KR101369780B1 - 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법 - Google Patents

상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉난방 시스템의 환경과 변화를 정보화하고 이를 활용하여 사용처에 최적의 서비스를 제공하기 위하여 제어 대상인 펌프의 정보와 인버터에서 생성되는 실시간 정보를 활용하여 변유량을 인식하고 정보화하여 펌프를 제어하는 장치 및 방법으로, 말단 차압센서를 설치하지 않고 인버터에서 생성된 축동력 데이터를 이용하며 상황인식 알고리즘을 이용하여 배관내 부하가 감소되는 것을 예측하면 펌프 회전수를 감소시키고, 반대로 배관내 부하가 증가되는 것을 예측하면 펌프 회전수를 증가시키며, 변유량에 대한 안정된 제어를 할 수 있는 센서리스 변유량 펌프 제어 기술을 탑재한 컨트롤러/모터 일체형 인버터를 포함하여 구성되는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법에 따르면 컨트롤러/모터 일체형 인버터 외에 차압센서나 제어장치가 필요없이 변유량 펌프 제어장치가 가능하므로 초기 투자비용 및 유지관리 비용이 획기적으로 줄며, 센서 측정값의 신뢰성에 의존하는 기존 제어 기술 보다 안정적으로 펌프 제어가 가능하고, 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어 기술은 지역난방 컴팩트 유닛 설비 및 일반 냉·난방 순환 펌프를 안정적이고 저렴한 비용으로 펌프 사용 효율을 높이는 데도 큰 효과가 있다.

Description

상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법{Sensorless Variable Flow Rate Control Apparatus of Pump Using Context Aware Algorithm and Cotrol Method Thereof}
본 발명은 현재의 운전 상황을 인식하여 펌프를 제어하는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어시스템 및 이를 이용한 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉난방 시스템의 환경과 변화를 정보화하고 이를 활용하여 사용처에 최적의 서비스를 제공하기 위하여 제어 대상인 펌프의 정보와 인버터에서 생성되는 실시간 정보를 활용하여 변유량을 인식하고 정보화하여 펌프를 제어하는 방법으로 말단 차압센서를 설치하지 않고 인버터에서 생성된 축동력 데이터를 이용하며 상황인식 알고리즘을 이용하여 배관내 부하가 감소되는 것을 예측하면 펌프 회전수를 감소시키고, 반대로 배관내 부하가 증가되는 것을 예측하면 펌프 회전수를 증가시키며, 변유량에 대한 안정된 제어를 할 수 있는 센서리스 변유량 펌프 제어 기술을 탑재한 컨트롤러/모터 일체형 인버터를 포함하여 구성되는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법이다.
대규모의 냉난방 설비를 안정적으로 운영하기 위한 방법으로 정속 운전하는 1차 펌프와 변속 운전이 가능한 2차 펌프로 구성되는 분산 펌프 시스템(Distributed Pump System)과, 1-2차 펌프 시스템(Primary-Secondary Zone Pump System)이 주로 사용 된다. 상기 2가지 시스템에 있어서 2차 펌프를 이용한 변유량 제어는 일반적으로 건물내 변유량 배관의 압력을 일정하게 제어하는 시스템으로 외부센서(압력센서 또는 유량센서)를 이용하여 배관의 압력을 일정하게 유지 시키는데 목적이 있다.
상기 시스템에서는 건물의 외기 조건과 실(Room) 조건에 따라 공조기에서 필요로 하는 유량을 2-way 컨트롤 밸브로 조절하기 때문에 펌프의 반송 동력 변화가 발생한다. 이러한 2차 변유량 펌프 제어 시스템 중 가장 진보된 기술은 도 1과 같이 다수의 차압센서를 배관 말단 및 부하가 큰 공조기 입/출구 배관에 설치하고 부하 변동을 인식하여 유량 공급량을 제어하는 기술이다.
이 기술은 건물 내 변유량 배관의 말단차압이 설정차압보다 낮아지는 경우 말단차압을 설정차압에 맞추기 위해 인버터를 이용하여 펌프에 회전수를 증가 시키고, 반대로 말단차압이 설정차압보다 높아지는 경우 말단차압을 설정차압에 맞추기 위해 인버터를 이용하여 펌프에 회전수를 감소시키는 기술이다.
이 기술의 어려운 점은 비압축성인 물을 직접 건물내에서 급변하는 배관내 유량 변화에 대하여 펌프를 이용한 안정적인 유량 공급에 있다. 이기술은 말단차압을 측정하여 인버터를 이용한 펌프의 회전수를 제어하고 효과적으로 변유량 펌프를 제어하기 위해서는 다수의 차압센서 설치와 먼 거리까지 센서선을 연결해야한다 때문에 설치비용 증가 및 정보의 누락이 발생될 수 있다.
등록특허 10-0904013로 게시된 변유량 차온제어 장치가 형성된 태양열 장치 및 이에 따른 제어방법은 태양열을 집열하는 집열기와, 상기 집열기에 집열된 태양열을 열교환하도록 각각의 배관으로 연통되는 집열 열교환기로 구성되는 집열부와; 상기 집열 열교환기와 각각의 배관으로 연통되어 상기 배관을 통해 전달되는 열을 저장하는 축열조로 구성되는 축열부와; 상기 집열부 및 축열부에 연통되는 각 배관에 구비되어 열매체 및 온수를 강제 순환시키는 순환펌프와; 상기 순환펌프의 구동 및 회전수를 제어하는 변유량 차온제어 장치; 를 포함하는 구성되고, 상기 각각의 배관에는 내부에 이송되는 유체의 열을 감지하는 온도센서가 각각 설치되며, 상기 온도센서는 배관 내부에 이송되는 유체의 열을 감지하고, 감지된 신호를 변유량 차온제어 장치에 전달되어 상기 변유량 차온제어 장치를 통해 순환펌프의 구동 및 회전수를 제어하는 것이나 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치와는 완전히 상이한 기술이다.
본 발명자가 게시한 등록특허 10-1131394 부스터 펌프 시스템의 변유량 제어 장치 및 제어 방법은 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 WideModulation) 제어 신호에 따라 제 1 Lag 펌프로 공급되는 전기 주파수를 변환하여 제 1 Lag 펌프의 회전 수를 조절하는 제 2 인버터를 구비하며, 상기 압력 센서의 압력을 받아 Lead 펌프의 회전수를 조절하여 번유량을 제어하여 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치와는 완전히 상이한 기술이다.
공개특허 10-2012-0117355로 게시된 변유량 난방제어장치 및 그 방법은 지역난방 공급시설이나 중앙보일러를 이용하여 개별 수요처에 난방열을 공급하는 중앙집중식 난방시설에서, 열교환기와 제어방법을 이용해 난방수요에 따라 열원측(1차측)으로부터 수요측(2차측)으로 전달되는 열공급량을 제어하는 장치와 방법이나 이 역시 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치와는 완전히 상이한 기술이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 말단에 차압센서을 설치하지 않고 필요한 냉수 또는 온수의 유량을 제어해야 하며, 변유량 펌프 제어장치는 명령에 의해 주파수 변경으로 펌프의 회전수를 변경하는 인버터와, 상기 인버터에 회전수 변경을 지시하고 회전수 변경에 의해 축마력의 변경 상태를 받아 운전 상황을 인식하고 판단하여 다시 상기 인버터에 회전수 변경을 지시하는 컨트롤러와, 상기 인버터의 신호를 받아 상기 펌프에 회전력을 공급하는 모터를 포함한 컨트롤러/모터 일체형 인버터이며, 상기 변유량 펌프 제어 장치의 제어방법은 상기 컨트롤러가 상기 인버터에 회전수 명령을 내려 상기 모터에 공급되는 전기 주파수를 조정하는 제1단계와; 상기 인버터에서 상기 컨트롤러로 제공되는 축동력 데이터를 저장하는 제2단계와; 상기 인버터로부터 공급받은 축동력 데이터를 비교하여 변유량의 변화를 상기 컨트롤러에서 판단하는 제3단계와; 상기 컨트롤러에서 변유량의 변화에 대한 판단을 이용하여 상기 인버터에게 회전수 변화값을 전달하는 제4단계로 구성되는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치는 건물의 냉난방 부하를 담당하고 에너지 절감과 최적의 운전 상태를 유지하기 위해 냉난방 설비에서 말단에 차압센서을 설치하지 않고 필요한 냉수 또는 온수의 유량을 제어하며, 상기 변유량 펌프 제어 장치는 명령에 의해 주파수 변경으로 펌프의 회전수를 변경하는 인버터와, 상기 인버터에 회전수 변경을 지시하고 회전수 변경에 의해 축마력의 변경 상태를 받아 운전 상황을 인식하고 판단하여 다시 상기 인버터에 회전수 변경을 지시하는 컨트롤러와, 상기 인버터의 신호를 받아 상기 펌프에 회전력을 공급하는 모터를 포함한 컨트롤러/모터 일체형 인버터이다.
상기 변유량 펌프 제어 장치의 제어방법은 상기 컨트롤러가 상기 인버터에 회전수 명령을 내려 상기 모터에 공급되는 전기 주파수를 조정하는 제1단계와; 상기 인버터에서 상기 컨트롤러로 제공되는 축동력 데이터를 저장하는 제2단계와; 상기 인버터로부터 공급받은 축동력 데이터를 비교하여 변유량의 변화를 상기 컨트롤러에서 판단하는 제3단계와; 상기 컨트롤러에서 변유량의 변화에 대한 판단을 이용하여 상기 인버터에게 회전수 변화값을 전달하는 제4단계로 구성된다.
상기 제1단계는 상기 컨트롤러가 상기 인버터에 운전 명령을 전송하여 펌프 구동을 시작하는 제1-1단계와; 상기 컨트롤러는 N rpm에 컨트롤러에서 설정된 인버터 초기 회전수 데이터를 입력하는 제1-2단계와; 상기 컨트롤러는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 0으로 초기화하는 제1-3단계와; 상기 컨트롤러는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 0일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N rpm(명령회전수) 데이터를 입력하고, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 1일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N + Δn rpm(명령회전수) 데이터를 입력하며, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 2일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N - Δn rpm(명령회전수) 데이터를 입력하는 제1-4단계와; 상기 컨트롤러는 상기 인버터로부터 현재 인버터 회전수 데이터를 전송받아 nN에 입력하는 제1-5단계와; 상기 컨트롤러는 상기 인버터로부터 입력된 nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같은지 점검하여 같을 경우 상기 제2단계로 진행하고, nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같지 않으면 nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같아지도록 상기 컨트롤러에서 상기 인버터에게 회전수 데이터를 높이거나 낮추어 변화를 주고 이전 단계인 제1-5단계로 이동하는 제1-6단계로 구성된다.
상기 제2단계는 상기 컨트롤러는 인버터로부터 현재 인버터 축동력 데이터를 전송받아 A에 입력하는 제2-1단계와; 상기 컨트롤러는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 0일 경우, N rpm 동력 데이터에 A를 입력하고 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 1일 경우, N + n rpm 동력 데이터에 A를 입력하며 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 2일 경우, N - n rpm 동력 데이터에 A를 입력하는 제2-2단계와; 상기 컨트롤러는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 1 증가시키는 제2-3단계와; 상기 컨트롤러는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 3과 같은지 점검하며 같을 경우 제3단계로 진행하고, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 3과 같지 않으면 이전 단계인 제1-4단계로 이동하게 되는 제2-4단계로 구성된다.
상기 제3단계에서 상기 컨트롤러는 N rpm 동력 데이터와 N - Δn rpm 동력 데이터를 비교하여, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같을 경우에는 N rpm 동력 데이터가 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같은지 비교하고, 이와 반대로 N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 클 경우에는 N rpm 동력 데이터가 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크거나 같은지 비교하는 단계로서, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같으면 배관 내의 유량이 증가하고 있다고 판단하게 되며, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크면 배관내의 유량이 변화하지 않는다고 판단하게 되고, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 크고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크거나 같으면 배관내의 유량이 감소하고 있다고 판단하게 되며, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 크고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작으면 배관내의 유량이 변화하지 않는다고 판단하게 된다.
상기 제4단계에서 상기 컨트롤러는 유량이 증가한다고 판단할 경우 상기 컨트롤러에서 설정된 k rpm 데이터를 기준변화 회전수 설정 데이터 값에 더하며, 유량이 감소한다고 판단할 경우 상기 컨트롤러에서 설정된 k rpm 데이터를 기준변화 회전수 설정 데이터 값에 빼고, 유량에 변화가 없다고 판단할 경우 상기 컨트롤러는 기준변화 회전수 설정 데이터 값을 0으로 하며, N rpm에 기준 변화 회전수를 더하여 N rpm 데이터를 변화시킨 후, 컨트롤러가 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 0으로 초기화하는 단계인 제1-3단계로 이동하게 된다.
상술한 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법에 따르면 컨트롤러/모터 일체형 인버터 외에 차압센서나 제어장치가 필요없이 변유량 펌프 제어장치가 가능하므로 초기 투자비용 및 유지관리 비용이 획기적으로 줄며, 센서 측정값의 신뢰성에 의존하는 기존 제어 기술 보다 안정적으로 펌프 제어가 가능하고, 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어 기술은 지역난방 컴팩트 유닛 설비 및 일반 냉·난방 순환 펌프를 안정적이고 저렴한 비용으로 펌프 사용 효율을 높이는 데도 큰 효과가 있다.
도 1은 기존의 변유량 펌프 제어장치에 따른 냉난방 시스템 개략도
도 2는 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치의 제어방법을 설명하기 위한 펌프의 성능곡선도
도 3은 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치에 따른 냉난방 시스템 개략도
도 4는 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치에 따른 장치개략도
도 5는 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치의 제어방법에 따른 제어 순서도
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 "상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 기존의 변유량 펌프 제어장치에 따른 냉난방 시스템 개략도이며, 도 2는 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치의 제어방법을 설명하기 위한 펌프의 성능곡선도이고, 도 3은 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치에 따른 냉난방 시스템 개략도이며, 도 4는 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치에 따른 장치개략도이고, 도 5는 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치의 제어방법에 따른 제어 순서도이다.
도 1에 도시되어 있는 것 같이 기존의 변유량 펌프 제어장치에 따른 냉난방 시스템은 건물의 외기 조건과 실(Room) 조건에 따라 공조기(3)에서 필요로 하는 유량을 2-way 컨트롤밸브(4)로 조절하기 때문에 펌프(1a)의 반송 동력 변화가 발생한다. 이러한 기존의 기술 중 가장 진보된 기술은 다수의 차압센서(6)를 배관 말단 및 부하가 큰 공조기(3) 입/출구 배관에 설치하고 상기 차압센서(6)에서 측정된 차압을 통신라인(데이터 케이블)(8)을 통해 컨트롤러(5)로 보내고, 상기 컨트롤러(5)에서 부하 변동을 인식하여 제어라인(컨트롤 케이블)(9)를 통해 인버터(2a)로 주파수 변경 명령을 보내 유량 공급량을 제어하는 기술이다. 이 기술은 건물 내 변유량 배관의 말단차압이 설정차압보다 낮아지는 경우 말단차압을 설정차압에 맞추기 위해 인버터(2a)를 이용하여 펌프(1a)에 회전수를 증가 시키고, 반대로 말단차압이 설정차압보다 높아지는 경우 말단차압을 설정차압에 맞추기 위해 인버터(2a)를 이용하여 펌프에 회전수를 감소시키는 기술이다.
이 기술의 어려운 점은 비압축성인 물을 직접 건물내에서 급변하는 배관내 유량 변화에 대하여 펌프를 이용한 안정적인 유량 공급에 있다. 이기술은 말단차압을 측정하여 인버터를 이용한 펌프의 회전수를 제어하고 효과적으로 변유량 펌프를 제어하기 위해서는 다수의 차압센서 설치와 먼 거리까지 통신라인(데이터 케이블)(8)과 제어라인(컨트롤 케이블)(9)를 연결해야한다. 때문에 설치비용 증가 및 정보의 누락이 발생될 수 있다.
도 2는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치의 제어방법을 설명하기 위한 펌프의 성능곡선도에서의 운전점 영역(RPA) 분석을 위한 도면으로, 펌프 성능 곡선 일부를 확대한 도면이며 펌프 성능 곡선 상에 펌프 동력 곡선을 나타내면 축동력 Lo는 그림과 같이 표기 된다. N rpm으로 펌프가 회전할 때 펌프 성능 곡선상 운전점이 H0 라고 한다면 1) Δn 만큼 펌프의 회전수를 증가하면 펌프의 운전점 H1은 Ll에서 부터Sh 영역에 위치한다. 2) Δn 만큼 펌프의 회전수가 감소하면 펌프의 운전점 H2는 Lh에서 부터 Sl 영역에 위치한다.
표 1과 같이 1) Δn 만큼 펌프의 회전수를 증가 시킬 경우 운전점 H1이 현재 축동력 Lo 보다 작은 축동력 Ll 영역에 위치한다면 부하가 감소하고 있고, 운전점 H1이 Lo 보다 큰 축동력 Sh 영역에 위치하면 부하가 감소하지 않는다고 판단 한다. 2) Δn 만큼 펌프의 회전수를 감소시킬 때 운전점 H2가 현재 축동력 Lo 보다 큰 축동력 Lh 영역에 위치한다면 부하가 증가하고 있고, 운전점 H1이 Lo 보다 작은 축동력 Sl 영역에 위치하면 부하가 증가하지 않는다고 판단 한다. 따라서 1) 펌프의 회전수를 Δn 만큼 증감을 시켰을 경우 Ll과 Sl 경우 부하가 감소함을 알 수 있고, 2) 펌프의 회전수를 Δn 만큼 증감을 시켰을 경우 Sh과 Lh 경우 부하가 증가함을 판단한다.
운전점 영역(RPA)에 의한 추정 부하 변동
회전수 RPA 추정 부하 변동
N + Δn L1 감소
Sh 감소하지 않음
N - Δn S1 증가하지 않음
Lh 증가
도 3에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치를 이용한 냉난방 시스템은 말단에 차압센서을 설치하지 않고 필요한 냉수 또는 온수의 유량을 제어하는 변유량 펌프 제어장치를 가지며, 상기 변유량 펌프 제어 장치는 명령에 의해 주파수 변경으로 펌프(1)의 회전수를 변경하는 인버터(21)와, 상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시하고 회전수 변경에 의해 축마력의 변경 상태를 받아 운전 상황을 인식하고 판단하여 다시 상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시하는 컨트롤러(22)와, 상기 인버터(21)의 신호를 받아 상기 펌프에 회전력을 공급하는 모터(23)를 포함한 컨트롤러/모터 일체형 인버터(2)이다.
상기 변유량 펌프 제어 장치의 제어방법은 상기 컨트롤러(22)가 상기 인버터(21)에 회전수 명령을 내려 상기 모터(23)에 공급되는 전기 주파수를 조정하고, 상기 인버터(21)에서 상기 컨트롤러(22)로 제공되는 축동력 데이터를 저장하며, 상기 인버터(21)로부터 공급받은 축동력 데이터를 비교하여 변유량의 변화를 상기 컨트롤러(22)에서 판단하고, 상기 컨트롤러(22)에서 변유량의 변화에 대한 판단을 이용하여 상기 인버터(21)에게 회전수 변화값을 전달하는 방법을 이용한다.
도 4에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 상기 변유량 펌프 제어 장치는 명령에 의해 주파수 변경으로 펌프(1)의 회전수를 변경하는 인버터(21)와, 상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시하고 회전수 변경에 의해 축마력의 변경 상태를 받아 운전 상황을 인식하고 판단하여 다시 상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시하는 컨트롤러(22)와, 상기 인버터(21)의 신호를 받아 상기 펌프에 회전력을 공급하는 모터(23)를 포함한 컨트롤러/모터 일체형 인버터(2)이다.
상기 인버터(21)은 축동력 데이터를 상기 컨트롤러(22)에 주고 축동력데이터를 가지고 상기 컨트롤러(22)에서 판단한 회전수를 받아 회전수를 출력한다.
상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)에서 축동력 데이터를 받아 상황인식 알고리즘을 이용하여 운전 상황을 인식하고 판단하여 다시 상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시한다.
상기 모터(23)는 상기 인버터(21)에서 출력한 주파수(f)에 의해 Ns= 120f/P (rpm)로 결정되며, Ns는 회전수, f는 주파수 P는 모터의 극수이다.
도 5에 도시되어 있는 것 같이 상기 변유량 펌프 제어 장치의 제어방법은 상기 컨트롤러(22)가 상기 인버터(21)에 회전수 명령을 내려 상기 모터(23)에 공급되는 전기 주파수를 조정하는 제1단계와; 상기 인버터(21)에서 상기 컨트롤러(22)로 제공되는 축동력 데이터를 저장하는 제2단계와; 상기 인버터(21)로부터 공급받은 축동력 데이터를 비교하여 변유량의 변화를 상기 컨트롤러(22)에서 판단하는 제3단계와; 상기 컨트롤러(22)에서 변유량의 변화에 대한 판단을 이용하여 상기 인버터(21)에게 회전수 변화값을 전달하는 제4단계로 구성된다.
상기 제1단계는 상기 컨트롤러(22)가 상기 인버터(21)에 운전 명령을 전송하여 펌프 구동을 시작하는 제1-1단계와; 상기 컨트롤러(22)는 N rpm에 컨트롤러에서 설정된 인버터 초기 회전수 데이터를 입력하는 제1-2단계와; 상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 0으로 초기화하는 제1-3단계와; 상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 0일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N rpm(명령회전수) 데이터를 입력하고, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 1일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N + Δn rpm(명령회전수) 데이터를 입력하며, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 2일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N - Δn rpm(명령회전수) 데이터를 입력하는 제1-4단계와; 상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 현재 인버터 회전수 데이터를 전송받아 nN에 입력하는 제1-5단계와; 상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 입력된 nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같은지 점검하여 같을 경우 상기 제2단계로 진행하고, nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같지 않으면 nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같아지도록 상기 컨트롤러(22)에서 상기 인버터(21)에게 회전수 데이터를 높이거나 낮추어 변화를 주고 이전 단계인 제1-5단계로 이동하는 제1-6단계로 구성된다.
상기 제2단계는 상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 현재 인버터 축동력 데이터를 전송받아 A에 입력하는 제2-1단계와; 상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 0일 경우, N rpm 동력 데이터에 A를 입력하고 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 1일 경우, N + n rpm 동력 데이터에 A를 입력하며 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 2일 경우, N - n rpm 동력 데이터에 A를 입력하는 제2-2단계와; 상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 1 증가시키는 제2-3단계와; 상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 3과 같은지 점검하며 같을 경우 제3단계로 진행하고, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 3과 같지 않으면 이전 단계인 제1-4단계로 이동하게 되는 제2-4단계로 구성된다.
상기 제3단계는 N rpm 동력데이터와 N -Δn rpm 동력데이터를 비교하는 제3-1단계와, N rpm 동력데이터와 N +Δn rpm 동력데이터를 비교하는 제3-2단계로 구성된다.
상기 제3단계에서 상기 컨트롤러(22)는 N rpm 동력 데이터와 N - Δn rpm 동력 데이터를 비교하여, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같을 경우에는 N rpm 동력 데이터가 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같은지 비교하고, 이와 반대로 N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 클 경우에는 N rpm 동력 데이터가 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크거나 같은지 비교하는 단계로서, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같으면 배관 내의 유량이 증가하고 있다고 판단하게 되며, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크면 배관내의 유량이 변화하지 않는다고 판단하게 되고, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 크고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크거나 같으면 배관내의 유량이 감소하고 있다고 판단하게 되며, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 크고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작으면 배관내의 유량이 변화하지 않는다고 판단하게 된다.
상기 제4단계는 기준변화 회전수에 k rpm 입력하는 제4-1단계와, N rpm에 기준변화 회전수를 더하여 N rpm에 입력하는 제4-2단계로 구성된다.
상기 제4단계에서 상기 컨트롤러(22)는 유량이 증가한다고 판단할 경우에는 상기 컨트롤러(22)에서 설정된 k rpm 데이터를 기준변화 회전수 설정 데이터 값에 더하며, 유량이 감소한다고 판단할 경우에는 상기 컨트롤러(22)에서 설정된 k rpm 데이터를 기준변화 회전수 설정 데이터 값에 빼고, 유량에 변화가 없다고 판단할 경우에는 상기 컨트롤러(22)는 기준변화 회전수 설정 데이터 값을 0으로 하며, N rpm에 기준 변화 회전수를 더하여 N rpm 데이터를 변화시킨 후, 컨트롤러가 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 0으로 초기화하는 단계인 제1-3단계로 이동하게 된다.
상술한 상기 변유량 펌프 제어 장치의 제어방법에 있어서 각종 입력값과 기호를 설명하면 다음과 같다.
N rpm은 상기 모터(23)가 N rpm으로 회전할 수 있도록 상기 컨트롤러(22)가 상기 인버터(21)에게 명령을 주는 값이다.
Δn rpm은 상황인식 알고리즘을 구현하기 위한 변화 회전수 값이다.
k rpm은 유량 변화를 감지한 후 N rpm에 값을 바뀌주는 회전수 값이다.
ST.는 상황인식 알고리즘을 구현하기 위한 3가지 변화 스텝으로 상세히 설명하면 아래와 같다.
1. 제1-3단계부터 2-4단계는 3가지 회전수에 대한 3가지 축동력 데이터를 취득하기 위한 세 번에 동일 구문 실행 Loop step이며, 숫자값에 대한 특별한 의미는 없고 3번 루프를 돌리기 위한 숫자이다.
2. 상기 컨트롤러(22)가 3가지 축동력 데이터를 모두 취득하고 3가지 축동력 데이터를 비교하여 유량에 변화가 있는지 파악한 후, 기준이 되는 N rpm에 기준변화 회전수값을 더하면 전체 순서 시스템을 완성하게 된다.
3. 이 모든 전체 순서도에 시스템이 완성되면 초기 위치로 이동하게 된다.(제1-3단계로 이동)
4. ST.을 0으로 하는 것은 Loop Step에 초기화를 의미한다.
A는 인버터에서 컨트롤러로 전달되는 축동력 값이다.
N rpm 동력 데이터는 모터 회전수가 N rpm 일 때 A(축동력)값을 저장하는 곳이다.
N+Δn rpm 동력 데이터는 모터 회전수가 N+n rpm일 때 A(축동력)값을 저장하는 곳이다.
N-Δn rpm 동력 데이터는 모터 회전수가 N-n rpm 일 때 A(축동력)값을 저장하는 곳이다.
상황인식 알고리즘을 이용하고 유량이 증가했을 경우, 도 5의 순서도에 따라 모터 회전수가 변화하고 있는 예는 아래와 같다.
“1-1-0“에서 1-1은 제1-1단계를 뜻하며 -0은 현 단계에서의 상황순서를 숫자 순서로 표현한 것이며, "2-1-1"에서 2-1은 제2-1단계를 뜻하며 -1은 현 단계에서의 상황순서를 숫자 순서로 표현한 것이고, "3-1-0"에서 3-1은 제3-1단계를 뜻하며 -0은 현 단계에서의 상황순서를 숫자 순서로 표현한 것이며, "4-1-0"에서 4-1은 제4-1단계를 뜻하며 -0은 현 단계에서의 상황순서를 숫자 순서로 표현한 것이다.
예) 인버터 초기 회전수 =1000 rpm, Δn rpm=50rpm, k rpm=40rpm 일때
제1단계 :
1-1-0. 펌프 기동
1-2-0. N = 1000
1-3-0. ST.=0
1-4-0. ST.=0이므로 목표인버터 회전수에 1000 rpm 입력
1-5-0. 현재 인버터 회전수 = 500 rpm
1-6-0. 목표인버터 회전수와 현재인버터 회전수 같지 않음
1-6-1. 현재 인버터 회전수 증가
1-5-0. 현재 인버터 회전수 = 1000 rpm
1-6-0. 목표인버터 회전수와 현재인버터 회전수 같음
제2단계
2-1-0. 인버터 축동력 = 4 Ampere
2-1-1. A에 4 Ampere 입력
2-2-0. ST.=0이므로 N rpm 동력데이터에 4 Ampere 입력
2-3-0. ST.에 1증가
2-3-1. ST = 1
2-4-0. ST.이 3인지 확인
2-4-1. ST.이 3이 아님
1-4-0. ST.=1이므로 목표인버터 회전수에 1050 rpm 입력
1-5-0. 현재 인버터 회전수 = 1000 rpm
1-6-0. 목표인버터 회전수와 현재인버터 회전수 같지 않음
1-6-1. 현재 인버터 회전수 증가
1-5-0. 현재 인버터 회전수 = 1050 rpm
1-6-0. 목표인버터 회전수와 현재인버터 회전수 같음
2-1-0. 인버터 축동력 = 4.2 Ampere
2-1-1. A에 4.2 Ampere 입력
2-2-0. ST.=1이므로 N +Δn rpm 동력데이터에 4.2 Ampere 입력
2-3-0. ST.에 1증가
2-3-1. ST = 2
2-4-0. ST.이 3인지 확인
2-4-1. ST.이 3이 아님
1-4-0. ST.=2이므로 목표인버터 회전수에 950 rpm 입력
1-5-0. 현재 인버터 회전수 = 1050 rpm
1-6-0. 목표인버터 회전수와 현재인버터 회전수 같지 않음
1-6-1. 현재 인버터 회전수 감소
1-5-0. 현재 인버터 회전수 = 1000 rpm
1-6-0. 목표인버터 회전수와 현재인버터 회전수 같지 않음
1-6-1. 현재 인버터 회전수 감소
1-5-0. 현재 인버터 회전수 = 950 rpm
1-6-0. 목표인버터 회전수와 현재인버터 회전수 같음
2-1-0. 인버터 축동력 = 4.1 Ampere
2-1-1. A에 4.1 Ampere 입력
2-2-0. ST.=2이므로 N -Δn rpm 동력데이터에 4.1 Ampere 입력
2-3-0. ST.에 1증가
2-3-1. ST = 3
2-4-0. ST.이 3인지 확인
2-4-1. ST.는 3, 다음 단계로 넘어가기
제3단계:
3-1-0. N rpm 동력데이터와 N -Δn rpm 동력데이터 비교
3-1-1. N rpm 동력데이터(4) <= N -Δn rpm 동력데이터(4.1), Yes
3-2-0. N rpm 동력데이터와 N +Δn rpm 동력데이터 비교
3-2-1. N rpm 동력데이터(4) <= N +Δn rpm 동력데이터(4.2), Yes
→ 유량이 증가하고 있음을 판단
제4단계:
4-1-0. 기준변화 회전수에 k rpm(40) 입력
4-2-0. N rpm(1000)에 기준변화 회전수(40)를 더하여 N rpm에 입력
4-2-1. N rpm은 1040이 됨
→ 제1-3단계 위로 이동
본 발명의 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치 및 이를 이용한 제어방법에 따르면 컨트롤러/모터 일체형 인버터 외에 차압센서나 제어장치가 필요없이 변유량 펌프 제어장치가 가능하므로 초기 투자비용 및 유지관리 비용이 획기적으로 줄며, 센서 측정값의 신뢰성에 의존하는 기존 제어 기술 보다 안정적으로 펌프 제어가 가능하고, 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어 기술은 지역난방 컴팩트 유닛 설비 및 일반 냉·난방 순환 펌프를 안정적이고 저렴한 비용으로 펌프 사용 효율을 높이는 데도 큰 효과가 있다.
1 : 펌프 1a : 펌프와 모터
2 : 컨트롤러/모터 일체형 인버터 21 : 인버터
22 : 컨트롤러 23 : 모터
2a : 인버터
3 : 공조기 4 : 2-way 컨트롤밸브
5 : 컨트롤러 6 : 차압센서(차압발신기)
7 : 배관 71 : 1차 공급배관
72 : 1차 환수배관 73 : 2차 공급배관
74 : 2차 환수배관 8 : 통신라인(데이터 케이블)
9 : 제어라인(컨트롤 케이블)

Claims (5)

  1. 건물의 냉난방 부하를 담당하고 에너지 절감과 최적의 운전 상태를 유지하기 위해 냉난방 설비에서 말단에 차압센서을 설치하지 않고 필요한 냉수 또는 온수의 유량을 제어하는 변유량 펌프 제어장치에 있어서,
    상기 변유량 펌프 제어 장치는 명령에 의해 주파수 변경으로 펌프(1)의 회전수를 변경하는 인버터(21)와,
    상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시하고 회전수 변경에 의해 축마력의 변경 상태를 받아 운전 상황을 인식하고 판단하여 다시 상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시하는 컨트롤러(22)와,
    상기 인버터(21)의 신호를 받아 상기 펌프에 회전력을 공급하는 모터(23)를 포함한 컨트롤러/모터 일체형 인버터(2)로 구성되는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변유량 펌프 제어 장치의 제어방법은 상기 컨트롤러(22)가 상기 인버터(21)에 회전수 명령을 내려 상기 모터(23)에 공급되는 전기 주파수를 조정하는 제1단계와;
    상기 인버터(21)에서 상기 컨트롤러(22)로 제공되는 축동력 데이터를 저장하는 제2단계와;
    상기 인버터(21)로부터 공급받은 축동력 데이터를 비교하여 변유량의 변화를 상기 컨트롤러(22)에서 판단하는 제3단계와;
    상기 컨트롤러(22)에서 변유량의 변화에 대한 판단을 이용하여 상기 인버터(21)에게 회전수 변화값을 전달하는 제4단계로 구성되고,
    상기 제1단계는 상기 컨트롤러(22)가 상기 인버터(21)에 운전 명령을 전송하여 펌프 구동을 시작하는 제1-1단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 N rpm에 컨트롤러에서 설정된 인버터 초기 회전수 데이터를 입력하는 제1-2단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 0으로 초기화하는 제1-3단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 0일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N rpm(명령회전수) 데이터를 입력하고, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 1일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N + Δn rpm(명령회전수) 데이터를 입력하며, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 2일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N - Δn rpm(명령회전수) 데이터를 입력하는 제1-4단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 현재 인버터 회전수 데이터를 전송받아 nN에 입력하는 제1-5단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 입력된 nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같은지 점검하여 같을 경우 상기 제2단계로 진행하고, nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같지 않으면 nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같아지도록 상기 컨트롤러(22)에서 상기 인버터(21)에게 회전수 데이터를 높이거나 낮추어 변화를 주고 이전 단계인 제1-5단계로 이동하는 제1-6단계로 구성되며,
    상기 제2단계는 상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 현재 인버터 축동력 데이터를 전송받아 A에 입력하는 제2-1단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 0일 경우, N rpm 동력 데이터에 A를 입력하고 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 1일 경우, N + n rpm 동력 데이터에 A를 입력하며 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 2일 경우, N - n rpm 동력 데이터에 A를 입력하는 제2-2단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 1 증가시키는 제2-3단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 3과 같은지 점검하며 같을 경우 제3단계로 진행하고, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 3과 같지 않으면 이전 단계인 제1-4단계로 이동하게 되는 제2-4단계로 구성되고,
    상기 제3단계는 N rpm 동력데이터와 N -Δn rpm 동력데이터를 비교하는 제3-1단계와, N rpm 동력데이터와 N +Δn rpm 동력데이터를 비교하는 제3-2단계로 구성되며,
    상기 제4단계는 기준변화 회전수에 k rpm 입력하는 제4-1단계와, N rpm에 기준변화 회전수를 더하여 N rpm에 입력하는 제4-2단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치
  3. 건물의 냉난방 부하를 담당하고 에너지 절감과 최적의 운전 상태를 유지하기 위해 냉난방 설비에서 말단에 차압센서을 설치하지 않고 필요한 냉수 또는 온수의 유량을 제어하는 변유량 펌프 제어장치의 제어방법에 있어서,
    상기 변유량 펌프 제어 장치의 제어방법은 컨트롤러(22)가 인버터(21)에 회전수 명령을 내려 모터(23)에 공급되는 전기 주파수를 조정하는 제1단계와;
    상기 인버터(21)에서 상기 컨트롤러(22)로 제공되는 축동력 데이터를 저장하는 제2단계와;
    상기 인버터(21)로부터 공급받은 축동력 데이터를 비교하여 변유량의 변화를 상기 컨트롤러(22)에서 판단하는 제3단계와;
    상기 컨트롤러(22)에서 변유량의 변화에 대한 판단을 이용하여 상기 인버터(21)에게 회전수 변화값을 전달하는 제4단계로 구성되는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치의 제어방법
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1단계는 상기 컨트롤러(22)가 상기 인버터(21)에 운전 명령을 전송하여 펌프 구동을 시작하는 제1-1단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 N rpm에 컨트롤러에서 설정된 인버터 초기 회전수 데이터를 입력하는 제1-2단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 0으로 초기화하는 제1-3단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 0일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N rpm(명령회전수) 데이터를 입력하고, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 1일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N + Δn rpm(명령회전수) 데이터를 입력하며, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 2일 경우에는 목표 인버터 회전수에 N - Δn rpm(명령회전수) 데이터를 입력하는 제1-4단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 현재 인버터 회전수 데이터를 전송받아 nN에 입력하는 제1-5단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 입력된 nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같은지 점검하여 같을 경우 상기 제2단계로 진행하고, nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같지 않으면 nN(현재 인버터 회전수)데이터가 목표 인버터 회전수와 같아지도록 상기 컨트롤러(22)에서 상기 인버터(21)에게 회전수 데이터를 높이거나 낮추어 변화를 주고 이전 단계인 제1-5단계로 이동하는 제1-6단계로 구성되며,
    상기 제2단계는 상기 컨트롤러(22)는 상기 인버터(21)로부터 현재 인버터 축동력 데이터를 전송받아 A에 입력하는 제2-1단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 0일 경우, N rpm 동력 데이터에 A를 입력하고 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 1일 경우, N + n rpm 동력 데이터에 A를 입력하며 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 2일 경우, N - n rpm 동력 데이터에 A를 입력하는 제2-2단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 1 증가시키는 제2-3단계와;
    상기 컨트롤러(22)는 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 3과 같은지 점검하며 같을 경우 제3단계로 진행하고, ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값이 3과 같지 않으면 이전 단계인 제1-4단계로 이동하게 되는 제2-4단계로 구성되고,
    상기 제3단계는 N rpm 동력데이터와 N -Δn rpm 동력데이터를 비교하는 제3-1단계와, N rpm 동력데이터와 N +Δn rpm 동력데이터를 비교하는 제3-2단계로 구성되며,
    상기 제4단계는 기준변화 회전수에 k rpm 입력하는 제4-1단계와, N rpm에 기준변화 회전수를 더하여 N rpm에 입력하는 제4-2단계로 구성되고,
    상기 제3단계에서 상기 컨트롤러(22)는 N rpm 동력 데이터와 N - Δn rpm 동력 데이터를 비교하여, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같을 경우에는 N rpm 동력 데이터가 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같은지 비교하고, 이와 반대로 N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 클 경우에는 N rpm 동력 데이터가 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크거나 같은지 비교하는 단계로서, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같으면 배관 내의 유량이 증가하고 있다고 판단하게 되며, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 작거나 같고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크면 배관내의 유량이 변화하지 않는다고 판단하게 되고, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 크고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 크거나 같으면 배관내의 유량이 감소하고 있다고 판단하게 되며, N rpm 동력 데이터가 N - Δn rpm 동력 데이터보다 크고 N + Δn rpm 동력 데이터보다 작으면 배관내의 유량이 변화하지 않는다고 판단하게 되고,
    상기 제4단계에서 상기 컨트롤러(22)는 유량이 증가한다고 판단할 경우에는 상기 컨트롤러(22)에서 설정된 k rpm 데이터를 기준변화 회전수 설정 데이터 값에 더하며, 유량이 감소한다고 판단할 경우에는 상기 컨트롤러(22)에서 설정된 k rpm 데이터를 기준변화 회전수 설정 데이터 값에 빼고, 유량에 변화가 없다고 판단할 경우에는 상기 컨트롤러(22)는 기준변화 회전수 설정 데이터 값을 0으로 하며, N rpm에 기준 변화 회전수를 더하여 N rpm 데이터를 변화시킨 후, 컨트롤러가 ST.(상황인식 알고리즘 스텝)값을 0으로 초기화하는 단계인 제1-3단계로 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치를 이용한 제어방법
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 변유량 펌프 제어 장치는,
    명령에 의해 주파수 변경으로 펌프(1)의 회전수를 변경하는 인버터(21)와,
    상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시하고 회전수 변경에 의해 축마력의 변경 상태를 받아 운전 상황을 인식하고 판단하여 다시 상기 인버터(21)에 회전수 변경을 지시하는 컨트롤러(22)와,
    상기 인버터(21)의 신호를 받아 상기 펌프(1)에 회전력을 공급하는 모터(23)를 포함한 컨트롤러/모터 일체형 인버터(2)인 것을 특징으로 하는 상황인식 알고리즘을 이용한 센서리스 변유량 펌프 제어장치를 이용한 제어방법
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