JP7378759B2 - Water supply device and water supply device control method - Google Patents
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Description
本発明は、複数のポンプ装置を備える給水装置及び給水装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a water supply device including a plurality of pump devices and a method of controlling the water supply device.
給水装置において、ポンプ装置や流路の温度が低下した場合に、ポンプ装置を運転することで、配管内の水の凍結を防止するものが知られている。また、配管にヒータを設置し、ヒータにより配管の温度を上昇させて凍結を防止する技術も知られている。 BACKGROUND ART Water supply devices are known that prevent water in piping from freezing by operating a pump device when the temperature of the pump device or flow path decreases. Furthermore, a technique is also known in which a heater is installed in the pipe and the temperature of the pipe is raised by the heater to prevent freezing.
このような給水装置において、複数のポンプ装置を備えるものがある。ポンプ装置の台数や凍結防止運転の条件によっては消費電力が多くなる。一方で、凍結防止のためにヒータ等の加熱装置を用いる構成は、製造コストが増加する。 Some of such water supply devices include a plurality of pump devices. Power consumption increases depending on the number of pump devices and the conditions of antifreeze operation. On the other hand, a configuration that uses a heating device such as a heater to prevent freezing increases manufacturing costs.
したがって、低コストで凍結防止できる、給水装置及び給水装置の制御方法が求められている。 Therefore, there is a need for a water supply device and a method for controlling the water supply device that can prevent freezing at low cost.
本発明の一形態にかかる給水装置は、複数のポンプと、前記ポンプの温度が所定の第１閾値未満である低温ポンプを運転する、凍結防止処理を行うとともに、前記凍結防止処理において、停止していた低温ポンプを起動する場合に、複数の前記ポンプの運転状況に基づき、運転中ポンプがある場合に前記運転中ポンプを停止して前記運転中ポンプと停止ポンプを入れ替えるポンプ入替処理を行う、制御部と、を備え、前記運転中ポンプの温度が前記第１閾値よりも高く設定された第２閾値未満である場合に、前記ポンプ入替処理の前に、前記運転中ポンプの運転周波数を上げるプレ入替運転を行う。
A water supply device according to one embodiment of the present invention performs anti-freezing processing by operating a plurality of pumps and a low-temperature pump whose temperature is less than a predetermined first threshold, and in the anti-freezing processing, stops the water supply device. When starting a low-temperature pump that has been in operation, perform a pump replacement process in which, if there is a pump in operation, the in-operation pump is stopped and the in-operation pump and the stopped pump are replaced, based on the operating status of the plurality of pumps. a control unit, when the temperature of the operating pump is less than a second threshold set higher than the first threshold, the operating frequency of the operating pump is increased before the pump replacement process; Perform pre-shunting operation .
本発明によれば、低コストで凍結防止できる、給水装置及び給水装置の制御方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a water supply device and a method for controlling the water supply device that can prevent freezing at low cost.
以下、本発明の一実施の形態に係る給水装置について、図１乃至図４を用いて説明する。図１は給水装置の構成を示すブロック図であり、図２乃至図４は給水装置の動作を示す説明図である。なお、説明のため、各図において適宜構成を省略して示している。 A water supply device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the water supply device, and FIGS. 2 to 4 are explanatory diagrams showing the operation of the water supply device. Note that, for the sake of explanation, structures are omitted as appropriate in each figure.
図１に示すように、給水装置１０は、複数のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂと、圧力検出部としての圧力センサ１３と、流量検出部としての流量センサ１４Ａ，１４Ｂと、各ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂに接続された複数のインバータ１５Ａ，１５Ｂと、温度検出部としての温度センサ１６Ａ，１６Ｂと、制御部１７及び記憶部１８を備える制御盤１９と、を備える。一例として、給水装置１０は２台のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂを備える。 As shown in FIG. 1, the water supply device 10 includes a plurality of pump devices 12A, 12B, a pressure sensor 13 as a pressure detection section, a flow rate sensor 14A, 14B as a flow rate detection section, and each pump device 12A, 12B. It includes a plurality of connected inverters 15A, 15B, temperature sensors 16A, 16B as temperature detection sections, and a control panel 19 including a control section 17 and a storage section 18. As an example, the water supply device 10 includes two pump devices 12A and 12B.
複数のポンプ装置１２は、モータ２１と、モータ２１に接続されたインペラを有するポンプ部２２と、を備える。ポンプ装置１２は例えば所定の設置箇所に設けられたベース上に設置される。ポンプ装置１２は例えば遠心ポンプであり、流体を増圧して二次側に圧送する。 The plurality of pump devices 12 include a motor 21 and a pump section 22 having an impeller connected to the motor 21. The pump device 12 is installed, for example, on a base provided at a predetermined installation location. The pump device 12 is, for example, a centrifugal pump, which increases the pressure of the fluid and pumps it to the secondary side.
モータ２１はケーブルによって制御盤１９に接続される。モータ２１はインバータ１５を介して制御盤１９内の制御基板に接続され、制御基板に搭載された制御部１７の制御によって回転数制御される。 Motor 21 is connected to control panel 19 by a cable. The motor 21 is connected to a control board in a control board 19 via an inverter 15, and its rotation speed is controlled by a control section 17 mounted on the control board.
ポンプ部２２は、例えば１以上のインペラと、ポンプ吸込口及びポンプ吐出口を備えるケーシングと、を備える。 The pump section 22 includes, for example, one or more impellers and a casing including a pump suction port and a pump discharge port.
ポンプ装置１２は、モータ２１の回転に伴ってインペラが回転することにより、水道配管に接続されたポンプ吸込口から液体を吸込み、給水先に接続されるポンプ吐出口から吐出する。複数のポンプ装置１２の一次側は吸込管を介して水道配管、井戸または受水槽等に接続される。 The pump device 12 causes an impeller to rotate as the motor 21 rotates, thereby sucking in liquid from a pump suction port connected to a water pipe and discharging it from a pump discharge port connected to a water supply destination. The primary sides of the plurality of pump devices 12 are connected to water pipes, wells, water tanks, etc. via suction pipes.
複数のポンプ装置１２のポンプ吐出口の二次側には複数の個別吐出管と、複数の個別吐出管を合流する吐出連結管とを備える吐出配管が設けられている。吐出配管は例えば給水先の、例えば水道装置に接続される。 A discharge pipe including a plurality of individual discharge pipes and a discharge connecting pipe that joins the plurality of individual discharge pipes is provided on the secondary side of the pump discharge ports of the plurality of pump devices 12. The discharge pipe is connected, for example, to a water supply destination, for example, a water supply system.
圧力センサ１３Ａ，１３Ｂは、複数のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの二次側に接続される吐出配管において、例えば、合流管に設けられる。圧力センサ１３は、例えばダイヤフラム式のセンサであり、各ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの二次側の流路の圧力を検出する。圧力センサ１３は、信号線を介して制御盤１９の制御部１７に接続され、検出した圧力信号を制御部１７に送信する。 The pressure sensors 13A, 13B are provided in, for example, a confluence pipe in the discharge piping connected to the secondary side of the plurality of pump devices 12A, 12B. The pressure sensor 13 is, for example, a diaphragm type sensor, and detects the pressure in the flow path on the secondary side of each pump device 12A, 12B. The pressure sensor 13 is connected to the control section 17 of the control panel 19 via a signal line, and transmits a detected pressure signal to the control section 17.
流量センサ１４Ａ，１４Ｂは、各ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの二次側の吐出配管における個別吐出管の所定箇所に設けられている。流量センサ１４Ａ，１４Ｂは、例えば磁石が設けられたパドル等を備え、磁石が近接された場合にホールＩＣ等にて流量検出を行う近接式センサである。流量センサ１４Ａ，１４Ｂは、信号線を介して制御部１７に接続され、検出した流量信号を制御部１７に送信する。 The flow rate sensors 14A, 14B are provided at predetermined locations on the individual discharge pipes in the secondary side discharge pipes of the respective pump devices 12A, 12B. The flow rate sensors 14A and 14B are proximity sensors that include, for example, a paddle equipped with a magnet, and detect the flow rate using a Hall IC or the like when the magnet is brought close to the paddle. The flow rate sensors 14A and 14B are connected to the control unit 17 via signal lines, and transmit detected flow rate signals to the control unit 17.
複数のインバータ１５Ａ，１５Ｂは、信号線によってポンプ装置１２Ａ、１２Ｂのモータ２１にそれぞれ電気的に接続されている。各インバータ１５Ａ，１５Ｂは制御部１７からの制御信号に応じた所定の周波数を出力することで、接続されたポンプ装置１２Ａ、１２Ｂのモータ２１Ａ，２１Ｂをそれぞれ所定の回転速度で回転させる。 The plurality of inverters 15A, 15B are electrically connected to the motors 21 of the pump devices 12A, 12B, respectively, by signal lines. Each inverter 15A, 15B outputs a predetermined frequency according to a control signal from the control unit 17, thereby rotating the motors 21A, 21B of the connected pump devices 12A, 12B at a predetermined rotational speed, respectively.
各インバータ１５Ａ，１５Ｂには、各インバータ１５Ａ，１５Ｂの温度を検出する温度センサ１６Ａ，１６Ｂが設けられている。 Each inverter 15A, 15B is provided with a temperature sensor 16A, 16B that detects the temperature of each inverter 15A, 15B.
温度センサ１６Ａ，１６Ｂは、インバータ内の温度を検出することで停止時の外気温を想定することができる。よって、検出した温度からポンプ内の水の温度を推定することが可能である。本実施形態においては、応用例としては、水温をインバータとは別の温度センサを用いることもできる。温度センサ１６Ａ，１６Ｂは、例えばサーミスタである。温度センサ１６Ａ，１６Ｂは、制御部１７に接続され、検出した温度情報を信号に変換して制御部１７に送る。 The temperature sensors 16A and 16B can estimate the outside air temperature when the inverter is stopped by detecting the temperature inside the inverter. Therefore, it is possible to estimate the temperature of the water in the pump from the detected temperature. In this embodiment, as an application example, a temperature sensor other than the inverter may be used to measure the water temperature. The temperature sensors 16A and 16B are, for example, thermistors. The temperature sensors 16A and 16B are connected to the control section 17, convert the detected temperature information into a signal, and send the signal to the control section 17.
制御盤１９は、記憶部１８や制御部１７等の各種制御機器が搭載された回路基板を備える。また、制御盤１９には漏電遮断器、直流リアクトル、電源端子台、ノイズフィルタ等の、各種制御機器や表示装置が設けられている。 The control panel 19 includes a circuit board on which various control devices such as the storage section 18 and the control section 17 are mounted. Further, the control panel 19 is provided with various control devices and display devices, such as an earth leakage breaker, a DC reactor, a power terminal block, and a noise filter.
制御部１７は例えばプロセッサを備える。制御部１７は、流量センサ１４Ａ，１４Ｂや圧力センサ１３、温度センサ１６Ａ，１６Ｂ等の各種検出装置によって検知した情報に基づき、予め記憶部１８に記憶された各種プログラムに従って、複数のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの動作を制御する。具体的には、制御部１７は、インバータ１５Ａ，１５Ｂに制御信号を送信し各ポンプ装置１２Ａ．１２Ｂに対応するインバータ１５Ａ，１５Ｂを制御する。 The control unit 17 includes, for example, a processor. The control unit 17 operates the plurality of pump devices 12A, 12A, 12B according to various programs stored in advance in the storage unit 18, based on information detected by various detection devices such as the flow rate sensors 14A, 14B, the pressure sensor 13, and the temperature sensors 16A, 16B. Controls the operation of 12B. Specifically, the control unit 17 transmits a control signal to the inverters 15A, 15B to control each pump device 12A. Controls inverters 15A and 15B corresponding to 12B.
例えば制御部１７は、各種センサによって検出される検出値に基づき、各種の演算処理を行い、インバータ１５Ａ、１５Ｂの周波数制御により、ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂのモータ２１を変速運転し、または停止させる。具体的には、制御部１７は、圧力センサ１３で検出される吐出圧力が所定の目標圧力になるように、回転数制御及び運転停止制御を行い、吐出圧力一定制御、推定末端圧力一定制御などの、圧力フィードバック制御をする。例えば通常運転制御として、また、制御部１７は、ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの停止中あるいは運転中に、ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの温度に基づいて凍結防止運転を行わせる凍結防止制御をする。 For example, the control unit 17 performs various calculation processes based on the detection values detected by various sensors, and controls the frequency of the inverters 15A and 15B to operate or stop the motors 21 of the pump devices 12A and 12B at variable speeds. Specifically, the control unit 17 performs rotation speed control and operation stop control so that the discharge pressure detected by the pressure sensor 13 becomes a predetermined target pressure, and performs constant discharge pressure control, constant estimated terminal pressure control, etc. , pressure feedback control. For example, as normal operation control, the control unit 17 performs antifreeze control to perform antifreeze operation based on the temperature of the pump devices 12A, 12B while the pump devices 12A, 12B are stopped or in operation.
記憶部１８は、例えばプログラムメモリやＲＡＭ、書き換え可能なＲＯＭを備える記憶装置である。記憶部１８には、例えば、制御に必要な情報として、各種プログラム、算出式、データテーブル、基準値、閾値等が記憶されている。 The storage unit 18 is a storage device including, for example, a program memory, a RAM, and a rewritable ROM. The storage unit 18 stores, for example, various programs, calculation formulas, data tables, reference values, threshold values, etc. as information necessary for control.
例えば第１閾値Ｔ１は、停止しているポンプ装置の凍結を防止するために、凍結防止運転を開始する温度である。例えば第１閾値Ｔ１は、氷点以上である。例えば水源が井戸の場合には井戸水の水温よりも低い温度に設定される。 For example, the first threshold value T1 is a temperature at which an antifreeze operation is started in order to prevent a stopped pump device from freezing. For example, the first threshold T1 is equal to or higher than the freezing point. For example, if the water source is a well, the temperature is set to be lower than the temperature of the well water.
第２閾値Ｔ２は凍結防止運転を終了する温度である。第２閾値Ｔ２は第１閾値Ｔ１よりも高い温度に設定される。例えば第２閾値Ｔ２は、第１閾値Ｔ１よりも数℃高い温度に設定される。 The second threshold value T2 is the temperature at which the antifreeze operation ends. The second threshold T2 is set to a higher temperature than the first threshold T1. For example, the second threshold T2 is set to a temperature several degrees Celsius higher than the first threshold T1.
また、凍結防止運転における上限周波数として、通常運転における小水停止時の周波数（小水停止周波数）が記憶部１８に予め記憶されている。 Further, as the upper limit frequency in the anti-freezing operation, the frequency at which small water is stopped in normal operation (small water stop frequency) is stored in advance in the storage unit 18.
次に、本実施形態にかかる給水装置１０の制御方法について、説明する。 Next, a method of controlling the water supply device 10 according to this embodiment will be explained.
制御部１７は、流量センサ１４Ａ，１４Ｂや圧力センサ１３等の各種検出装置で検出した圧力値及び流量値を検出し、流量や圧力に基づき、吐出圧力一定制御や推定末端圧一定制御などの目標圧力一定制御により通常運転制御を行う。制御部１７は、各インバータ１５Ａ，１５Ｂに制御信号を出力することで、ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂを駆動する。 The control unit 17 detects pressure and flow values detected by various detection devices such as the flow rate sensors 14A and 14B and the pressure sensor 13, and sets targets such as constant discharge pressure control and constant estimated terminal pressure control based on the flow rate and pressure. Normal operation is controlled by constant pressure control. The control unit 17 drives the pump devices 12A, 12B by outputting a control signal to each inverter 15A, 15B.
制御部１７はさらに、温度センサ１６Ａ、１６Ｂで検出される温度情報に基づき、凍結防止処理を行う。凍結防止処理として、制御部１７は、検出温度が第１閾値Ｔ１を下回る低温ポンプについて、低温ポンプを運転する。凍結防止処理において、例えば低温ポンプが停止中であった場合には起動して凍結防止運転を開始する。 The control unit 17 further performs antifreeze processing based on the temperature information detected by the temperature sensors 16A and 16B. As the anti-freezing process, the control unit 17 operates the low-temperature pumps whose detected temperature is lower than the first threshold T1. In the anti-freezing process, for example, if the cryogenic pump is stopped, it is activated to start the anti-freezing operation.
制御部１７は、複数のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの運転状況に基づき、凍結防止処理において運転中ポンプを停止して運転中ポンプと前記停止ポンプを入れ替えるポンプ入替処理を行う。例えば、制御部１７は、凍結防止制御において、低温ポンプ以外に、運転している運転中ポンプがある場合、当該運転中ポンプを停止して、低温ポンプを起動する、ポンプ入替処理を行う。このポンプ入替処理により、ポンプ装置の運転台数が維持される。 The control unit 17 performs a pump replacement process in which the operating pump is stopped and the operating pump is replaced with the stopped pump in antifreeze processing based on the operating status of the plurality of pump devices 12A and 12B. For example, in the antifreeze control, if there is a pump in operation other than the low-temperature pump, the control unit 17 performs a pump replacement process in which the pump in operation is stopped and the low-temperature pump is started. This pump replacement process maintains the number of pump devices in operation.
制御部１７は、ポンプ入替処理として、例えば凍結防止運転中または通常運転中ポンプの温度が、第２閾値Ｔ２以上である場合には、運転中ポンプを停止して、停止されていた低温ポンプを起動する。一方、制御部１７は、凍結防止運転中のポンプ温度が第２閾値Ｔ２未満である場合には、運転周波数を上げるプレ入替運転を行うことで、温度上昇させる。そして、プレ入替運転により運転中ポンプの温度が第２閾値Ｔ２以上となったら運転を停止し、代わりに低温ポンプを起動して切替え運転を行う。プレ入替運転において、例えば周波数一定にて凍結防止運転をしていた場合には、例えば目標圧一定制御に切替えることにより周波数を上げ、あるいは周波数を所定時間毎に所定の増加割合で周波数を上昇させる。なお、凍結防止運転における周波数は、通常運転における小水停止運転周波数を上限とする。 As a pump replacement process, for example, if the temperature of the pump during antifreeze operation or normal operation is equal to or higher than the second threshold value T2, the control unit 17 stops the operating pump and replaces the stopped low-temperature pump. to start. On the other hand, if the pump temperature during the antifreeze operation is less than the second threshold T2, the control unit 17 increases the temperature by performing a pre-replacement operation that increases the operating frequency. Then, when the temperature of the pump in operation becomes equal to or higher than the second threshold value T2 due to the pre-switching operation, the operation is stopped, and the low-temperature pump is started instead to perform the switching operation. In the pre-switching operation, for example, if antifreeze operation is being performed at a constant frequency, the frequency may be increased by switching to constant target pressure control, or the frequency may be increased at a predetermined rate of increase at predetermined time intervals. . The upper limit of the frequency in anti-freezing operation is the small water stop operation frequency in normal operation.
なお、ポンプ入替後の低温ポンプの運転条件は、ポンプ入替前の運転中ポンプの運転状況に対応させる。例えば運転中ポンプが通常運転中であった場合には、当該運転中ポンプの通常運転の条件を引き継いで運転する。運転中ポンプの運転状態が凍結防止用の周波数一定運転であった場合には、入替後の低温ポンプは当該凍結防止運転の条件を引き継ぎ、周波数一定にて運転する。 Note that the operating conditions of the low temperature pump after pump replacement correspond to the operating status of the pump in operation before pump replacement. For example, when the pump in operation is in normal operation, the normal operation conditions of the pump in operation are taken over and operated. If the operating state of the pump during operation is a constant frequency operation for anti-freezing, the replaced cryogenic pump takes over the conditions of the anti-freezing operation and operates at a constant frequency.
制御部１７は、凍結防止制御において、通常運転制御を優先することとする。例えば、凍結防止運転中に、通常運転におけるポンプ起動条件を満たした場合には、当該通常運転制御における運転条件に切替えて運転する。 The control unit 17 gives priority to normal operation control in antifreeze control. For example, if the pump startup conditions for normal operation are met during antifreeze operation, the pump is switched to the operating conditions for normal operation control and then operated.
以下、２台のポンプ装置を、最大運転台数１台として、交互運転する場合の具体例について、図２乃至図４を用いて説明する。図２は、２台のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂが共に停止していた場合に、いずれか一方が低温ポンプである場合を示す。例えば図２に示すように、例えば２台のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂが停止している場合（ＳＴ２１）に、一方のポンプ装置１２Ａの温度ＴＨ１を検出し、検出温度ＴＨ１が凍結防止運転基準温度である第１閾値Ｔ１未満の場合（ＳＴ２２）、ポンプ装置１２Ａを起動し、凍結防止運転として、例えば周波数一定にて運転する（ＳＴ２３）。そして、凍結防止運転中のポンプ装置１２Ａの温度ＴＨ１が所定の停止基準温度である第２閾値Ｔ２以上になったら（ＳＴ２４）、凍結防止運転を停止する（ＳＴ２１）。 Hereinafter, a specific example in which two pump devices are operated alternately with the maximum number of pump devices being operated will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 shows a case where both of the two pump devices 12A and 12B are stopped, and one of them is a low-temperature pump. For example, as shown in FIG. 2, when two pump devices 12A and 12B are stopped (ST21), the temperature TH1 of one pump device 12A is detected, and the detected temperature TH1 is the antifreeze operation reference temperature. If it is less than a certain first threshold T1 (ST22), the pump device 12A is started and operated at a constant frequency, for example, as antifreeze operation (ST23). Then, when the temperature TH1 of the pump device 12A during the antifreeze operation becomes equal to or higher than the second threshold T2 which is a predetermined stop reference temperature (ST24), the antifreeze operation is stopped (ST21).
また、制御部１７は、もう一方のポンプ装置１２Ｂの温度ＴＨ２を検出し、検出温度ＴＨ２が第１閾値Ｔ１以上である場合には（ＳＴ２５）、ポンプ装置１２Ｂは停止したままとする（ＳＴ２６）。 Further, the control unit 17 detects the temperature TH2 of the other pump device 12B, and if the detected temperature TH2 is equal to or higher than the first threshold T1 (ST25), the pump device 12B remains stopped (ST26). .
なお、上記実施形態においては、ポンプ装置１２Ａのみが低温ポンプである場合を説明したが、ポンプ装置１２Ｂのみが低温ポンプである場合も同様であり、検出温度ＴＨ２が第１閾値Ｔ１未満である場合に、ポンプ装置１２Ｂを起動して凍結防止運転を開始し、検出温度ＴＨ２が第２閾値Ｔ２以上になったら、ポンプ装置１２Ｂの凍結防止運転を停止する。 In the above embodiment, the case where only the pump device 12A is a low-temperature pump has been described, but the same applies when only the pump device 12B is a low-temperature pump, and the detected temperature TH2 is less than the first threshold T1. Then, the pump device 12B is activated to start the antifreeze operation, and when the detected temperature TH2 becomes equal to or higher than the second threshold value T2, the antifreeze operation of the pump device 12B is stopped.
図３は、２台のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂがいずれも停止中であって、２台とも、所定の第１閾値Ｔ１を下回る低温ポンプである場合を示す。図３に示すように、２台のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂがいずれも停止中であって、ポンプ装置１２Ｂの検出温度ＴＨ２も第１閾値Ｔ１未満である場合（ＳＴ２７）、すなわち２台とも第１閾値Ｔ１を下回った場合には、凍結防止運転をしていたポンプ装置１２Ａを停止して、運転ポンプを入れ替える入れ替え処理を行う。具体的には、先に凍結防止運転をしていた運転中のポンプ装置１２Ａについて、運転条件を変更し、例えば目標圧一定制御として周波数を上げることで、温度を上昇させる（ＳＴ２８）。そして、ポンプ装置１２Ａの検出温度ＴＨ１が所定の停止基準温度である第２閾値Ｔ２以上になったら（ＳＴ２９）、ポンプ装置１２Ａの凍結防止運転を停止し（ＳＴ３１）、ポンプ装置１２Ｂを起動して凍結防止運転を開始する（ＳＴ３２）。そして、ポンプ装置１２Ｂの検出温度ＴＨ２が上昇して第２閾値Ｔ２以上となったら（ＳＴ３３）、ポンプ装置１２Ｂの凍結防止運転を停止する（ＳＴ３４）。 FIG. 3 shows a case where both of the two pump devices 12A and 12B are stopped, and both are low-temperature pumps below a predetermined first threshold T1. As shown in FIG. 3, when both of the two pump devices 12A and 12B are stopped and the detected temperature TH2 of the pump device 12B is also less than the first threshold T1 (ST27), that is, both pump devices are When the value falls below the threshold value T1, the pump device 12A that was in antifreeze operation is stopped, and a replacement process is performed to replace the pump in operation. Specifically, the operating conditions of the pump device 12A that was previously in antifreeze operation are changed, and the temperature is increased by, for example, increasing the frequency as constant target pressure control (ST28). Then, when the detected temperature TH1 of the pump device 12A becomes equal to or higher than the second threshold T2, which is a predetermined stop reference temperature (ST29), the antifreeze operation of the pump device 12A is stopped (ST31), and the pump device 12B is started. Antifreeze operation is started (ST32). Then, when the detected temperature TH2 of the pump device 12B rises and becomes equal to or higher than the second threshold value T2 (ST33), the antifreeze operation of the pump device 12B is stopped (ST34).
なお、運転中ポンプが、凍結防止運転中ではなく、通常の運転条件に基づく給水運転中であった場合には、当該給水運転の条件を引き継いで運転する。なお、ポンプ装置１２Ａ、１２Ｂの検出温度ＴＨ１、ＴＨ２がいずれも第１閾値Ｔ１以上であればポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの運転状態はそのまま維持し、例えば停止中の場合は停止したままとする。 In addition, when the pump in operation is not in anti-freezing operation but in water supply operation based on normal operating conditions, the pump takes over the conditions of the water supply operation and operates. Note that if the detected temperatures TH1 and TH2 of the pump devices 12A and 12B are both equal to or higher than the first threshold value T1, the operating state of the pump devices 12A and 12B is maintained as is, and for example, if they are stopped, they remain stopped.
次に、１台のポンプ装置１２Ａが運転中で、もう１台のポンプ装置１２Ｂが停止中の場合について、図４を参照して説明する。例えばポンプ装置１２Ａが運転中で（ＳＴ４１）、もう１台のポンプ装置１２Ｂが停止中の場合には（ＳＴ４５）、制御部１７は、まず２台のポンプ装置の温度ＴＨ１、ＴＨ２を検出し、運転中ポンプであるポンプ装置１２Ａの検出温度ＴＨ１が第２閾値Ｔ２以上であり、かつ、停止中ポンプであるポンプ装置１２Ｂの温度ＴＨ２が第１閾値Ｔ１未満である場合には（ＳＴ４２）、運転中ポンプと停止中ポンプを入れ替えて運転するポンプ入れ替え処理を行う。具体的には、例えば、通常運転中または凍結防止運転中であって温度が第２閾値以上であるポンプ装置１２Ａを停止し（ＳＴ４３）、停止していたポンプ装置１２Ｂを起動し（ＳＴ４４）、入替前のポンプ装置１２Ａの運転条件で、運転する。 Next, a case where one pump device 12A is in operation and the other pump device 12B is stopped will be described with reference to FIG. 4. For example, when the pump device 12A is in operation (ST41) and the other pump device 12B is stopped (ST45), the control unit 17 first detects the temperatures TH1 and TH2 of the two pump devices, If the detected temperature TH1 of the pump device 12A, which is an operating pump, is equal to or higher than the second threshold T2, and the temperature TH2 of the pump device 12B, which is a stopped pump, is less than the first threshold T1 (ST42), the operation is started. Performs a pump replacement process that replaces and operates the medium pump and the stopped pump. Specifically, for example, the pump device 12A that is in normal operation or antifreeze operation and whose temperature is equal to or higher than the second threshold value is stopped (ST43), the pump device 12B that has been stopped is started (ST44), It is operated under the operating conditions of the pump device 12A before replacement.
一方、１台のポンプ装置１２Ａが運転中で、もう１台のポンプ装置１２Ｂが停止中の場合、運転中ポンプの検出温度ＴＨ１がＴ１未満で、ポンプ装置１２Ｂの検出温度ＴＨ２がＴ１上だった場合、すなわちＳＴ４２に該当しない場合、そのままの状態を維持し、ポンプ装置１２Ａは運転を継続し（ＳＴ４１）、ポンプ装置１２Ｂは停止したままとする（ＳＴ４５）。 On the other hand, when one pump device 12A is in operation and the other pump device 12B is stopped, the detected temperature TH1 of the pump in operation is less than T1, and the detected temperature TH2 of the pump device 12B is above T1. In other words, if ST42 does not apply, the current state is maintained, the pump device 12A continues to operate (ST41), and the pump device 12B remains stopped (ST45).
また、１台のポンプ装置１２Ａが運転中で、もう１台のポンプ装置１２Ｂが停止中の場合に、ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂの検出温度ＴＨ１，ＴＨ２が両方とも第１閾値Ｔ１未満の場合には、制御部１７は、プレ入替運転を行ってからポンプを入れ替える。すなわち、既に運転している運転中ポンプであるポンプ装置１２Ａの運転条件を変更して温度上昇を促進させ、当該ポンプ装置１２Ａの温度が第２閾値Ｔ２以上となったら停止し、停止していたポンプ装置１２Ｂを運転する。通常運転中の運転中のポンプ装置が低温ポンプである場合には、その通常運転を継続する。 Further, when one pump device 12A is in operation and the other pump device 12B is stopped, and both of the detected temperatures TH1 and TH2 of the pump devices 12A and 12B are less than the first threshold T1, , the control unit 17 performs a pre-replacement operation and then replaces the pump. That is, the operating conditions of the pump device 12A, which is a pump that is already in operation, are changed to promote the temperature rise, and when the temperature of the pump device 12A becomes equal to or higher than the second threshold value T2, the pump device 12A is stopped. The pump device 12B is operated. If the pump device in operation during normal operation is a low-temperature pump, continue its normal operation.
本実施形態にかかる給水装置１０によれば、温度センサを用いる簡単な構成にて、凍結防止が可能となる。したがって、例えば高価な加熱装置を用いる場合と比べて低コストで実現できる。また、温度に応じた周波数制御をすることで、外気温が比較的高い凍結防止運転時には従来のヒータを使用した凍結防止に比べて電力消費を抑えることができる。さらに、ポンプ入替処理を行うことで、たとえ消費電力が最大値以下であっても、最大運転台数維持することができ、最大運転台数の設定に応じた運転が可能であり、ユーザの仕様に応じた制御が可能である。 According to the water supply device 10 according to this embodiment, it is possible to prevent freezing with a simple configuration using a temperature sensor. Therefore, it can be realized at a lower cost than, for example, when using an expensive heating device. In addition, by controlling the frequency according to the temperature, power consumption can be reduced during antifreeze operation when the outside temperature is relatively high compared to the conventional antifreeze operation using a heater. Furthermore, by performing pump replacement processing, even if the power consumption is below the maximum value, the maximum number of units in operation can be maintained, and operation can be performed according to the setting of the maximum number of units in operation. control is possible.
さらに、給水装置１０によれば、インバータに搭載された温度センサを兼用することにより凍結防止のための構成を追加する必要がなく、より安価に実現できる。 Furthermore, according to the water supply device 10, since the temperature sensor mounted on the inverter is also used, there is no need to add a structure for preventing freezing, and the water supply device 10 can be realized at a lower cost.
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態において、２台のポンプ装置１２Ａ、１２Ｂを備える構成を例示したが、これに限られるものではなく、ポンプ装置を３台、あるいは４台以上、備える構成であってもよい。例えば他の実施形態として図６に示す給水装置１０Ａは、３台のポンプ装置１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを備える。この場合、制御部１７は、例えば、複数台の停止中のポンプ装置を起動する場合には、起動順番は、温度の低いポンプ装置から順番に起動するように制御する。 Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, a configuration including two pump devices 12A and 12B is illustrated, but the present invention is not limited to this, and a configuration including three or four or more pump devices may be used. For example, a water supply device 10A shown in FIG. 6 as another embodiment includes three pump devices 12A, 12B, and 12C. In this case, for example, when starting a plurality of stopped pump devices, the control unit 17 controls the starting order to start the pump devices in descending order of temperature.
また、制御部１７は、複数台のポンプを運転中に、ポンプ入替制御を行う場合には、温度の高いポンプ装置から順番に減台する。 Moreover, when performing pump replacement control while operating a plurality of pumps, the control unit 17 removes pump devices in order from the one with the highest temperature.
具体的には、例えば２台以上のポンプを運転している状態で、第１閾値Ｔ１未満の低温ポンプがある場合、その他の運転中のポンプのうち、最も温度が高いポンプ装置の温度が第２閾値Ｔ２以上であれば停止し、第２閾値Ｔ２未満である場合には周波数をあげて第２閾値Ｔ２以上になったら停止し、停止していた低温ポンプを起動して、ポンプの入れ替えをする。なお、例えば２台以上のポンプを通常運転している場合、一方が定格運転であり、他方が変速運転であるような場合には、より温度の高い定格運転中のポンプ装置を停止し、変速運転していたポンプ装置を定格運転とし、新たに起動する低温ポンプ装置は、変速運転していたポンプ装置の運転条件で、変速運転するように、制御してもよい。 Specifically, for example, if two or more pumps are in operation and there is a low-temperature pump with a temperature lower than the first threshold T1, the temperature of the pump device with the highest temperature among the other pumps in operation will be the first. If it is above the second threshold T2, it will stop, and if it is below the second threshold T2, it will increase the frequency, and if it is above the second threshold T2, it will stop, and the stopped cryogenic pump will be started and replaced. do. For example, if two or more pumps are in normal operation, and one is in rated operation and the other is in variable speed operation, stop the pump that is operating at higher temperature and change the speed. The pump device that was being operated may be set to rated operation, and the newly started low-temperature pump device may be controlled to operate at variable speeds under the operating conditions of the pump device that was operating at variable speeds.
上記第１実施形態においては、運転台数を維持するようにポンプ入替処理を行う例を示したが、最大運転台数の設定によっては、ポンプ入替処理をせずに、低温ポンプを起動して増台するように制御してもよい。例えば、複数台のポンプ装置のいずれかが第１閾値Ｔ１を下回ったら、当該ポンプ装置を起動するように制御してもよい。この場合にあっても、例えばインバータに搭載された温度センサを用いることで、低コストにて、凍結防止の実現が可能である。 In the first embodiment described above, an example was shown in which pump replacement processing is performed to maintain the number of operating units, but depending on the setting of the maximum number of operating units, low temperature pumps may be started and increased without performing pump replacement processing. It may be controlled to do so. For example, if any of the plurality of pump devices falls below the first threshold T1, the pump device may be controlled to be activated. Even in this case, freezing prevention can be achieved at low cost by using, for example, a temperature sensor mounted on the inverter.
上記第１実施形態において、インバータに搭載された温度センサを兼用する例を示したが、これに限られるものではなく、例えば温度センサ１６Ａ，１６Ｂは制御盤１９やポンプ部２２Ａ，２２Ｂ、あるいは配管に、設けてもよい。温度センサ１６Ａ，１６Ｂは例えばポンプ内の水の温度を直接的または間接的に検出する。例えば他の実施形態として図６に示すように、ポンプ装置１２Ａ，１２Ｂに温度センサ１６Ａ，１６Ｂが設けられている。この場合にあっても、温度センサ１６Ａ，１６Ｂを用い、低コストにて凍結防止が可能である。 In the first embodiment described above, an example was shown in which the temperature sensor mounted on the inverter is also used, but the invention is not limited to this. may be provided. Temperature sensors 16A, 16B directly or indirectly detect the temperature of water in the pump, for example. For example, as shown in FIG. 6 as another embodiment, temperature sensors 16A, 16B are provided in pump devices 12A, 12B. Even in this case, freezing can be prevented at low cost using the temperature sensors 16A and 16B.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１）
複数のポンプと、
前記ポンプの温度が所定の第１閾値未満である低温ポンプを運転する、凍結防止処理を行うとともに、前記凍結防止処理において、停止していた低温ポンプを起動する場合に、複数の前記ポンプの運転状況に基づき、運転中ポンプがある場合に前記運転中ポンプを停止して前記運転中ポンプと停止ポンプを入れ替えるポンプ入替処理を行う、制御部と、を備える、給水装置。
（２）
前記制御部は、停止ポンプと運転中ポンプとがあり、前記停止ポンプの温度が第１閾値未満であり、前記運転中ポンプの温度が前記第１閾値よりも高く設定された第２閾値以上である場合に、前記ポンプ入替処理を行う、（１）に記載の給水装置。
（３）
前記制御部は、温度が前記第１閾値未満となる前記低温ポンプ以外に、通常運転中あるいは凍結防止運転中のポンプが無い場合には、凍結防止処理において、一定周波数で凍結防止運転するとともに、第１閾値よりも高い第２閾値以上となった場合に前記凍結防止運転を終了する、（１）に記載の給水装置。
（４）
前記制御部は、目標圧力一定制御にて通常運転を行うとともに、
前記凍結防止処理において、前記低温ポンプ以外に、通常運転中あるいは凍結防止運転中のポンプがある場合には、前記ポンプ入替処理を行い、ポンプ入替処理前の前記運転中ポンプの運転条件に対応する条件で、ポンプ入替処理後の前記低温ポンプを運転する、（１）乃至（３）のいずれかに記載の給水装置。
（５）
前記凍結防止処理における運転周波数は、通常運転における小水停止周波数を上限とする、（１）乃至（４）のいずれかに記載の給水装置。
（６）
前記制御部は、目標圧力一定制御にて通常運転を行うとともに、前記凍結防止処理中に前記通常運転の制御を優先する、（１）乃至（５）のいずれかに記載の給水装置。
（７）
前記運転中ポンプの温度が前記第１閾値よりも高く設定された第２閾値未満である場合に、前記ポンプ入替処理の前に、前記運転中ポンプの運転周波数を上げるプレ入替運転を行う、（１）乃至（６）のいずれかに記載の給水装置。
（８）
前記プレ入替運転において、目標圧力一定制御に変更し、あるいは所定の割合で周波数を増加させて、前記運転中ポンプを運転する、（７）に記載の給水装置。
（９）
前記運転中ポンプが複数台ある場合に、温度の高いポンプから順番に停止して前記ポンプ入替処理を行う、（１）乃至（８）のいずれかに記載の給水装置。
（１０）
停止中の低温ポンプが複数ある場合に、温度の低いポンプから順番に起動する、（１）乃至（９）のいずれかに記載の給水装置。
（１１）
複数の前記ポンプ内の水の温度を直接的または間接的に検出する温度検出部が前記ポンプ毎に、設けられる、（１）乃至（１０）のいずれかに記載の給水装置。
（１２）
前記温度検出部は、前記複数のポンプに接続されたインバータに搭載される、（１１）に記載の給水装置。
（１３）
複数のポンプと、
前記複数のポンプに接続されたインバータに搭載され、複数の前記ポンプの温度を間接的に検出する温度検出部と、
前記ポンプの検出温度に基づき、検出温度が所定の第１閾値未満である低温ポンプを運転する、凍結防止処理を行う給水装置。
（１４）
複数のポンプの温度を直接的または間接的に検出し、
前記ポンプの検出温度に基づき、検出温度が所定の第１閾値未満である低温ポンプを運転する、凍結防止処理を行うとともに、前記凍結防止処理において、停止していた低温ポンプを起動する場合に、複数の前記ポンプの運転状況に基づき、運転中ポンプがある場合に前記運転中ポンプを停止して前記運転中ポンプと停止ポンプを入れ替えるポンプ入替処理を行う、給水装置の制御方法。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified at the implementation stage without departing from the gist thereof. Moreover, each embodiment may be implemented in combination as appropriate, and in that case, the combined effect can be obtained. Furthermore, the embodiments described above include various inventions, and various inventions can be extracted by combinations selected from the plurality of constituent features disclosed. For example, if a problem can be solved and an effect can be obtained even if some constituent features are deleted from all the constituent features shown in the embodiment, the configuration from which these constituent features are deleted can be extracted as an invention. Below, the invention described in the original claims of the present application will be added.
(1)
multiple pumps,
Performing an anti-freezing process in which a cryogenic pump whose temperature is lower than a predetermined first threshold is operated, and in the anti-freezing process, when starting a cryogenic pump that has been stopped, operating a plurality of the pumps. A water supply device comprising: a control unit that performs a pump replacement process of stopping the operating pump and replacing the operating pump with the stopped pump, based on the situation, if there is a pump in operation.
(2)
The control unit includes a stopped pump and an operating pump, and the temperature of the stopped pump is less than a first threshold, and the temperature of the operating pump is equal to or higher than a second threshold set higher than the first threshold. The water supply device according to (1), which performs the pump replacement process in some cases.
(3)
If there is no pump in normal operation or antifreeze operation other than the low temperature pump whose temperature is less than the first threshold, the control unit performs antifreeze operation at a constant frequency in the antifreeze process, and The water supply device according to (1), wherein the antifreeze operation is terminated when the second threshold value is higher than the first threshold value.
(4)
The control unit performs normal operation under constant target pressure control, and
In the antifreeze process, if there is a pump in normal operation or in antifreeze operation other than the low temperature pump, the pump replacement process is performed to correspond to the operating conditions of the operating pump before the pump replacement process. The water supply device according to any one of (1) to (3), which operates the low-temperature pump after pump replacement processing under certain conditions.
(5)
The water supply device according to any one of (1) to (4), wherein the operating frequency in the anti-freezing process has a small water stop frequency in normal operation as an upper limit.
(6)
The water supply device according to any one of (1) to (5), wherein the control unit performs normal operation under constant target pressure control and gives priority to control of the normal operation during the anti-freezing process.
(7)
If the temperature of the operating pump is less than a second threshold set higher than the first threshold, a pre-replacement operation is performed to increase the operating frequency of the operating pump before the pump replacement process; 1) The water supply device according to any one of (6).
(8)
The water supply device according to (7), wherein in the pre-replacement operation, the pump during operation is operated by changing to constant target pressure control or increasing the frequency at a predetermined rate.
(9)
The water supply device according to any one of (1) to (8), wherein when there are a plurality of pumps in operation, the pump replacement process is performed by stopping the pumps in order of temperature.
(10)
The water supply device according to any one of (1) to (9), wherein when there are a plurality of stopped low-temperature pumps, the pumps are started in order from the one with the lowest temperature.
(11)
The water supply device according to any one of (1) to (10), wherein each pump is provided with a temperature detection unit that directly or indirectly detects the temperature of water in the plurality of pumps.
(12)
The water supply device according to (11), wherein the temperature detection unit is mounted on an inverter connected to the plurality of pumps.
(13)
multiple pumps,
a temperature detection unit that is mounted on an inverter connected to the plurality of pumps and indirectly detects the temperature of the plurality of pumps;
A water supply device that performs anti-freezing treatment, which operates a low-temperature pump whose detected temperature is less than a predetermined first threshold based on the detected temperature of the pump.
(14)
Detects the temperature of multiple pumps directly or indirectly,
Based on the detected temperature of the pump, when performing anti-freezing processing to operate a cryogenic pump whose detected temperature is less than a predetermined first threshold value, and starting a cryogenic pump that has been stopped in the anti-freezing processing, A method for controlling a water supply device, which performs a pump replacement process in which, if there is a pump in operation, the in-operation pump is stopped and the in-operation pump and the stopped pump are replaced based on the operating status of the plurality of pumps.
１０…給水装置、１０Ａ…給水装置、１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）…ポンプ装置、１３…圧力センサ（圧力検出部）、１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）…流量センサ、１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）…インバータ、１６（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ）…温度センサ、１７…制御部、１８…記憶部、１９…制御盤、２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）…モータ、２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）…ポンプ部、Ｔ１…第１閾値、Ｔ２…第２閾値。 10... Water supply device, 10A... Water supply device, 12 (12A, 12B, 12C)... Pump device, 13... Pressure sensor (pressure detection section), 14 (14A, 14B, 14C)... Flow rate sensor, 15 (15A, 15B, 15C)...Inverter, 16 (16A, 16B, 16C)...Temperature sensor, 17...Control unit, 18...Storage unit, 19...Control panel, 21 (21A, 21B, 21C)...Motor, 22 (22A, 22B, 22C)... )...pump section, T1...first threshold value, T2...second threshold value.
Claims (9)
前記ポンプの温度が所定の第１閾値未満である低温ポンプを運転する、凍結防止処理を行うとともに、前記凍結防止処理において、停止していた低温ポンプを起動する場合に、複数の前記ポンプの運転状況に基づき、運転中ポンプがある場合に前記運転中ポンプを停止して前記運転中ポンプと停止ポンプを入れ替えるポンプ入替処理を行う、制御部と、を備え、
前記運転中ポンプの温度が前記第１閾値よりも高く設定された第２閾値未満である場合に、前記ポンプ入替処理の前に、前記運転中ポンプの運転周波数を上げるプレ入替運転を行う給水装置。 multiple pumps,
Performing an anti-freezing process in which a cryogenic pump whose temperature is lower than a predetermined first threshold is operated, and in the anti-freezing process, when starting a cryogenic pump that has been stopped, operating a plurality of the pumps. A control unit that performs a pump replacement process of stopping the operating pump and replacing the operating pump with the stopped pump based on the situation, if there is an operating pump,
When the temperature of the operating pump is less than a second threshold set higher than the first threshold, the water supply device performs a pre-replacement operation in which the operating frequency of the operating pump is increased before the pump replacement process. .
前記凍結防止処理において、前記低温ポンプ以外に、通常運転中あるいは凍結防止運転中の運転中ポンプがある場合には、前記ポンプ入替処理を行い、ポンプ入替処理前の前記運転中ポンプの運転条件に対応する条件で、ポンプ入替処理後の前記低温ポンプを運転する、請求項１に記載の給水装置。 The control unit performs normal operation under constant target pressure control, and
In the anti-freezing process, if there is an operating pump in normal operation or in anti-freezing operation other than the low temperature pump, the pump replacement process is performed and the operating conditions of the operating pump before the pump replacement process are met. The water supply device according to claim 1 , wherein the low temperature pump after pump replacement processing is operated under corresponding conditions.
The water supply device according to claim 8 , wherein the temperature detection section is mounted on an inverter connected to the plurality of pumps.
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