고, 최고의 수위 승강 속도를 보이는 최적의 전력을 선정한 후, 인버터가 최적 전력으로 펌프를 제어함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있고, 전력 상승 속도를 이용하여 펌프의 고장 시기를 사전에 예측할 수 있으며, 물탱크의 수위 변화 및 취수 수위의 회복 속도를 고려하여 용수의 고갈을 방지할 수 있도록 계획적이고 효율적으로 펌프 및 전체 시스템을 운영할 수 있고, 무선으로 각종 설비를 원격으로 관리 및 운영할 수 있게 하는 소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법을 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 소규모 급수 시스템은, 취수용 관로; 상기 취수용 관로에 설치되어 용수를 이송하는 펌프; 상기 펌프에 공급되는 전력을 변환하는 인버터; 상기 취수용 관로와 연결되고, 상기 펌프에 의해 이송된 용수를 보관하는 저장 탱크; 상기 저장 탱크에 설치되고, 상기 저장 탱크에 저장된 용수의 저장 수위를 측정하는 저장 수위 측정 센서; 및 상기 인버터에 전력 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 펌프의 작동 시간을 측정할 수 있는 작동 타이머 회로; 상기 작동 타이머 회로에 의해 측정된 상기 펌프의 작동 시간 동안 상기 수위 측정 센서로부터 측정된 저장 수위의 승강량을 검출하여 수위 승강 속도를 산출하는 수위 승강 속도 산출 회로; 상기 인버터에 공급되는 소요 전력을 측정하는 전력 측정 회로; 예비 운전시 상기 전력 측정 회로를 이용하여 상기 인버터에 단계적으로 공급되는 소요 전력을 측정하고, 상기 수위 승강 속도 산출 회로를 이용하여 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보를 저장하는 데이터베이스 회로; 및 상기 데이터베이스 회로에 의해 저장된 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보들 중에서 최고의 수위 승강 속도 구간에 해당하는 소요 전력을 최적 전력으로 선정하고, 선정된 최적 전력으로 상기 인버터에 최적 전력 제어 신호를 인가하는 최적 전력 제어 회로;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제어부는, 상기 최적 전력 제어 회로에 의해 최적 전력 제어 신호가 인가되는 동안, 상기 전력 측정 회로에서 측정된 소요 전력이 펌프 고장 기준치 이상으로 높아지면 디스플레이에 펌프 고장 알림 신호를 인가하는 펌프 고장 알림 회로;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제어부는, 상기 최적 전력 제어 회로에 의해 최적 전력 제어 신호가 인가되는 동안, 상기 작동 타이머 회로에 의해 측정된 상기 펌프의 작동 시간 동안 상기 전력 측정 회로에서 측정된 소요 전력 상승량을 검출하여 전력 상승 속도를 산출하는 전력 상승 속도 산출 회로; 및 상기 전력 상승 속도를 고려하여 예상 소요 전력이 펌프 고장 기준치 이상으로 높아지는 시점인 펌프 고장 시기를 예측하는 펌프 고장 시기 예측 신호를 디스플레이에 인가하는 펌프 고장 시기 예측 회로;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제어부는, 상기 펌프의 구동시 상기 인버터에 최적 전력 제어 신호를 인가하기 전까지 일정 기간 동안 점차적으로 전력을 증가하는 소프트 기동 전력 제어 신호를 인가하는 소프트 기동 전력 제어 회로;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제어부와 연결되고, 상기 용수의 전기전도도를 측정하는 전도도 측정 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전도도 측정 센서에서 측정된 전도도 신호가 기준 전도도 범위를 벗어나면 상기 인버터에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이에 오염 신호를 인가하는 오염 알림 회로;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제어부와 연결되고, 상기 용수의 취수 수위를 측정하는 취수 수위 측정 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 취수 수위 측정 센서에서 측정된 취수 수위 신호가 취수 불가능 수위 이하로 떨어지면 상기 인버터에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이에 취수 불가능 수위 신호를 인가하는 취수 불가능 수위 알림 회로;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제어부는, 취수 불가능 수위 알림 시간부터 취수 가능 수위로 회복되는 회복 시간까지 취수 수위 회복 시간을 측정할 수 있는 회복 타이머 회로; 상기 회복 타이머 회로에 의해 측정된 상기 수위 회복 시간 동안 상기 취수 수위 측정 센서로부터 측정된 취수 수위의 회복량을 검출하여 수위 회복 속도를 산출하는 수위 회복 속도 산출 회로; 및 상기 수위 회복 속도를 고려하여 상기 인버터에 회복 고려 전력 제어 신호를 인가하는 회복 고려 전력 제어 회로;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 급수 시스템은, 취수용 관로; 상기 취수용 관로에 설치되어 용수를 이송하는 펌프; 상기 펌프에 공급되는 전력을 변환하는 인버터; 상기 취수용 관로와 연결되고, 상기 펌프에 의해 이송된 용수를 보관하는 저장 탱크; 상기 취수용 관로에 설치되고, 상기 용수의 취수 수위를 측정하는 취수 수위 측정 센서; 및 상기 인버터에 전력 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 취수 수위 측정 센서에서 측정된 취수 수위 신호가 취수 불가능 수위 이하로 떨어지면 상기 인버터에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이에 취수 불가능 수위 신호를 인가하는 취수 불가능 수위 알림 회로; 취수 불가능 수위 알림 시간부터 취수 가능 수위로 회복되는 회복 시간까지 취수 수위 회복 시간을 측정할 수 있는 회복 타이머 회로; 상기 회복 타이머 회로에 의해 측정된 상기 수위 회복 시간 동안 상기 취수 수위 측정 센서로부터 측정된 취수 수위의 회복량을 검출하여 수위 회복 속도를 산출하는 수위 회복 속도 산출 회로; 및 상기 수위 회복 속도를 고려하여 상기 인버터에 회복 고려 전력 제어 신호를 인가하는 회복 고려 전력 제어 회로;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 급수 시스템의 제어 방법은, 취수용 관로, 상기 취수용 관로에 설치되어 용수를 이송하는 펌프, 상기 펌프에 공급되는 전력을 변환하는 인버터, 상기 취수용 관로와 연결되고, 상기 펌프에 의해 이송된 용수를 보관하는 저장 탱크, 상기 저장 탱크에 설치되고, 상기 저장 탱크에 저장된 용수의 저장 수위를 측정하는 저장 수위 측정 센서 및 상기 인버터에 전력 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 급수 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 인버터에 공급되는 소요 전력을 측정하는 단계; 상기 펌프의 작동 시간을 측정하는 단계; 상기 펌프의 작동 시간 동안 상기 수위 측정 센서로부터 측정된 저장 수위의 승강량을 검출하는 단계; 상기 펌프의 작동 시간 동안 검출된 저장 수위의 승강량을 이용하여 수위 승강 속도를 산출하는 단계; 상기 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보를 데이터베이스에 저장하는 단계; 상기 데이터베이스에 저장된 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보들 중에서 최고의 수위 승강 속도 구간을 선정하는 단계; 선정된 상기 수위 승강 속도 구간에 해당하는 소요 전력을 최적 전력으로 선정하는 단계; 및 선정된 최적 전력으로 상기 인버터에 최적 전력 제어 신호를 인가하는 단계;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 급수 시스템의 제어 방법은, 취수용 관로, 상기 취수용 관로에 설치되어 용수를 이송하는 펌프, 상기 펌프에 공급되는 전력을 변환하는 인버터, 상기 취수용 관로와 연결되고, 상기 펌프에 의해 이송된 용수를 보관하는 저장 탱크, 상기 취수용 관로에 설치되고, 상기 용수의 취수 수위를 측정하는 취수 수위 측정 센서 및 상기 인버터에 전력 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 급수 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 취수 수위 측정 센서를 이용하여 취수 수위를 측정하는 단계; 측정된 취수 수위가 취수 불가능 수위 이하로 떨어지면 상기 인버터에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이에 취수 불가능 수위 신호를 인가하는 단계; 취수 불가능 수위 알림 시간부터 취수 가능 수위로 회복되는 회복 시간까지 취수 수위 회복 시간을 측정하는 단계; 측정된 상기 수위 회복 시간 동안 상기 취수 수위 측정 센서로부터 측정된 취수 수위의 회복량을 검출하는 단계; 상기 취수 수위의 회복량을 이용하여 수위 회복 속도를 산출하는 단계; 및 상기 수위 회복 속도를 고려하여 상기 인버터에 회복 고려 전력 제어 신호를 인가하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 소규모 급수 시스템 및 이의 제어 방법은, 인버터가 최적 전력으로 펌프를 제어함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있고, 펌프의 고장 시기를 사전에 예측할 수 있으며, 용수의 고갈을 방지할 수 있도록 계획적으로 펌프를 운영할 수 있고, 무선으로 각종 설비를 원격으로 관리 및 운영할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템을 개념적으로 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 소규모 급수 시스템의 제어부를 보다 상세하게 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템의 제어 방법의 일례를 순서적으로 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템의 제어 방법의 다른 일례를 순서적으로 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템의 제어 방법의 다른 일례를 순서적으로 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템(200)을 개념적으로 나타내는 개념도이고, 도 2는 도 1의 소규모 급수 시스템(200)의 제어부(60)를 보다 상세하게 개념적으로 나타내는 블록도이다.
먼저, 도 1 및 도 2에 개념적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템(200)은, 크게 취수용 관로(10)와, 펌프(20)와, 인버터(30)와, 저장 탱크(40)와, 수위 측정 센서(50)와, 전도도 측정 센서(80)와 취수 수위 측정 센서(90) 및 제어부(60)를 포함할 수 있다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 취수용 관로(10)는, 일반적으로 취수용 파이프가 적용될 수 있고, 지하수를 용수(1)로 사용하는 경우, 상기 파이프의 일단부는 지상(2)에서 지하로 깊숙이 설치될 수 있고, 상기 파이프의 타단부는 상기 저장 탱크(40)와 연결되어 상기 용수(1)가 지하에서 상기 저장 탱크(40)로 안내할 수 있다.
또한, 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 펌프(20)는, 상기 취수용 관로(10)에 설치되어 용수(1)를 이송하는 것으로서, 상기 취수용 관로(10)와 연결되는 원통 형상의 심정용 펌프가 적용될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 인버터(30)는, 상기 펌프(20)에 공급되는 전력을 변환하는 것으로서, 주파수나 전류, 전압 등 전기적인 특성을 변환하여 상기 펌프(20)에 전력을 제공할 수 있는 것이다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 신호 간섭을 줄이기 위하여 상기 인버터(30)는 상기 펌프(20)에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 제어부(60)는 사용자의 접근이 용이한 지상(2)에 설치되고, 상기 제어부(60)와 상기 인버터(30) 사이에 제어 라인(C)이 상기 취수용 관로(10)를 따라 연장되어 설치될 수 있다.
여기서, 상기 제어 라인(C)은, 번개나 정전기 등 각종 서지 전력으로부터 보호될 수 있도록 광통신 방식이나 적외선 통신 방식의 광섬유 등을 이용할 수 있다.
따라서, 상기 제어부(60)에서 각종 제어신호를 상기 인버터(30)에 인가하면 상기 인버터(30)가 매우 짧은 경로로 상기 펌프(20)에 전력을 직접 공급할 수 있기 때문에 상기 펌프(20)의 회전 속도나 기동 및 중단 제어를 매우 정밀하게 할 수 있고, 예를 들어, 상기 인버터(30)와 상기 펌프(20)에 미치는 각종 전자기파나, 낙뢰 등의 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 저장 탱크(40)는, 상기 취수용 관로(10)와 연결되고, 상기 펌프(20)에 의해 이송된 용수(1)를 보관하는 것으로서, 일반적으로 지상(2)의 고지대에 위치될 수 있고, 충분한 용수(1)를 저장할 수 있도록 내부에 용수 수용 공간이 형성되는 것이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 저장 탱크(40)는, 상기 용수(1)의 상태를 확인하는 용수 확인 카메라(41)와, 상기 용수(1)의 적어도 전기전도도, 탁도, 산소 농도 중 어느 하나 이상을 측정할 수 있는 수질 계측기(42)와, 상기 저장 탱크(40)의 외부에서 접근하는 침입자를 감지하는 모션 감지 센서(43)와, 상기 저장 탱크(40)의 외부에서 접근하는 침입자를 감시하는 감시 카메라(44) 및 상기 용수(1)에 소독 약품을 투입하는 소독 약품 투입기(45)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 용수 확인 카메라(41)와, 수질 계측기(42)와, 모션 감지 센서(43)와, 감시 카메라(44) 및 소독 약품 투입기(45)는 무선 네트워크(100)를 통해 사용자의 정보 단말기(110) 및 상기 제어부(60)와 무선으로 연결되는 무선 통신부(300)에 연결되어 사용자가 이들을 원격으로 무선 관리할 수 있다.
따라서, 사용자는, 부품의 고장시 상기 용수(1)의 상태를 원격에서 상기 용수 확인 카메라(41)로 확인하여 대책을 수립할 수 있고, 상기 수질 계측기(42)를 이용하여 저장된 상기 용수(1)의 수질을 모니터링할 수 있으며, 상기 모션 감지 센서(43) 및 감시 카메라(44)를 이용하여 외부에서 접근하는 침입자를 감시할 수 있고, 상기 소독 약품 투입기(45)를 이용하여 상기 용수(1)에 염소 등의 소독 약품을 자동으로 투입할 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 저장 수위 측정 센서(50)는 상기 저장 탱크(40)에 설치되고, 상기 저장 탱크(40)에 저장된 용수(1)의 저장 수위(L1)를 측정하는 센서이다.
이러한, 상기 저장 수위 측정 센서(50)를 이용하여 상기 펌프(20)의 가동에 따른 상기 저장 탱크(40)의 수위 상승 및 물 사용량에 따른 상기 저장 탱크(40)의 수위 하강률을 고려하여 상기 제어부(60)가 상기 인버터(30)에 전력 제어 신호를 인가할 수 있는 것이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(60)는, 상기 인버터(30)에 전력 제어 신호를 출력하는 것으로서, 각종 현장 배전반이나, 현장 제어반에 포함되어 설치될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전도도 측정 센서(80)는, 상기 제어부(60)와 연결되고, 상기 유량계(G)의 부근에 설치되어 상기 용수(1)의 전기전도도를 측정하는 센서이다.
또한, 상기 취수 수위 측정 센서(90)는, 상기 제어부(60)와 연결되고, 번개나 정전기 등 각종 서지 전력으로부터 보호될 수 있도록 상기 인버터(30)에 내장 설치되어 상기 용수(1)의 취수 수위(L2)를 측정하는 센서이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 급수 시스템(200)은, 상기 인버터(30)에 내장 설치되고, 상기 펌프(20)의 진동을 감지하는 진동 감지 센서(92)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 상기 진동 감지 센서(92)를 이용하여 상기 펌프(20) 및 모터의 진동 파형을 분석하고, 이상 파형일 경우, 이를 사용자에게 사전에 미리 경고할 수 있다.
여기서, 상기 수위 측정 센서(50) 및 상기 취수 수위 측정 센서(90)는, 상기 용수(1)의 수압을 측정하여 수위를 감지하는 압전소자를 포함할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(60)는, 작동 타이머 회로(61)와, 수위 승강 속도 산출 회로(62)와, 전력 측정 회로(63)와, 데이터베이스 회로(64)와, 최적 전력 제어 회로(65)와, 펌프 고장 알림 회로(66)와, 전력 상승 속도 산출 회로(67)와, 펌프 고장 시기 예측 회로(68)와, 소프트 기동 전력 제어 회로(69)와, 소프트 정지 전력 제어 회로(70)와, 오염 알림 회로(71)와, 취수 불가능 수위 알림 회로(72)와, 회복 타이머 회로(73)와, 수위 회복 속도 산출 회로(74)와, 회복 고려 전력 제어 회로(75) 및 무선 통신 회로(76)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 작동 타이머 회로(61)는, 상기 펌프(20)의 작동 시간을 측정할 수 있는 회로로서, 마이크로 프로세서나 회로 기판에 설치되는 전기 소자들의 형태로 구현되거나 이외에도 일련의 과정을 자동으로 수행하는 프로그램이 저장된 저장 장치의 형태로도 구현될 수 있다.
또한, 상기 수위 승강 속도 산출 회로(62)는, 상기 작동 타이머 회로(61)에 의해 측정된 상기 펌프(20)의 작동 시간 동안 상기 수위 측정 센서(50)로부터 측정된 저장 수위의 승강량을 검출하여 수위 승강 속도를 산출하는 회로이다.
또한, 상기 전력 측정 회로(63)는, 상기 인버터(30)에 공급되는 소요 전력을 측정하는 회로이고, 상기 데이터베이스 회로(64)는 예비 운전시 상기 전력 측정 회로(63)를 이용하여 상기 인버터(30)에 단계적으로 공급되는 소요 전력을 측정하고, 상기 수위 승강 속도 산출 회로(62)를 이용하여 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보를 저장하는 회로이다.
또한, 상기 최적 전력 제어 회로(65)는, 상기 데이터베이스 회로(64)에 의해 저장된 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보들 중에서 최고의 수위 승강 속도 구간에 해당하는 소요 전력을 최적 전력으로 선정하고, 선정된 최적 전력으로 상기 인버터(30)에 최적 전력 제어 신호를 인가하는 회로이다.
따라서, 상기 최적 전력 제어 회로(65)를 이용하여 투입된 전력량과 취수량을 고려하여 상기 펌프(20)를 가동함에 있어서, 상기 펌프(20)의 모터를 최적의 운전 속도로 운전할 수 있는 것이다.
이외에도, 상기 최적 전력 제어 회로(65)는, 취수정의 수위변화에 따른 총 양정의 변화를 고려하여 상기 인버터(30)에 최적 전력 제어 신호를 인가할 수 있다.
또한, 상기 펌프 고장 알림 회로(66)는, 상기 최적 전력 제어 회로(65)에 의해 최적 전력 제어 신호가 인가되는 동안, 상기 전력 측정 회로(63)에서 측정된 소요 전력이 펌프 고장 기준치 이상으로 높아지면 디스플레이(D)에 펌프 고장 알림 신호를 인가하는 회로이다.
또한, 상기 전력 상승 속도 산출 회로(67)는, 상기 최적 전력 제어 회로(65)에 의해 최적 전력 제어 신호가 인가되는 동안, 상기 작동 타이머 회로(61)에 의해 측정된 상기 펌프(20)의 작동 시간 동안 상기 전력 측정 회로(63)에서 측정된 소요 전력 상승량을 검출하여 전력 상승 속도를 산출하는 회로이다.
또한, 상기 펌프 고장 시기 예측 회로(68)는, 상기 전력 상승 속도를 고려하여 예상 소요 전력이 펌프 고장 기준치 이상으로 높아지는 시점인 펌프 고장 시기를 예측하는 펌프 고장 시기 예측 신호를 디스플레이(D)에 인가하는 회로이다.
따라서, 상기 펌프(20) 및 모터 노후화에 따라 상기 최적 전력 제어 회로(65)를 이용하여 투입된 전력량과 취수량을 재산정하여 상기 펌프(20)의 모터를 최적의 운전 속도로 운전할 수 있는 것이다.
여기서, 각 관정별 투입전력량 대비 유량계(G)를 이용한 취수량의 상관 관계는, 종속적인 변수로서, 상기 인버터(30) 내부에 장착된 압력 센서 등의 취수 수위 측정 센서(90)를 이용하여 측정된 양정 변화, 유량, 소모 전력량 등이 있고, 독립적인 변수로는, 기본 총 양정, 배관, 관로 내경, 유량계 등의 내부 저항 등이 있다.
또한, 상기 소프트 기동 전력 제어 회로(69)는, 상기 펌프(20)의 구동시 상기 인버터(30)에 최적 전력 제어 신호를 인가하기 전까지 일정 기간 동안 점차적으로 전력을 증가시키는 소프트 기동 전력 제어 신호를 인가하는 회로이다.
또한, 상기 소프트 정지 전력 제어 회로(70)는, 상기 펌프(20)의 정지시 상기 인버터(30)에 전력 정지 신호를 인가하기 전까지 일정 기간 동안 점차적으로 전력을 감소시키는 소프트 정지 전력 제어 신호를 인가하는 회로이다.
또한, 상기 오염 알림 회로(71)는, 상기 전도도 측정 센서(80)에서 측정된 전도도 신호가 기준 전도도 범위를 벗어나면 상기 인버터(30)에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이(D)에 오염 신호를 인가하는 회로이다.
또한, 상기 취수 불가능 수위 알림 회로(72)는, 상기 취수 수위 측정 센서(90)에서 측정된 취수 수위 신호가 취수 불가능 수위 이하로 떨어지면 상기 인버터(30)에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이(D)에 취수 불가능 수위 신호를 인가하는 회로이다.
또한, 상기 회복 타이머 회로(73)는, 취수 불가능 수위 알림 시간부터 취수 가능 수위로 회복되는 회복 시간까지 취수 수위 회복 시간을 측정할 수 있는 회로이다.
또한, 상기 수위 회복 속도 산출 회로(74)는, 상기 회복 타이머 회로(73)에 의해 측정된 상기 수위 회복 시간 동안 상기 취수 수위 측정 센서(90)로부터 측정된 취수 수위(L2)의 회복량을 검출하여 수위 회복 속도를 산출하는 회로이다.
또한, 상기 회복 고려 전력 제어 회로(75)는, 상기 수위 회복 속도를 고려하여 상기 인버터(30)에 회복 고려 전력 제어 신호를 인가하는 회로이다.
또한, 상기 무선 통신 회로(76)는, 무선 네트워크(100)를 통해 사용자의 정보 단말기(110)로 제어 상태 정보를 전송하는 회로이다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 급수 시스템(200)은, 상기 제어부(60) 또는 상기 인버터(30)에 설치되고, 상기 인버터의 고장시, 상기 인버터(30)를 바이패스하여 상기 펌프(20)에 직접 제어 신호를 인가하는 인버터 바이패스 회로(77) 및 상기 진동 감지 센서(92)로부터 상기 펌프(20)의 진동 감지 신호를 인가받아 상기 펌프(20)의 상태를 판단하는 펌프 진동 판단 회로(78)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 인버터 바이패스 과정을 단계적으로 설명하면, 정상 회로가 ON 상태로 상기 제어부(60)와 상기 인버터(30)가 정상적으로 통신을 하다가(S41), 상기 인버터(30)가 오동작을 일으키면, 통신 과정에서 이상 신호가 발견되고, 상기 인버터(30)의 고장시, 이를 감지하여 상기 제어부(60)가 상기 인버터 바이패스 회로(77)를 이용하여 정상 회로를 OFF 상태로 하고, 바이패스 회로를 ON 상태로 하여(S42) 상기 펌프(20)를 직접 제어할 수 있는 것이다(S43). 이로 인하여 상기 펌프(20)의 가동 중단 사태를 막을 수 있는 것이다. 또한, 상기 진동 감지 센서(92)를 통해 상기 펌프(20)의 진동을 감지하여 상기 펌프(20)의 이상 여부로 확인할 수 있다.
예를 들어서, 일반적으로 상기 저장 탱크(40)의 용량이 150톤 내지 200톤 정도인데 반하여 일반적인 소규모 급수 시스템(200)에서 사용되는 하루 소모량은 이보다 2배 정도 더 크기 때문에, 만약 상기 펌프(20)나 인버터(30)가 고장이 나면 반나절만에 상기 저장 탱크(40)에 저장된 용수(1)가 고갈되고, 이로 인하여 급수 중단 사태가 발생되어 생활의 불편은 물론이고, 병원 등 중요 시설의 인명의 손실이나 농작물의 폐사나 공장 가동 중단 등의 사고가 발생될 수 있으며, 상기 펌프(20)나 인버터(30)가 지하 깊숙이 설치되어 있기 때문에 교체 시간만 수일이 걸리는 등의 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명의 사상에 따라 상기 펌프(20)나 인버터(30)의 고장의 미리 예측하거나, 신속하게 고장을 판단하는 것이 매우 중요하다.
여기서, 상술된 각종 회로들은, 마이크로 프로세서나 회로 기판에 설치되는 전기 소자들의 형태로 구현되거나 이외에도 일련의 과정을 자동으로 수행하는 프로그램이 저장된 저장 장치의 형태로도 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 급수 시스템(200)의 제어 방법의 일례를 순서적으로 나타내는 순서도이다.
이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 급수 시스템(200)의 제어 방법을 보다 상세하게 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 급수 시스템(200)의 제어 방법은, 상기 인버터(30)에 공급되는 소요 전력을 단계별로 증가시키거나 감소시켜서 측정하는 단계(S11)와, 상기 펌프(20)의 작동 시간을 측정하는 단계(S12)와, 상기 펌프(20)의 작동 시간 동안 상기 수위 측정 센서(50)로부터 측정된 저장 수위(L1)의 승강량을 검출하는 단계(S13)와, 상기 펌프(20)의 작동 시간 동안 검출된 저장 수위(L1)의 승강량을 이용하여 수위 승강 속도를 산출하는 단계(S14)를 포함할 수 있다.
이어서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템(200)의 제어 방법은, 상기 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보를 N차 반복적으로 산출하여 데이터베이스에 저장하는 단계(S15)를 포함할 수 있다.
이러한 상기 데이터베이스는 정보의 양이 많으면 많을수록 보다 정확한 정보를 제공할 수 있다.
이어서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템(200)의 제어 방법은, 상기 데이터베이스에 저장된 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보들 중에서 최고의 수위 승강 속도 구간을 선정하는 단계(S16)와, 선정된 상기 수위 승강 속도 구간에 해당하는 소요 전력을 최적 전력으로 선정하는 단계(S17)와, 선정된 최적 전력으로 상기 인버터(30)에 최적 전력 제어 신호를 인가하는 단계(S18)를 포함할 수 있다.
따라서, 예비 운전을 통해 소요 전력 당 저장 수위의 승강 속도를 산출하고, 이를 데이터베이스화한 다음, 데이터베이스의 정보들 중에서 최고의 수위 승강 속도를 보이는 최적의 전력을 선정한 후, 인버터가 최적 전력으로 펌프를 제어함으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있는 것이다.
이어서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템(200)의 제어 방법은, 최적 전력 제어 신호가 인가되는 동안, 상기 펌프(20)의 작동 시간 동안 측정된 소요 전력 상승량을 검출하는 단계(S19)와, 상기 소요 전력 상승량을 이용하여 전력 상승 속도를 산출하는 단계(S20) 및 상기 전력 상승 속도를 고려하여 예상 소요 전력이 펌프 고장 기준치 이상으로 높아지는 시점인 펌프 고장 시기를 예측하는 단계(S21)를 포함할 수 있다.
따라서, 부품의 마모나 이물질 등의 악영향이 누적되어 미세하게 상승하는 전력 상승 속도를 이용하여 펌프의 고장 시기나 관리 시기를 사전에 예측할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템(200)의 제어 방법의 다른 일례를 순서적으로 나타내는 순서도이다.
이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 소규모 급수 시스템(200)의 제어 방법을 보다 상세하게 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일부 실시예들에 따른 급수 시스템(200)의 제어 방법은, 상기 취수 수위 측정 센서(90)를 이용하여 취수 수위(L2)를 측정하는 단계(S31)와, 측정된 취수 수위(L2)가 취수 불가능 수위 이하로 떨어지면 상기 인버터(30)에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이(D)에 취수 불가능 수위 신호를 인가하는 단계(S32)와, 취수 불가능 수위 알림 시간부터 취수 가능 수위로 회복되는 회복 시간까지 취수 수위 회복 시간을 측정하는 단계(S33)와, 측정된 상기 수위 회복 시간 동안 상기 취수 수위 측정 센서(90)로부터 측정된 취수 수위(L2)의 회복량을 검출하는 단계(S34)와, 상기 취수 수위(L2)의 회복량을 이용하여 수위 회복 속도를 산출하는 단계(S35) 및 상기 수위 회복 속도를 고려하여 상기 인버터(30)에 회복 고려 전력 제어 신호를 인가하는 단계(S36)를 포함할 수 있다.
따라서, 취수 수위의 회복 속도를 고려하여 용수의 고갈을 방지할 수 있도록 예를 들어서, 취수 수위의 회복 속도를 넘지 않는 범위 내에서 적정 전력으로 펌프를 제어하는 등 계획적으로 펌프를 운영할 수 있다.
그러므로, 비교적 저렴한 수중 인버터(30)를 사용하여 전력 소모율을 대략 35 내지 45 퍼센트 절감할 수 있고, 소프트 기동 및 소프트 정지로 펌프(20)의 수명을 연장시키며, 고가의 외부 인버터 비용을 절감할 수 있고, 부품의 고장을 사전에 예측하여 대형 사고를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
1: 용수 2: 지상
10: 취수용 관로 20: 펌프
30: 인버터 40: 저장 탱크
41: 용수 확인 카메라 42: 수질 계측기
43: 모션 감지 센서 44: 감시 카메라
45: 소독 약품 투입기 50: 수위 측정 센서
60: 제어부 61: 작동 타이머 회로
62: 수위 승강 속도 산출 회로 63: 전력 측정 회로
64: 데이터베이스 회로 65: 최적 전력 제어 회로
66: 펌프 고장 알림 회로 67: 전력 상승 속도 산출 회로
68: 펌프 고장 시기 예측 회로 69: 소프트 기동 전력 제어 회로
70: 소프트 정지 전력 제어 회로 71: 오염 알림 회로
72: 취수 불가능 수위 알림 회로 73: 회복 타이머 회로
74: 수위 회복 속도 산출 회로 75: 회복 고려 전력 제어 회로
76: 무선 통신 회로 80: 전도도 측정 센서
90: 취수 수위 측정 센서 100: 무선 네트워크
110: 정보 단말기 L1: 저장 수위
L2: 취수 수위 D: 디스플레이
C: 제어 라인 200: 소규모 급수 시스템
92: 진동 감지 센서 G: 유량계

Claims (15)

  1. 취수용 관로에 설치되어 용수를 이송하는 펌프;
    상기 펌프에 공급되는 전력을 변환하는 인버터;
    상기 취수용 관로와 연결되고, 상기 펌프에 의해 이송된 용수를 보관하는 저장 탱크;
    상기 저장 탱크에 설치되고, 상기 저장 탱크에 저장된 용수의 저장 수위를 측정하는 저장 수위 측정 센서; 및
    상기 인버터에 전력 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 펌프의 작동 시간을 측정할 수 있는 작동 타이머 회로;
    상기 작동 타이머 회로에 의해 측정된 상기 펌프의 작동 시간 동안 상기 수위 측정 센서로부터 측정된 저장 수위의 승강량을 검출하여 수위 승강 속도를 산출하는 수위 승강 속도 산출 회로;
    상기 인버터에 공급되는 소요 전력을 측정하는 전력 측정 회로;
    예비 운전시 상기 전력 측정 회로를 이용하여 상기 인버터에 단계적으로 공급되는 소요 전력을 측정하고, 상기 수위 승강 속도 산출 회로를 이용하여 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보를 저장하는 데이터베이스 회로; 및
    상기 데이터베이스 회로에 의해 저장된 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보들 중에서 최고의 수위 승강 속도 구간에 해당하는 소요 전력을 최적 전력으로 선정하고, 선정된 최적 전력으로 상기 인버터에 최적 전력 제어 신호를 인가하는 최적 전력 제어 회로; 를 포함하는 소규모 급수 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 최적 전력 제어 회로에 의해 최적 전력 제어 신호가 인가되는 동안, 상기 전력 측정 회로에서 측정된 소요 전력이 펌프 고장 기준치 이상으로 높아지면 디스플레이에 펌프 고장 알림 신호를 인가하는 펌프 고장 알림 회로; 를 더 포함하는 소규모 급수 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 최적 전력 제어 회로에 의해 최적 전력 제어 신호가 인가되는 동안, 상기 작동 타이머 회로에 의해 측정된 상기 펌프의 작동 시간 동안 상기 전력 측정 회로에서 측정된 소요 전력 상승량을 검출하여 전력 상승 속도를 산출하는 전력 상승 속도 산출 회로; 및
    상기 전력 상승 속도를 고려하여 예상 소요 전력이 펌프 고장 기준치 이상으로 높아지는 시점인 펌프 고장 시기를 예측하는 펌프 고장 시기 예측 신호를 디스플레이에 인가하는 펌프 고장 시기 예측 회로; 를 더 포함하는 소규모 급수 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 펌프의 구동시 상기 인버터에 최적 전력 제어 신호를 인가하기 전까지 일정 기간 동안 점차적으로 전력을 증가하는 소프트 기동 전력 제어 신호를 인가하는 소프트 기동 전력 제어 회로; 를 더 포함하는 소규모 급수 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 펌프의 정지시 상기 인버터에 전력 정지 신호를 인가하기 전까지 일정 기간 동안 점차적으로 전력을 감소하는 소프트 정지 전력 제어 신호를 인가하는 소프트 정지 전력 제어 회로; 를 더 포함하는 소규모 급수 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부와 연결되고, 상기 용수의 전기전도도를 측정하는 전도도 측정 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전도도 측정 센서에서 측정된 전도도 신호가 기준 전도도 범위를 벗어나면 상기 인버터에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이에 오염 신호를 인가하는 오염 알림 회로; 를 더 포함하는 소규모 급수 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부와 연결되고, 상기 인버터에 내장 설치되어 상기 용수의 취수 수위를 측정하는 취수 수위 측정 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 취수 수위 측정 센서에서 측정된 취수 수위 신호가 취수 불가능 수위 이하로 떨어지면 상기 인버터에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이에 취수 불가능 수위 신호를 인가하는 취수 불가능 수위 알림 회로; 를 더 포함하는 소규모 급수 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    취수 불가능 수위 알림 시간부터 취수 가능 수위로 회복되는 회복 시간까지 취수 수위 회복 시간을 측정할 수 있는 회복 타이머 회로;
    상기 회복 타이머 회로에 의해 측정된 상기 수위 회복 시간 동안 상기 취수 수위 측정 센서로부터 측정된 취수 수위의 회복량을 검출하여 수위 회복 속도를 산출하는 수위 회복 속도 산출 회로; 및
    상기 수위 회복 속도를 고려하여 상기 인버터에 회복 고려 전력 제어 신호를 인가하는 회복 고려 전력 제어 회로; 를 더 포함하는 소규모 급수 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    전력 신호 간섭을 줄이기 위하여 상기 인버터는 상기 펌프에 착탈 가능하게 설치되고,
    상기 제어부는 사용자의 접근이 용이한 지상에 설치되고, 상기 제어부와 상기 인버터 사이에 광통신 방식 또는 적외선 통신 방식의 제어 라인이 상기 취수용 관로를 따라 연장되어 설치되는 것인 소규모 급수 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 수위 측정 센서는,
    상기 용수의 수압을 측정하는 압전소자를 포함하고,
    상기 저장 탱크는,
    상기 용수의 상태를 확인하는 용수 확인 카메라;
    상기 용수의 적어도 전기전도도, 탁도, 산소 농도 중 어느 하나 이상을 측정할 수 있는 수질 계측기;
    상기 저장 탱크의 외부에서 접근하는 침입자를 감지하는 모션 감지 센서;
    상기 저장 탱크의 외부에서 접근하는 침입자를 감시하는 감시 카메라; 및
    상기 용수에 소독 약품을 투입하는 소독 약품 투입기; 를 포함하는 소규모 급수 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터에 내장 설치되고, 상기 펌프의 진동을 감지하는 진동 감지 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    무선 네트워크를 통해 사용자의 정보 단말기로 제어 상태 정보를 전송하는 무선 통신 회로;
    상기 인버터의 고장시, 상기 인버터를 바이패스하여 상기 펌프에 직접 제어 신호를 인가하는 인버터 바이패스 회로;
    상기 진동 감지 센서로부터 상기 펌프의 진동 감지 신호를 인가받아 상기 펌프의 상태를 판단하는 펌프 진동 판단 회로;
    를 더 포함하는 소규모 급수 시스템.
  12. 삭제
  13. 취수용 관로, 상기 취수용 관로에 설치되어 용수를 이송하는 펌프, 상기 펌프에 공급되는 전력을 변환하는 인버터, 상기 취수용 관로와 연결되고, 상기 펌프에 의해 이송된 용수를 보관하는 저장 탱크, 상기 저장 탱크에 설치되고, 상기 저장 탱크에 저장된 용수의 저장 수위를 측정하는 저장 수위 측정 센서 및 상기 인버터에 전력 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 급수 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 인버터에 공급되는 소요 전력을 측정하는 단계;
    상기 펌프의 작동 시간을 측정하는 단계;
    상기 펌프의 작동 시간 동안 상기 수위 측정 센서로부터 측정된 저장 수위의 승강량을 검출하는 단계;
    상기 펌프의 작동 시간 동안 검출된 저장 수위의 승강량을 이용하여 수위 승강 속도를 산출하는 단계;
    상기 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보를 데이터베이스에 저장하는 단계;
    상기 데이터베이스에 저장된 소요 전력 당 수위 승강 속도 정보들 중에서 최고의 수위 승강 속도 구간을 선정하는 단계;
    선정된 상기 수위 승강 속도 구간에 해당하는 소요 전력을 최적 전력으로 선정하는 단계; 및
    선정된 최적 전력으로 상기 인버터에 최적 전력 제어 신호를 인가하는 단계; 를 포함하는 소규모 급수 시스템의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    최적 전력 제어 신호가 인가되는 동안, 상기 펌프의 작동 시간 동안 측정된 소요 전력 상승량을 검출하는 단계;
    상기 소요 전력 상승량을 이용하여 전력 상승 속도를 산출하는 단계; 및
    상기 전력 상승 속도를 고려하여 예상 소요 전력이 펌프 고장 기준치 이상으로 높아지는 시점인 펌프 고장 시기를 예측하는 단계; 를 더 포함하는 소규모 급수 시스템의 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 급수 시스템은 상기 취수용 관로에 설치되고는 것으로 5상기 용수의 취수 수위를 측정하는 취수 수위 측정 센서를 더 구비하고,
    상기 제어 방법: 은
    상기 취수 수위 측정 센서를 이용하여 취수 수위를 측정하는 단계;
    측정된 취수 수위가 취수 불가능 수위 이하로 떨어지면 상기 인버터에 정지 전력 제어 신호를 인가하고, 디스플레이에 취수 불가능 수위 신호를 인가하는 단계;
    취수 불가능 수위 알림 시간부터 취수 가능 수위로 회복되는 회복 시간까지 취수 수위 회복 시간을 측정하는 단계;
    측정된 상기 수위 회복 시간 동안 상기 취수 수위 측정 센서로부터 측정된 취수 수위의 회복량을 검출하는 단계;
    상기 취수 수위의 회복량을 이용하여 수위 회복 속도를 산출하는 단계; 및
    상기 수위 회복 속도를 고려하여 상기 인버터에 회복 고려 전력 제어 신호를 인가하는 단계; 를 더 포함하는 급수 시스템의 제어 방법.
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