KR20220161695A - Variable pressure control method of inverter booster pump - Google Patents

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KR20220161695A KR1020210069732A KR20210069732A KR20220161695A KR 20220161695 A KR20220161695 A KR 20220161695A KR 1020210069732 A KR1020210069732 A KR 1020210069732A KR 20210069732 A KR20210069732 A KR 20210069732A KR 20220161695 A KR20220161695 A KR 20220161695A
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Abstract

The present invention relates to a variable pressure control method of an inverter booster pump system. In the inverter booster pump system, the variable pressure control method comprises the steps of: (1) obtaining performance curves (Cp_1, Cp_2, Cp_3; head-flow curve at the highest rotational speed) at the highest rotational speed for each booster pump (S110); (2) defining a point where a maximum flow rate (Q_(sys-max)) and a set head (H_(set)) of the system meet as a specification point (M), determining a minimum used head (H_0) by subtracting a head loss (H_(PL)) designed for a building from the set head (H_(set)), and setting a straight line connecting the minimum used head (H_0) and the specification point (M) as a variable reference line (C_(u1)) of a linear equation (S120); (3) if a current measured head (H_b) is input, calculating a flow rate (Q_b) of the booster pump being driven at a driving rotational speed in consideration of the number of booster pumps currently being driven, and summing the maximum flow rate (Q_(1max) + Q_(2max)) of the booster pump driven at a maximum rotational speed and the calculated flow rate (Q_b) of the booster pump driven at the driving rotational speed to obtain a flow rate (Q_(1max) + Q_(2max) + Q_b) of a system corresponding to the measured head (H_b) (S130); and (4) substituting the flow rate (Q_(1max) + Q_(2max) + Q_b) of the system into the linear equation of the variable reference line (C_(u1)) to obtain a target head (H_(u1)), and calculating a target rotational speed (f_(u1)) of the booster pump being driven at the driving rotational speed from the target head (H_(u1)) to perform variable pressure control so that the booster pump driven at a driving frequency is driven at the target rotational speed (f_(u1)) (S140).

Description

인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법{VARIABLE PRESSURE CONTROL METHOD OF INVERTER BOOSTER PUMP}Variable pressure control method of inverter booster pump system {VARIABLE PRESSURE CONTROL METHOD OF INVERTER BOOSTER PUMP}

본 발명은 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개별 부스터 펌프에 대한 최고 회전수에서의 성능 곡선을 구하고, 성능 곡선으로 얻은 개별 부스터 펌프의 최대 유량을 합한 시스템의 최대 유량과 설정양정이 만나는 점을 사양점으로 정의하고, 설정양정에서 건물에 설계된 손실수두를 뺀 값을 최저사용양정으로 정하고, 최저사용양정과 사양점을 연결하는 직선을 1차 방정식의 가변기준선으로 설정하며, 현재의 측정 양정이 입력되면, 측정 양정에 대응하는 시스템의 유량을 구하고, 시스템의 유량을 가변기준선의 1차 방정식에 대입하여 목표양정을 구하고, 목표양정으로부터 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 목표 회전수를 연산하여, 구동 주파수로 구동중인 부스터 펌프가 목표 회전수로 구동되도록 가변압 제어를 하는 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a variable pressure control method of an inverter booster pump system, and more particularly, to obtain a performance curve at the highest rotational speed for each booster pump, and to obtain the maximum flow rate of each booster pump obtained from the performance curve. The point where the flow rate and the set head meet is defined as the specification point, the value obtained by subtracting the head loss designed for the building from the set head is set as the minimum used head, and the straight line connecting the minimum used head and the specification point is the variable reference line of the linear equation. setting, and when the current measured head is input, the flow rate of the system corresponding to the measured head is obtained, the flow rate of the system is substituted into the linear equation of the variable baseline to obtain the target head, and the booster being driven at the driving rotational speed from the target head It relates to a variable pressure control method of an inverter booster pump system that calculates a target rotational speed of a pump and performs variable pressure control so that a booster pump driven at a driving frequency is driven at a target rotational speed.

대한민국 특허 제10-1870564호(2018년 6월 18일, 등록)에 "배관손실을 감안한 급수펌프의 유량에 따른 가변 압력 회전수 제어 방법"이 소개되어 있다.Korean Patent No. 10-1870564 (registered on June 18, 2018) introduces "a variable pressure rotation speed control method according to the flow rate of a feed water pump considering pipe loss".

상기 배관손실을 감안한 급수펌프의 유량에 따른 가변 압력 회전수 제어 방법은 펌프의 유량에 대한 양정을 최대회전수에서 측정하는 단계(S1); 유량이 0에서의 최저사용양정과 정격사양점의 최대유량에서의 최고사용양정을 설정하는 단계(S2); 최저사용양정, 최대회전수 그리고 체절양정을 주파수-양정 상사법칙의 수학식에 대입하여, 최저사용양정을 제공하기 위한 펌프의 최소회전수를 계산하는 단계(S3); 최저사용양정, 최고사용양정 그리고 최대유량을 수학식에 대입하여 계수 a를 구하는 단계(S4); 최저사용양정, 계수 a를 수학식에 대입하여 유량이 0에서부터 최대유량까지 가변기준선의 유량 Q에 대한 양정 H 방정식을 구하는 단계(S5); 최소회전수, 최대회전수 및 최대유량을 수학식에 대입하여, 임의의 유량 Q에서 유량 영향 회전수 증가분 △fQ를 계산하는 단계(S6); 최소회전수, 최대회전수, 최저사용양정, 최고사용양정, 체절양정을 수학식에 대입하여, 가변기준선의 임의의 유량 Q에 대응되는 양정 H에서 양정 영향 회전수 증가분 △fH를 계산하는 단계(S7); 임의의 유량 Q에서의 회전수 증가량 △fQH를 수학식으로 계산하는 단계(S8); 최대유량에서의 회전수 증가량 △fQH, 최소회전수 및 최대회전수를 수학식에 대입하여 보정인자 C를 구하는 단계(S9); 보정인자 C, 최소회전수 및 회전수 증가량 △fQH를 수학식에 대입하여, 가변기준선 상의 임의의 유량 Q에 대한 회전수 f를 계산하는 단계(S10); 가변기준선 상의 임의의 유량 Q에서 양정 H에 대한 회전수 f를, 다음의 수학식으로 계산하는 단계(S11); 및 가변기준선을 따르는 양정 H를 기준으로 펌프의 회전수 f를 제어하는 단계(S12)로 구성된다.The method for controlling the variable pressure rotational speed according to the flow rate of the feed water pump in consideration of the pipe loss includes the steps of measuring the head for the flow rate of the pump at the maximum rotational speed (S1); Step (S2) of setting the minimum use head at the flow rate of 0 and the maximum use head at the maximum flow rate of the rated specification point; Calculating the minimum rotational speed of the pump to provide the minimum used head by substituting the minimum used head, the maximum rotational speed, and the segment head into the equation of the frequency-head similarity law (S3); Obtaining a coefficient a by substituting the minimum used head, the highest used head and the maximum flow rate into the equation (S4); Obtaining a head H equation for the flow rate Q of the variable baseline from the flow rate 0 to the maximum flow rate by substituting the minimum used head and coefficient a into the equation (S5); Substituting the minimum number of revolutions, the maximum number of revolutions and the maximum flow rate into the equation to calculate an increase in the number of rotations affected by the flow rate ΔfQ at an arbitrary flow rate Q (S6); Calculating the increase in the number of revolutions affected by the head at the head H corresponding to the arbitrary flow rate Q of the variable baseline by substituting the minimum rotational speed, the maximum rotational speed, the lowest used head, the highest used head, and the segment head into the equation ( S7); Calculating the rotational speed increment ΔfQH at an arbitrary flow rate Q with a mathematical formula (S8); Obtaining a correction factor C by substituting the rotational speed increment ΔfQH at the maximum flow rate, the minimum rotational speed and the maximum rotational speed into the equation (S9); Substituting the correction factor C, the minimum rotational speed, and the rotational speed increase ΔfQH into the equation to calculate the rotational speed f for an arbitrary flow rate Q on the variable reference line (S10); Calculating the number of revolutions f with respect to the head H at any flow rate Q on the variable reference line by the following equation (S11); and controlling the number of rotations f of the pump based on the head H along the variable reference line (S12).

그러나, 상기 배관손실을 감안한 급수펌프의 유량에 따른 가변 압력 회전수 제어 방법은 배관마찰손실에 대한 가변기준선의 기울기를 단순화된 수학식을 사용하는 것으로 되어있으며, 건물에 설계된 배관의 종류와 사이즈 등을 고려하지 못한 것으로 2차 방정식의 기울기가 0 보다 큰 아래로 볼록한 형태로써 유량이 상대적으로 소폭 증감할 때의 가변기준선에 대한 압력이 실제 배관마찰손실수두를 고려한 시스템곡선보다 낮을 수 있으므로 제어함에 있어 정확한 가변압력에 대한 정보를 제공할 수 없다는 단점이 있다.However, the variable pressure rotational speed control method according to the flow rate of the feed water pump considering the pipe loss is to use a simplified mathematical formula for the slope of the variable reference line for the pipe friction loss, and the type and size of the pipe designed in the building is not taken into account, and the slope of the quadratic equation is convex downwards greater than 0, and the pressure on the variable baseline when the flow rate increases or decreases slightly may be lower than the system curve considering the actual pipe friction loss head. There is a disadvantage that information on the exact variable pressure cannot be provided.

따라서, 본 발명의 목적은 개별 부스터 펌프에 대한 최고 회전수에서의 성능 곡선을 구하고, 성능 곡선으로 얻은 개별 부스터 펌프의 최대 유량을 합한 시스템의 최대 유량과 설정양정이 만나는 점을 사양점으로 정의하고, 설정양정에서 건물에 설계된 손실수두를 뺀 값을 최저사용양정으로 정하고, 최저사용양정과 사양점을 연결하는 직선을 1차 방정식의 가변기준선으로 설정하며, 현재의 측정 양정이 입력되면, 측정 양정에 대응하는 시스템의 유량을 구하고, 시스템의 유량을 가변기준선의 1차 방정식에 대입하여 목표양정을 구하고, 목표양정으로부터 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 목표 회전수를 연산하여, 구동 주파수로 구동중인 부스터 펌프가 목표 회전수로 구동되도록 가변압 제어를 함으로써, 직선인 1차 방정식의 가변기준선이 아래로 볼록한 2차 곡선 형태의 이론 가변기준선 보다 항상 높게 설정되어, 사용처서 사용하는 유량이 변하여도 측정양정이 항상 이론 가변기준선 보다 높게 유지되어, 사용처로 공급되는 물의 공급이 중단되는 끊김 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 이론 가변기준선을 기준으로 목표양정을 설정하는 것보다 에너지 소비 효율면에서 나쁘지만, 설정양정선을 기준으로 하는 것보다 효율이 월등히 좋고, 물의 끊김 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어 안정적인 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to obtain a performance curve at the highest rotational speed for each booster pump, and define the point where the maximum flow rate of the system, which is the sum of the maximum flow rates of the individual booster pumps obtained from the performance curve, and the set head meet as a specification point, , The value obtained by subtracting the head loss designed for the building from the set head is set as the minimum used head, and the straight line connecting the minimum used head and specification point is set as the variable reference line of the linear equation. When the current measured head is input, the measured head The flow rate of the system corresponding to is obtained, and the target lift is obtained by substituting the flow rate of the system into the linear equation of the variable reference line, and the target rotation speed of the booster pump being driven is calculated from the target lift with the driving rotation speed, and the drive is driven at the driving frequency. By controlling the variable pressure so that the booster pump in operation is driven at the target rotation speed, the variable reference line of the linear equation is always set higher than the theoretical variable reference line in the form of a convex secondary curve, even if the flow rate used in the place of use changes. Since the measured head is always maintained higher than the theoretical variable baseline, it is possible to prevent a disconnection phenomenon in which the supply of water to the user is stopped. It is bad, but the efficiency is much better than that based on the set lift line, and it is possible to prevent the occurrence of water cutoff, thereby providing a variable pressure control method for a stable inverter booster pump system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법의 일례는, An example of a variable pressure control method of an inverter booster pump system according to the present invention for achieving the above object is,

인버터 부스터 펌프 시스템에 있어서,In the inverter booster pump system,

(1) 최고 회전수(최고 주파수)에서 개별 부스터 펌프의 실제 성능을 측정하고, 측정한 성능 데이터를 회귀분석함으로써, 개별 부스터 펌프에 대한 최고 회전수에서의 성능 곡선을 구하는 단계와,(1) obtaining a performance curve at the highest rotational speed for each booster pump by measuring the actual performance of the individual booster pump at the highest rotational speed (highest frequency) and performing regression analysis on the measured performance data;

(2) 성능 곡선으로 얻은 개별 부스터 펌프의 최대 유량을 합한 시스템의 최대 유량과 설정양정이 만나는 점을 사양점으로 정의하고, 설정양정에서 건물에 설계된 손실수두를 뺀 값을 최저사용양정으로 정하고, 최저사용양정과 사양점을 연결하는 직선을 1차 방정식의 가변기준선으로 설정하는 단계와,(2) The point where the maximum flow rate of the system, which is the sum of the maximum flow rates of individual booster pumps obtained from the performance curve, and the set head meet is defined as the specification point, and the value obtained by subtracting the head loss designed for the building from the set head is set as the minimum used head, Setting a straight line connecting the minimum used head and the specification point as a variable reference line of the linear equation;

(3) 현재의 측정 양정이 입력되면, 현재 구동중인 부스터 펌프의 대수를 감안하여, 최고 회전수가 아닌 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 유량을 연산하고, 최고 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 최대 유량과 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 연산 유량을 합하여 측정 양정에 대응하는 시스템의 유량을 구하는 단계와,(3) If the current measurement head is input, considering the number of currently driven booster pumps, the flow rate of the booster pump driven at the driving rotational speed, not the highest rotational speed, is calculated, and the maximum rotational speed of the booster pump driven at the highest rotational speed is calculated. Calculating the flow rate of the system corresponding to the measured head by summing the flow rate and the operational flow rate of the booster pump driven by the driving rotational speed;

(4) 시스템의 유량을 가변기준선의 1차 방정식에 대입하여 목표양정을 구하고, 목표양정으로부터 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 목표 회전수를 연산하여, 구동 주파수로 구동중인 부스터 펌프가 목표 회전수로 구동되도록 가변압 제어를 하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.(4) The target lift is obtained by substituting the flow rate of the system into the linear equation of the variable reference line, and the target rotation speed of the booster pump driven by the driving rotation speed is calculated from the target lift, and the booster pump driven by the driving frequency operates at the target rotation speed. It is characterized in that it consists of a step of variable pressure control so that it is driven by water.

(1) 개별 부스터 펌프에 대한 최고 회전수에서의 성능 곡선을 구하는 단계(S110)는 H-Q 곡선(양정-유량 곡선)에 대한 2차 함수식으로부터 Δt동안 입력된 데이터들로부터 각각의 계수들의 잔차의 제곱합을 수학식 1과 같이 계산하고, 미지의 계수값들의 잔차에 대한 최소값을 구하기 위하여 각 계수에 대한 미분을 행하여, 2차 함수식의 계수를 구함으로써, 최고 회전수에서의 성능 곡선을 연산하게 되는 것을 특징으로 한다.(1) The step of obtaining the performance curve at the highest rotational speed for each booster pump (S110) is the square sum of the residuals of each coefficient from the data input for Δt from the quadratic function for the H-Q curve (head-flow curve) Calculate as in Equation 1, and perform differentiation for each coefficient to obtain the minimum value of the residual of the unknown coefficient values, and calculate the coefficient of the quadratic function expression to calculate the performance curve at the highest rotational speed. to be characterized

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Sr은 잔차의 제곱합, n은 Δt동안 입력된 데이터의 개수이고, A, B, C는 구해야할 계수임.Here, Sr is the sum of squares of residuals, n is the number of input data during Δt, and A, B, and C are coefficients to be obtained.

(3) 측정 양정에 대응하는 시스템의 유량을 구하는 단계(S130)는 (3) obtaining the flow rate of the system corresponding to the measured head (S130)

① 최고 회전수에서의 성능 곡선을 기준으로 하여, 최고 주파수가 아닌 구동 주파수로 구동중인 어느 한 부스터 펌프의 구동 주파수와 양정이 입력되면, 수학식 2과 같은 양정과 구동 주파수에 대한 상사법칙을 통해 최고 주파수일 때의 양정을 연산하는 단계와,① Based on the performance curve at the highest rotational speed, if the driving frequency and head of a booster pump driven at a driving frequency other than the highest frequency are input, through the similarity law for head and driving frequency as in Equation 2 Calculating the head at the highest frequency;

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, 구동 주파수(fb)와 양정(Hb)은 제어부로 입력되는 상수값이고, 최고 주파수는 60Hz로 정해져 있음.Here, the driving frequency (f b ) and head (H b ) are constant values input to the controller, and the highest frequency is set at 60 Hz.

② 최고 회전수의 성능 곡선에서 양정에 대응하는 유량을 구하는 단계와, ② obtaining the flow rate corresponding to the lift from the performance curve of the highest rotational speed;

③ 최고 회전수로 구동되고 있는 부스터 펌프의 유량과 위에서 구한 구동 주파수로 구동되고 있는 부스터 펌프의 유량을 합한 유량을 구하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.③ It is characterized in that it consists of a step of obtaining a flow rate that is the sum of the flow rate of the booster pump driven at the highest rotational speed and the flow rate of the booster pump driven at the driving frequency obtained above.

(4) 시스템의 유량을 가변기준선의 1차 방정식에 대입하여 목표양정을 구하고, 목표양정으로부터 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 목표 회전수를 연산하여, 구동 주파수로 구동중인 부스터 펌프가 목표 회전수로 구동되도록 가변압 제어를 하는 단계는 (4) The target lift is obtained by substituting the flow rate of the system into the linear equation of the variable reference line, and the target rotation speed of the booster pump driven by the driving rotation speed is calculated from the target lift, and the booster pump driven by the driving frequency operates at the target rotation speed. The step of controlling the variable pressure so that it is driven by water

① 상기 유량을 수학식 3과 같은 1차 방정식의 가변기준선에 대입하여 목표양정을 구하는 단계와,① Substituting the flow rate into the variable reference line of the linear equation as in Equation 3 to obtain a target head;

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, 기울기 a=배관손실(HPL1)/유량(Qa)이고, 배관손실(HP1L)은 설계값으로 상수로 주어지고, H0는 최저사용양정으로 급수높이(HH)+말단양정(HEP)임.Here, slope a = pipe loss (H PL1 ) / flow rate (Q a ), pipe loss (H P1L ) is given as a constant as a design value, and H 0 is the minimum operating head, which is the feed water height (H H ) + end head (H EP ).

② 목표양정로부터 수학식 4와 같은 양정과 회전수의 상사법칙을 통해 목표 회전수를 연산하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법.② Variable pressure control method of the inverter booster pump system, characterized in that consisting of calculating the target rotational speed from the target lift through the similarity law of the lift and rotational speed as in Equation 4.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, 최고 주파수일 때의 양정(Hmax)과 목표양정(Hu1)이 상수로 주어짐.Here, the head (H max ) and the target head (H u1 ) at the highest frequency are given as constants.

이것에 의해, 본 발명에 따른 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법은 사용처서 사용하는 유량이 변하여도 측정양정이 항상 이론 가변기준선 보다 높게 유지되어, 사용처로 공급되는 물의 공급이 중단되는 끊김 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 이론 가변기준선을 기준으로 목표양정을 설정하는 것보다 에너지 소비 효율면에서 나쁘지만, 설정양정선을 기준으로 하는 것보다 효율이 월등히 좋고, 물의 끊김 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어 안정적인 효과가 있다.Thereby, in the variable pressure control method of the inverter booster pump system according to the present invention, even if the flow rate used at the place of use is changed, the measured lift is always maintained higher than the theoretical variable reference line, so that the supply of water supplied to the place of use is stopped. It is worse in terms of energy consumption efficiency than setting the target lift based on the theoretical variable baseline, but the efficiency is much better than that based on the set lift line, and the occurrence of water cutoff is prevented. You can do it, and it has a stable effect.

도 1은 본 발명에 따른 인버터 부스터 펌프 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명을 설명하기 위해, 개별 부스터 펌프의 성능곡선을 도시한 것이다.
도 4는 개별 부스터 펌프의 최대 유량을 더하여, 시스템의 최대 유량을 구하고, 직선 형태인 1차 방정식의 가변기준선을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명을 설명하기 위해, 1차 방정식의 가변기준선을 기준으로 가변압 제어를 할 수 있도록, 목표양정과 목표양정에 대응하는 목표 회전수를 연산하는 것을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 2대의 부스터 펌프가 구동중에 1차 방정식의 가변기준선을 따라 가변압 제어하는 예와 측정양정이 1차 방정식의 가변기준선의 목표 양정보다 높았을 때 1차 방정식의 가변기준선을 따라 가변압 제어하는 예를 설명하기 위한 것이다.1 is a block diagram showing an inverter booster pump system according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart showing a variable pressure control method of the inverter booster pump system according to the present invention.
Figure 3 shows the performance curves of individual booster pumps to illustrate the present invention.
4 is a graph showing a variable reference line of a linear equation in the form of a straight line obtained by obtaining the maximum flow rate of the system by adding the maximum flow rates of individual booster pumps.
5 is a graph for explaining the calculation of a target lift and a target rotational speed corresponding to the target lift so as to perform variable pressure control based on a variable reference line of a linear equation in order to explain the present invention.
6 is an example of variable pressure control along the variable reference line of the linear equation while two booster pumps are running, and a variable pressure along the variable baseline of the linear equation when the measured lift is higher than the target lift of the variable baseline of the linear equation. It is for explaining an example of controlling.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 인버터 부스터 펌프 시스템은 유입 배관(L1)과 공급 배관(L2) 사이에 복수개의 부스터 펌프(21, 22, 23)가 병렬로 배열되고, 각각의 부스터 펌프(21, 22, 23)에 인버터(11, 12, 13)가 각각 1대1로 매칭되어, 각각의 부스터 펌프(21; 22; 23)가 자신의 인버터(11; 12; 13)에 의해 회전수가 제어되고, 공급배관(L2)에 압력센서(31)와 압력탱크(32)가 각각 장착되며, 압력센서(31)의 압력값이 제어부(15)로 제공되고, 압력센서(31)의 압력값을 바탕으로 제어부(15)가 각각의 인버터(11, 12, 13)를 통해 부스터 펌프(21, 22, 23)를 대수제어 또는 회전수 제어를 수행하게 된다.1, in the inverter booster pump system according to the present invention, a plurality of booster pumps 21, 22, and 23 are arranged in parallel between an inlet pipe L1 and a supply pipe L2, and each booster pump ( The inverters 11, 12, and 13 are matched one-to-one with the inverters 21, 22, and 23, so that each booster pump (21; 22; 23) rotates by its own inverter (11; 12; 13). Controlled, the pressure sensor 31 and the pressure tank 32 are mounted on the supply pipe (L2), respectively, the pressure value of the pressure sensor 31 is provided to the control unit 15, and the pressure value of the pressure sensor 31 Based on this, the controller 15 controls the number of booster pumps 21, 22, and 23 through the respective inverters 11, 12, and 13 or controls the number of revolutions.

이하, 본 발명에 따른 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법을 설명할 때, 설명의 편의를 위해 부스터 펌프가 3대인 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 사용 유량 및 양정에 부스터 펌프의 대수를 달리할 수 있으며, 부스터 펌프의 대수를 달리하여도 본 발명의 청구범위에 속한다는 것을 알 수 있을 것이다.Hereinafter, when explaining the variable pressure control method of the inverter booster pump system according to the present invention, it is described that there are three booster pumps for convenience of explanation, but the present invention is not limited thereto, and the booster pump is used for the flow rate and head. It will be appreciated that the number of pumps can be varied, and even if the number of booster pumps is varied, it falls within the scope of the claims of the present invention.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법은 다음과 같다.2 to 5, the variable pressure control method of the inverter booster pump system according to the present invention is as follows.

(1) 최고 회전수(최고 주파수)에서 개별 부스터 펌프의 실제 성능을 측정하고, 측정한 성능 데이터를 회귀분석함으로써, 도 3에 도시된 것처럼, 개별 부스터 펌프에 대한 최고 회전수(최고 주파수)에서의 성능 곡선(Cp1, Cp2, Cp3 ; 최고 회전수에서의 양정-유량 곡선)을 구한다(S110).(1) By measuring the actual performance of the individual booster pump at the highest rotational speed (highest frequency) and performing regression analysis on the measured performance data, as shown in FIG. 3, at the highest rotational speed (highest frequency) for the individual booster pump A performance curve (Cp 1 , Cp 2 , Cp 3 ; head-flow curve at the highest rotational speed) is obtained (S110).

여기서, 설정양정(Hset)이 설정되면, 각각의 성능 곡선(Cp1, Cp2, Cp3)에서 최대 유량(Q1max, Q2max, Q3max)이 결정된다.Here, when the set head (H set ) is set, each performance curve (Cp 1 , Cp 2 , Cp 3 ) at maximum flow rate (Q 1max , Q 2max , Q 3max ) is determined.

(2) 이후, 도 4에 도시된 것처럼, 성능 곡선(Cp1, Cp2, Cp3)으로 얻은 개별 부스터 펌프의 최대 유량(Q1max, Q2max, Q3max)을 합한 시스템의 최대 유량(Qsys-max)과 설정양정(Hset)이 만나는 점을 사양점(M)으로 정의하고, 설정양정(Hset)에서 건물에 설계된 손실수두(HPL)를 뺀 값을 최저사용양정(H0)으로 정하고, 최저사용양정(H0)과 사양점(M)을 연결하는 직선을 1차 방정식의 가변기준선(Cu1)으로 설정한다(S120).(2) After that, as shown in FIG. 4, the performance curves (Cp 1 , Cp 2 , The maximum flow rate of each booster pump (Q 1max , obtained by Cp 3 ) Q 2max , The point where the maximum flow rate (Q sys-max ) of the system, which is the sum of Q 3max ), and the set head (H set ) meet is defined as the specification point (M), and the design head loss (H PL ) is set as the minimum used head (H 0 ), and the straight line connecting the minimum used head (H 0 ) and the specification point (M) is set as the variable reference line (C u1 ) of the linear equation (S120).

(3) 이후, 현재의 측정 양정(Hb)이 입력되면, 도 5에 도시된 것처럼, 현재 구동중인 부스터 펌프의 대수를 감안하여, 최고 회전수가 아닌 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 유량(Qb)을 연산하고, 최고 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 최대 유량(Q1max+Q2max)과 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 연산 유량(Qb)을 합하여 측정 양정(Hb)에 대응하는 시스템의 유량(Q1max+Q2max+Qb)을 구한다(S130).(3) After that, if the current measured head (H b ) is input, as shown in FIG. 5, considering the number of booster pumps currently being driven, the flow rate of the booster pump being driven at a driving rotational speed other than the highest rotational speed ( Q b ) is calculated, and the maximum flow rate (Q 1max +Q 2max ) of the booster pump driven at the highest rotational speed and the calculated flow rate (Q b ) of the booster pump driven at the driving rotational speed are added to obtain the measured head ( Hb ). The flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b ) of the corresponding system is obtained (S130).

(4) 이후, 도 5에 도시된 것처럼, 시스템의 유량(Q1max+Q2max+Qb)을 가변기준선(Cu1)의 1차 방정식에 대입하여 목표양정(Hu1)을 구하고, 목표양정(Hu1)으로부터 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 목표 회전수(fu1)를 연산하여, 구동 주파수로 구동중인 부스터 펌프가 목표 회전수(fu1)로 구동되도록 가변압 제어를 한다(S140).(4) Then, as shown in FIG. 5, the target head (H u1 ) is obtained by substituting the flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b ) of the system into the linear equation of the variable reference line (C u1 ), and the target head head (H u1 ) is obtained. The target number of rotations (f u1 ) of the booster pump being driven at the driving rotational speed is calculated from (H u1 ), and variable pressure control is performed so that the booster pump being driven at the driving frequency is driven at the target rotational speed (fu u1 ) (S140 ).

일반적으로, 도 4에서와 같이, 최저사용양정(H0)과 사양점(M)을 연결하는 이론 가변기준선(Cu2)은 급수높이(HH)+말단양정(HEP)+배관손실(HPL)이며, 급수높이(HH: Headheight)는 펌프로부터 아파트나 건물의 최상층까지의 높이를 의미하고, 말단양정(HEP: Headend Pressure)은 배관의 말단 부분에서 물이 유지하고 있어야 할 최소한의 양정(압력)을 의미하며, 배관손실(HPL: Headpipe Losses)은 주로 유체와 배관의 마찰에 의한 양정 손실값으로 유량의 제곱에 비례하여, 2차 방정식 곡선 형태를 갖는다. 따라서, 도 4에 도시된 것처럼, 이론 가변기준선(Cu2)은 아래로 볼록한 2차 곡선을 그리게 된다.In general, as shown in FIG. 4, the theoretical variable reference line (C u2 ) connecting the minimum used head (H 0 ) and the specification point (M) is the water supply height (H H ) + end head (H EP ) + pipe loss ( H PL ), and H H (Headheight) means the height from the pump to the top floor of an apartment or building, and H EP (Headend Pressure) is the minimum level that water must maintain at the end of the pipe. Headpipe Losses (H PL : Headpipe Losses) is a head loss value mainly caused by friction between the fluid and the pipe, and is proportional to the square of the flow rate, and has the form of a quadratic equation curve. Therefore, as shown in FIG. 4 , the theoretical variable reference line C u2 draws a quadratic curve convex downward.

여기서, 이론 가변기준선(Cu2)를 기준으로 유량 및 양정을 제어할 경우, 사용처(세대)에서 사용하는 유량의 변화로 인하여 측정양정(Ha)이 이론 가변기준선(Cu2)에 도달하지 못하였을 경우가 발생하고, 이것에 의해 측정양정(Ha)이 이론 가변기준선(Cu2)의 목표양정(Hu2)에 도달할 때까지 물을 사용처로 공급하지 못하는 끊김 현상이 발생하게 된다. Here, when the flow rate and head are controlled based on the theoretical variable baseline (C u2 ), the measured head (H a ) does not reach the theoretical variable baseline (C u2 ) due to the change in flow rate used by the user (household). In this case, a disconnection phenomenon occurs in which water cannot be supplied to the place of use until the measured head (H a ) reaches the target head (H u2 ) of the theoretical variable reference line (C u2 ).

따라서, 본 발명은 이와 같은 물의 끊김 현상을 방지하기 위해, 1차 방정식의 가변기준선(Cu1)을 기준으로 유량 및 양정을 제어하게 됨으로써(즉, 1차 방정식의 가변기준선(Cu1)을 기준으로 목표양정을 설정하게 됨으로써), 직선인 1차 방정식의 가변기준선(Cu1)이 아래로 볼록한 2차 곡선 형태의 이론 가변기준선(Cu2) 보다 항상 높게 설정됨으로써, 사용처(세대)에서 사용하는 유량이 변하여도 측정양정(Hb)이 항상 이론 가변기준선(Cu2) 보다 높게 유지되어, 세대(사용처)로 공급되는 물의 공급이 중단되는 끊김 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.Therefore, in order to prevent such a water disconnection phenomenon, the present invention controls the flow rate and head based on the variable reference line (C u1 ) of the linear equation (ie, based on the variable reference line (C u1 ) of the linear equation). By setting the target head as), the variable reference line (C u1 ) of the linear equation, which is a straight line, is always set higher than the theoretical variable reference line (C u2 ) in the form of a convex quadratic curve, so that Even if the flow rate changes, the measured head (H b ) is always maintained higher than the theoretical variable reference line (C u2 ), so that it is possible to prevent a disconnection phenomenon in which the supply of water supplied to households (places of use) is stopped.

즉, 1차 방정식의 가변기준선(Cu1)을 기준으로 목표양정을 설정하는 것은 이론 가변기준선(Cu2)을 기준으로 목표양정을 설정하는 것보다 에너지 소비 효율면에서 나쁘지만, 설정양정선을 기준으로 하는 것보다 효율이 월등히 좋고, 물의 끊김 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있어 안정적이다.That is, setting the target head based on the variable reference line (C u1 ) of the linear equation is worse in terms of energy consumption efficiency than setting the target head based on the theoretical variable reference line (C u2 ), but based on the set head line The efficiency is much better than that of using, and it is stable because it can prevent the occurrence of water cutoff.

(1) 최고 회전수에서 개별 부스터 펌프의 성능곡선(Cp1, Cp2, Cp3)을 구하는 단계(S110)는 H-Q 곡선(양정-유량 곡선)에 대한 2차 함수식으로부터 Δt동안 입력된 데이터들로부터 각각의 계수들의 잔차의 제곱합(Sr)을 수학식 1과 같이 계산하고, 미지의 계수값들의 잔차에 대한 최소값을 구하기 위하여 각 계수에 대한 미분을 행하여, 2차 함수식의 계수를 구함으로써, 최고 회전수에서의 성능 곡선(Cp)을 연산하게 된다.(1) The step of obtaining the performance curves (Cp 1 , Cp 2 , Cp 3 ) of the individual booster pumps at the highest rotational speed (S110) is the data input during Δt from the quadratic function for the HQ curve (head-flow curve) Calculate the sum of squares (Sr) of the residuals of each coefficient from Equation 1 as shown in Equation 1, and perform differentiation for each coefficient to obtain the minimum value for the residual of the unknown coefficient values, thereby obtaining the coefficient of the quadratic function expression, The performance curve (Cp) at the number of revolutions is calculated.

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, Sr은 잔차의 제곱합, n은 Δt동안 입력된 데이터의 개수이고, A, B, C는 구해야할 계수임.Here, Sr is the sum of squares of residuals, n is the number of input data during Δt, and A, B, and C are coefficients to be obtained.

(3) 측정 양정(Ha)이 입력되면, 현재 구동중인 부스터 펌프의 대수를 감안하여, 최고 회전수가 아닌 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 유량을 각각 연산하고, 최고 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 최대 유량과 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 연산 유량을 합하여 측정 양정(Hb)에 대응하는 시스템의 유량(Qa)을 구하는 단계(S130)를 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.(3) When the measured head (H a ) is input, considering the number of currently driven booster pumps, the flow rate of each booster pump driven at a driving rotational speed other than the highest rotational speed is calculated, and the booster driven at the highest rotational speed The step (S130) of obtaining the flow rate (Qa) of the system corresponding to the measured head (H b ) by summing the maximum flow rate of the pump and the operational flow rate of the booster pump being driven at the driving rotational speed (S130) will be described with reference to FIG.

① 먼저, 도 5에 도시된 것처럼, 최고 회전수(60Hz)에서의 성능 곡선(Cp)을 기준으로 하여, 최고 주파수가 아닌 구동 주파수로 구동중인 어느 한 부스터 펌프의 구동 주파수(fb)와 양정(Hb)이 입력되면, 수학식 2과 같은 양정과 구동 주파수에 대한 상사법칙을 통해 최고 주파수일 때의 양정(Hmax)을 연산한다.① First, as shown in FIG. 5, based on the performance curve (Cp) at the highest rotational speed (60Hz), the driving frequency (f b ) and head of any one booster pump driven at a driving frequency other than the highest frequency When (H b ) is input, the head (H max ) at the highest frequency is calculated through the similarity law for the head and driving frequency as shown in Equation 2.

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, 구동 주파수(fb)와 양정(Hb)은 제어부로 입력되는 상수값이고, 최고 주파수는 60Hz로 정해져 있어, 최고 주파수일 때의 양정(Hb-max)을 쉽게 구할 수 있다.Here, the driving frequency (f b ) and the head (H b ) are constant values input to the control unit, and the highest frequency is set to 60 Hz, so that the head (H b-max ) at the highest frequency can be easily obtained.

② 최고 회전수의 성능 곡선(Cp3)에서 양정(Hb-max)에 대응하는 유량(Qb)을 구한다.② Obtain the flow rate (Q b ) corresponding to the head (H b-max ) from the performance curve (Cp 3 ) of the maximum rotation speed.

③ 최고 회전수로 구동되고 있는 부스터 펌프의 유량(Q1max+Q2max)과 위에서 구한 구동 주파수로 구동되고 있는 부스터 펌프의 유량(Qb)을 합한 유량(Q1max+Q2max+Qb)을 구한다.③ The flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b ) that is the sum of the flow rate (Q 1max +Q 2max ) of the booster pump driven at the maximum rotation speed and the flow rate (Q b ) of the booster pump driven at the driving frequency obtained above save

(4) 시스템의 유량(Q1max+Q2max+Qb)을 가변기준선(Cu1)의 1차 방정식에 대입하여 목표양정(Hu1)을 구하고, 목표양정(Hu1)으로부터 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 목표 회전수(fu1)를 연산하여, 구동 주파수로 구동중인 부스터 펌프가 목표 회전수(fu1)로 구동되도록 가변압 제어를 하는 단계(S140)는 다음과 같이 구현된다.(4) Substituting the flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b ) of the system into the linear equation of the variable reference line (C u1 ) to obtain the target head (H u1 ), and converting the target head (H u1 ) to the driving speed Step S140 of calculating the target rotational speed (f u1 ) of the booster pump in operation and performing variable pressure control so that the booster pump being driven at the driving frequency is driven at the target rotational speed (f u1 ) is implemented as follows.

① 상기 유량(Q1max+Q2max+Qb = Qa)을 수학식 3과 같은 1차 방정식의 가변기준선(Cu1)에 대입하여 목표양정(Hu1)을 구한다.① The flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b = The target head (H u1 ) is obtained by substituting Q a ) into the variable reference line (C u1 ) of the linear equation as in Equation 3.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서, 기울기 a=배관손실(HPL1)/유량(Qa)이고, 배관손실(HP1L)은 설계값으로 상수로 주어진다. 그리고, H0는 최저사용양정으로 급수높이(HH)+말단양정(HEP)이다.Here, slope a = pipe loss (H PL1 )/flow rate (Q a ), and pipe loss (H P1L ) is given as a constant as a design value. And, H 0 is the minimum used head, which is the water supply height (H H ) + end head (H EP ).

② 이후, 목표양정(Hu1)로부터 수학식 4와 같은 양정과 회전수의 상사법칙을 통해 목표 회전수(fu1)를 연산한다.② Then, from the target lift (H u1 ), the target rotational speed (f u1 ) is calculated through the similarity law between the head and rotational speed as shown in Equation 4.

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, 최고 주파수일 때의 양정(Hmax)과 목표양정(Hu1)이 상수로 주어져, 목표 회전수(fu1)를 쉽게 구할 수 있다.Here, since the head (H max ) and the target head (H u1 ) at the highest frequency are given as constants, the target number of revolutions (f u1 ) can be easily obtained.

도 4 및 도 5는 측정양정(Hb)이 목표양정(Hu1)보다 낮아, 측정양정(Hb)이 목표양정(Hu1)으로 높여, 목표양정(Hu1)에 대응하는 목표 회전수(fu1)로 가변압 제어를 하는 것이 설명되어 있으나, 도 6에 도시된 것처럼, 측정양정(Hc)이 목표양정(Hu2)보다 높은 경우, 측정양정(Hc)이 목표양정(Hu2)으로 낮춰, 목표양정(Hu2)에 대응하는 목표 회전수(fu2)로 가변압 제어를 할 수 있으며, 이외에도, 측정양정(Hd)이 입력되었을 때 구동중인 부스터 펌프가 1개인 경우, 또는 측정양정(He)이 입력되었을 때 구동중인 부스터 펌프의 2개인 위에서 설명한 것과 같은 방식으로, 목표양정을 구하고, 목표양정에 대응하는 목표 회전수로 가변압 제어를 할 수 있다.4 and 5 show that the measured head (H b ) is lower than the target head (H u1 ), the measured head (H b ) is increased to the target head (H u1 ), and the target rotational speed corresponding to the target head (H u1 ) (f u1 ) Although variable pressure control is described, as shown in FIG. 6, when the measured head (H c ) is higher than the target head (H u2 ), the measured head (H c ) is the target head (H u2 ), it is possible to control the variable pressure with the target number of rotations (f u2 ) corresponding to the target head (H u2 ), and in addition, when the measured head (H d ) is input, there is only one booster pump in operation. , or when the measured head (H e ) is input, the target head is obtained in the same way as described above, which is the two booster pumps in operation, and variable pressure control can be performed at the target rotational speed corresponding to the target head.

Cp1, Cp2, Cp3 : 성능 곡선 Hset : 설정양정
Qmax : 최대유량 HPL : 손실수두
H0: 최저사용양정 Cu1 : 1차 방정식의 가변기준선
Hu1 : 목표양정 fu1 : 목표 회전수C p1 , C p2 , C p3 : Performance curve H set : setting lift
Q max : Maximum flow rate H PL : Head loss
H 0 : minimum used head C u1 : variable reference line of linear equation
H u1 : target lift f u1 : target rotational speed

Claims (4)

인버터 부스터 펌프 시스템에 있어서,
(1) 최고 회전수(최고 주파수)에서 개별 부스터 펌프의 실제 성능을 측정하고, 측정한 성능 데이터를 회귀분석함으로써, 개별 부스터 펌프에 대한 최고 회전수에서의 성능 곡선(Cp1, Cp2, Cp3 ; 최고 회전수에서의 양정-유량 곡선)을 구하는 단계(S110)와,
(2) 성능 곡선(Cp1, Cp2, Cp3)으로 얻은 개별 부스터 펌프의 최대 유량(Q1max, Q2max, Q3max)을 합한 시스템의 최대 유량(Qsys-max)과 설정양정(Hset)이 만나는 점을 사양점(M)으로 정의하고, 설정양정(Hset)에서 건물에 설계된 손실수두(HPL)를 뺀 값을 최저사용양정(H0)으로 정하고, 최저사용양정(H0)과 사양점(M)을 연결하는 직선을 1차 방정식의 가변기준선(Cu1)으로 설정하는 단계(S120)와,
(3) 현재의 측정 양정(Hb)이 입력되면, 현재 구동중인 부스터 펌프의 대수를 감안하여, 최고 회전수가 아닌 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 유량(Qb)을 연산하고, 최고 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 최대 유량(Q1max+Q2max)과 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 연산 유량(Qb)을 합하여 측정 양정(Hb)에 대응하는 시스템의 유량(Q1max+Q2max+Qb)을 구하는 단계(S130)와,
(4) 시스템의 유량(Q1max+Q2max+Qb)을 가변기준선(Cu1)의 1차 방정식에 대입하여 목표양정(Hu1)을 구하고, 목표양정(Hu1)으로부터 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 목표 회전수(fu1)를 연산하여, 구동 주파수로 구동중인 부스터 펌프가 목표 회전수(fu1)로 구동되도록 가변압 제어를 하는 단계(S140)로 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법.
In the inverter booster pump system,
(1) Performance curves (Cp 1 , Cp 2 , Cp 3 ; Step of obtaining the head-flow rate curve at the highest rotational speed (S110);
(2) Performance curves (Cp 1 , Cp 2 , The maximum flow rate of each booster pump (Q 1max , obtained by Cp 3 ) Q 2max , The point where the maximum flow rate (Q sys-max ) of the system, which is the sum of Q 3max ), and the set head (H set ) meet is defined as the specification point (M), and the design head loss (H PL ) is set as the minimum used head (H 0 ), and a straight line connecting the minimum used head (H 0 ) and the specification point (M) is set as a variable reference line (C u1 ) of the linear equation (S120) Wow,
(3) If the current measured head (H b ) is input, considering the number of booster pumps currently in operation, the flow rate (Q b ) of the booster pump driven at the driving rotation speed, not the highest rotation speed, is calculated, and the maximum rotation The system 's flow rate ( Q 1max + The step of obtaining Q 2max +Q b ) (S130);
(4) Substituting the flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b ) of the system into the linear equation of the variable reference line (C u1 ) to obtain the target head (H u1 ), and converting the target head (H u1 ) to the driving speed Calculating the target rotational speed (f u1 ) of the booster pump in operation, and performing variable pressure control so that the booster pump being driven at the driving frequency is driven at the target rotational speed (f u1 ) (S140). Variable pressure control method of inverter booster pump system.
 제 1 항에 있어서,
(1) 최고 회전수에서 개별 부스터 펌프의 성능곡선(Cp1, Cp2, Cp3)을 구하는 단계(S110)는 H-Q 곡선(양정-유량 곡선)에 대한 2차 함수식으로부터 Δt동안 입력된 데이터들로부터 각각의 계수들의 잔차의 제곱합(Sr)을 수학식 1과 같이 계산하고, 미지의 계수값들의 잔차에 대한 최소값을 구하기 위하여 각 계수에 대한 미분을 행하여, 2차 함수식의 계수를 구함으로써, 최고 회전수에서의 성능 곡선(Cp)을 연산하게 되는 것을 특징으로 하는 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법.
[수학식 1]
Figure pat00009

여기서, Sr은 잔차의 제곱합, n은 Δt동안 입력된 데이터의 개수이고, A, B, C는 구해야할 계수임.
According to claim 1,
(1) The step of obtaining the performance curves (Cp 1 , Cp 2 , Cp 3 ) of the individual booster pumps at the highest rotational speed (S110) is the data input during Δt from the quadratic function for the HQ curve (head-flow curve) Calculate the sum of squares (Sr) of the residuals of each coefficient from Equation 1 as shown in Equation 1, and perform differentiation for each coefficient to obtain the minimum value for the residual of the unknown coefficient values, thereby obtaining the coefficient of the quadratic function expression, Variable pressure control method of an inverter booster pump system, characterized in that to calculate the performance curve (Cp) at the number of revolutions.
[Equation 1]
Figure pat00009

Here, Sr is the sum of squares of residuals, n is the number of input data during Δt, and A, B, and C are coefficients to be obtained.
 제 1 항에 있어서,
(3) 측정 양정(Hb)에 대응하는 시스템의 유량(Q1max+Q2max+Qb = Qa)을 구하는 단계(S130)는
① 최고 회전수(60Hz)에서의 성능 곡선(Cp)을 기준으로 하여, 최고 주파수가 아닌 구동 주파수로 구동중인 어느 한 부스터 펌프의 구동 주파수(fb)와 양정(Hb)이 입력되면, 수학식 2과 같은 양정과 구동 주파수에 대한 상사법칙을 통해 최고 주파수일 때의 양정(Hmax)을 연산하는 단계와,
[수학식 2]
Figure pat00010

여기서, 구동 주파수(fb)와 양정(Hb)은 제어부로 입력되는 상수값이고, 최고 주파수는 60Hz로 정해져 있음.
② 최고 회전수의 성능 곡선(Cp3)에서 양정(Hb-max)에 대응하는 유량(Qb)을 구하는 단계와,
③ 최고 회전수로 구동되고 있는 부스터 펌프의 유량(Q1max+Q2max)과 위에서 구한 구동 주파수로 구동되고 있는 부스터 펌프의 유량(Qb)을 합한 유량(Q1max+Q2max+Qb)을 구하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법.
According to claim 1,
(3) Obtaining the flow rate (Q1max + Q2max + Qb = Qa) of the system corresponding to the measured head (H b ) (S130)
① Based on the performance curve (Cp) at the highest rotational speed (60Hz), if the driving frequency (f b ) and head (H b ) of a booster pump driven at a driving frequency other than the highest frequency are input, math Calculating the head (H max ) at the highest frequency through the similarity law for the head and driving frequency as in Equation 2;
[Equation 2]
Figure pat00010

Here, the driving frequency (f b ) and head (H b ) are constant values input to the controller, and the highest frequency is set at 60 Hz.
② Obtaining the flow rate (Q b ) corresponding to the head (H b-max ) from the performance curve (Cp 3 ) of the highest rotational speed;
③ The flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b ) that is the sum of the flow rate (Q 1max +Q 2max ) of the booster pump driven at the maximum rotation speed and the flow rate (Q b ) of the booster pump driven at the driving frequency obtained above Variable pressure control method of the inverter booster pump system, characterized in that consisting of obtaining steps.
 제 1 항에 있어서,
(4) 시스템의 유량(Q1max+Q2max+Qb)을 가변기준선(Cu1)의 1차 방정식에 대입하여 목표양정(Hu1)을 구하고, 목표양정(Hu1)으로부터 구동 회전수로 구동중인 부스터 펌프의 목표 회전수(fu1)를 연산하여, 구동 주파수로 구동중인 부스터 펌프가 목표 회전수(fu1)로 구동되도록 가변압 제어를 하는 단계(S140)는
① 상기 유량(Q1max+Q2max+Qb = Qa)을 수학식 3과 같은 1차 방정식의 가변기준선(Cu1)에 대입하여 목표양정(Hu1)을 구하는 단계와,
[수학식 3]
Figure pat00011

여기서, 기울기 a=배관손실(HPL1)/유량(Qa)이고, 배관손실(HP1L)은 설계값으로 상수로 주어지고, H0는 최저사용양정으로 급수높이(HH)+말단양정(HEP)임.
② 목표양정(Hu1)로부터 수학식 4와 같은 양정과 회전수의 상사법칙을 통해 목표 회전수(fu1)를 연산하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법.
[수학식 4]
Figure pat00012

여기서, 최고 주파수일 때의 양정(Hmax)과 목표양정(Hu1)이 상수로 주어짐
According to claim 1,
(4) Substituting the flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b ) of the system into the linear equation of the variable reference line (C u1 ) to obtain the target head (H u1 ), and converting the target head (H u1 ) to the driving speed Step S140 of calculating the target rotational speed (f u1 ) of the booster pump being driven and performing variable pressure control so that the booster pump being driven at the driving frequency is driven at the target rotational speed (fu u1 )
① The flow rate (Q 1max +Q 2max +Q b = Calculating a target head (H u1 ) by substituting Q a ) into a variable reference line (C u1 ) of a linear equation such as Equation 3;
[Equation 3]
Figure pat00011

Here, slope a = pipe loss (H PL1 ) / flow rate (Q a ), pipe loss (H P1L ) is given as a constant as a design value, and H 0 is the minimum operating head, which is the feed water height (H H ) + end head (H EP ).
② Variable pressure control method of an inverter booster pump system, characterized in that consisting of the step of calculating the target rotational speed (f u1 ) from the target head (H u1 ) through the similarity law of the head and rotational speed as in Equation 4.
[Equation 4]
Figure pat00012

Here, the head (H max ) and the target head (H u1 ) at the highest frequency are given as constants.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012099242A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 株式会社 荏原製作所 Water supply device
KR20170120330A (en) * 2016-04-21 2017-10-31 송경희 Flow rate calculation method incident to rotation velocity and head-setting in water supply pressurizing booster pump system
KR101870564B1 (en) * 2017-03-14 2018-06-22 (주) 인정테크 Frequency control method by to variable pressure according flow rate allowed pipe friction head loss at feed pump

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012099242A1 (en) * 2011-01-21 2012-07-26 株式会社 荏原製作所 Water supply device
KR20170120330A (en) * 2016-04-21 2017-10-31 송경희 Flow rate calculation method incident to rotation velocity and head-setting in water supply pressurizing booster pump system
KR101870564B1 (en) * 2017-03-14 2018-06-22 (주) 인정테크 Frequency control method by to variable pressure according flow rate allowed pipe friction head loss at feed pump

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