供水系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種供水系統。其具備使多個泵運轉的可變速驅動單元、控制上述可變速驅動單元的控制裝置、在上述泵的供水管安裝的供水管壓力傳感器、上述泵的供水管的末端的多個供水器具、設定上述各供水器具需要的壓力目標值和流量目標值以及對應的轉速的設定單元、上述多個供水器具上安裝的發送供水器具的操作狀況的第一通信單元、上述控制裝置中設置的第二通信單元，上述控制裝置從上述第一通信單元接收到信號時，對上述可變速驅動單元指示與該接收信號對應的供水器具的上述設定值，控制上述可變速驅動單元，使上述設定值的壓力目標值與上述供水管壓力傳感器的壓力相等。
【專利說明】供水系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及具備通信單元的供水裝置、供水管末端的供水器具或其附近具備通信單元的供水系統構成的供水系統。
【背景技術】
[0002]供水裝置由通過可變速驅動裝置(驅動感應電動機的情況下使用逆變器，驅動永磁體電動機的情況下使用其用的控制器，該控制器也是以逆變器為基礎的)驅動的泵構成。供水裝置的壓力控制方式有3種方式，即(I)在泵的排出側設置壓力傳感器，將該處的壓力控制為固定的排出壓力固定控制方式，(2)在泵的排出側設置壓力傳感器，進行壓力控制使該處的壓力沿著配管阻力曲線上而間接地使末端的壓力固定的推測末端壓力固定控制方式，(3)在供水管末端的最高部最遠部設置壓力傳感器，進行壓力控制使該壓力固定的直接的末端壓力固定控制方式。
[0003](1)、(2)的方式得以適當使用，但是(2)方式具有復雜并且也需要并且較大存儲容量的軟件、需要進行用于控制的參數等的設定等使用較為麻煩的一面。(3)的方式中由于在供水管的終端設置的壓力傳感器與供水裝置間之間鋪設較長的線纜，施工繁瑣并且工程費用較高，所以幾乎不采用。
[0004]( I)、( 2 )的方式中，基于最大水量將其確定為目標壓力，由于包含設計計算上的裕度，所以存在消費多余的運轉動力(功率)的情況較多。因為(3)的方式是直接將末端的壓力控制為規定壓力，所以能夠減輕多余的運轉動力，除去上述線纜的施工性較差之外，能夠考慮為是理想的供水方式。但是，由于將供水管終端的最高部最遠部的壓力控制為固定，所以使用比其更近的位置的水龍頭(供水器具)時，壓力過高，會使用多余的運轉動力。
[0005]能夠列舉專利文獻I (日本特開平10-009148號公報)作為該技術的現有例。專利文獻I是在配管壓力不詳的情況下，配管損失變化的情況下，也以規定的壓力對被供水部供水。順序選擇各水龍頭并在該水龍頭設置帶有發送信號功能的壓力傳感器，使該水龍頭全開，設定進行推測末端壓力固定控制時的該水龍頭所需要的壓力，基于該設定求出負載曲線并根據該負載曲線進行推測末端壓力固定控制。
[0006]但是，如上所述，推測末端壓力固定控制具有復雜且需要較大存儲容量的軟件，需要進行用于控制的參數等的設定等使用較為麻煩的一面，并且因為包含設計計算上的裕度，存在消費多余的運轉動力的情況較多。
[0007]其中，推測末端壓力固定控制，指的是以最大使用水量QO和設想對供水器具中最高位、最遠的器具供水而求出的總揚程HO這2個量為上限坐標，以水量O和該水量的關閉壓力水頭(head)(實際揚程+所需末端壓力水頭)這2個量為下限坐標，使泵的排出壓力水頭沿著連結其的直線或二次曲線地間接控制。實際上，由于水量與轉數(與逆變器頻率對應)成比例，坐標的2個量中，水量換為逆變器的頻率。末端壓力固定控制指的是在作為控制對象的特定的末端設置壓力傳感器，進行壓力固定控制(控制逆變器頻率)使該處的壓力固定。[0008]專利文獻1:日本特開平10-009148號公報
【發明內容】
[0009]為了使用【背景技術】中敘述的(3)方式的直接的末端壓力固定控制，實現多余的運轉動力的減輕，需要消除其課題即線纜較長、施工性差這一點。作為其改善對策，能夠考慮在供水裝置和供水管終端的各供水器具或其附近分別設置無線通信單元的方法。但是，使用無線通信時必然會產生因接受壓力數據等而使通信時間變長，響應不良的問題。
[0010]本實用新型鑒于上述現有技術的問題，提供了通過與直接的末端壓力固定控制相比為同等以上的壓力控制，減輕多余的運轉動力，響應良好的供水系統。
[0011]此外，其目的在于提供使供水裝置一側具有壓力目標值、初始時逆變器頻率(目標流量)等作為設定值，在壓力控制中，與末端壓力固定控制同等以上的消除了上述問題的具備無線通信單元的供水裝置。
[0012]本實用新型為了解決上述課題，為一種供水系統，其具備具備:對多個泵進行可變速運轉的可變速驅動單元；控制上述可變速驅動單元的控制裝置；在上述泵的排出側的供水管安裝的供水管壓力傳感器；和在上述泵的供水管的末端設置的多個供水器具，通過使泵可變速運轉而對上述多個供水器具供水，該供水系統的特征在于，具備:
[0013]設定各上述供水器具需要的壓力目標值、流量目標值和與這些值對應的轉速的設定單元；
[0014]發送上述多個供水器具或其附近設置的供水器具的操作狀況的第一通信單元；和
[0015]設置在上述控制裝置中的第二通信單元，其中
[0016]上述控制裝置從上述第一通信單元接收到信號時，對上述可變速驅動單元指示與該接收信號對應的供水器具的上述設定值，并且控制上述可變速驅動單元，使上述設定值的壓力目標值與上述供水管壓力傳感器的壓力相等。
[0017]此外，以上記載的供水系統中，其特征在于:上述控制裝置從上述第一通信單元接收到信號時，求出具有發出信號的通信單元中設置在最高位置的通信單元的供水器具的實用揚程，并且對發出信號的通信單元的各供水器具求出配管阻力，生成對上述實用揚程和上述配管阻力的相加值加上各供水器具的所需末端壓力中最大的所需末端壓力的值作為設定值的壓力目標值。
[0018]此外，以上記載的供水系統中，其特征在于:上述控制裝置還具備基于上述設定單元的設定計算各上述供水器具需要的壓力目標值和流量目標值或與其對應的轉速并存儲的存儲部，上述控制裝置從上述第一通信單元接收到信號時，從上述存儲部讀出與該接收信號對應的供水器具的壓力目標值和流量目標值或與其對應的轉速，對上述可變速驅動單元指示轉速，并且控制上述可變速驅動單元，使從上述存儲部讀出的壓力目標值與上述供水管壓力傳感器的壓力相等。
[0019]此外，以上記載的供水系統中，其特征在于:上述存儲部將根據與各供水器具對應的分組的排水量和壓力目標值確定的逆變器頻率作為轉速存儲，上述控制裝置從上述第一通信單元接收到信號時，從上述存儲部讀出具有發出信號的通信單元的供水器具的排水量并對其進行合計運算處理求出最大水量，根據該最大水量從上述存儲部讀出與該水量對應的逆變器頻率，自動生成啟動時的流量目標值對應轉速。[0020]本實用新型為了解決上述課題，為一種供水系統，其具備:使多個泵可變速運轉的可變速驅動單元；控制上述可變速驅動單元的控制裝置；上述泵的排出側的供水管上安裝的供水管壓力傳感器；和在上述泵的供水管的末端設置的多個供水器具，通過使泵可變速運轉而對上述多個供水器具供水，該供水系統的特征在于，具備:
[0021]對各上述供水器具的每一個設定供水系統需要的壓力目標值、流量目標值和與這些值對應的轉速的設定單元；
[0022]設置在上述多個供水器具或其附近的檢測壓力的供水器具壓力傳感器及發送其壓力狀態的第一通信單元；和
[0023]設置在上述控制裝置中的第二通信單元，其中
[0024]上述供水器具壓力傳感器檢測到該供水器具的開放狀態時，該第一通信單元發出信號，上述控制裝置從該通信單元接收到信號時，對上述可變速驅動單元指示與該接收信號對應的供水器具的上述設定值的轉速，并且控制上述可變速驅動單元，使上述設定值的壓力目標值與上述供水管壓力傳感器的壓力相等。
[0025]此外，以上記載的供水系統中，其特征在于:上述控制裝置還具備存儲上述設定單元設定的各上述供水器具的每一個的供水系統需要的壓力目標值和流量目標值或與其對應的轉速的存儲部，上述控制裝置從上述第一通信單元接收到信號時，從存儲部讀出與該接收信號對應的供水器具的壓力目標值和流量目標值或與其對應的轉速，對上述可變速驅動單元指示轉速，并且控制上述可變速驅動單元，使上述供水管的壓力目標值與上述供水管壓力傳感器的壓力相等。
[0026]此外，以上記載的供水系統中，其特征在于:安裝在各上述供水器具上的供水器具壓力傳感器是壓力開關。
[0027]本實用新型為了解決上述課題，為一種供水系統，其具備:使多個泵可變速運轉的可變速驅動單元；控制上述可變速驅動單元的控制裝置；和在上述泵的供水管的末端設置的多個供水器具，通過使泵可變速運轉而對上述多個供水器具供水，該供水系統的特征在于，設置有:
[0028]對各上述供水器具的每一個設定供水系統需要的壓力目標值、流量目標值和與這些值對應的轉速的設定單元；
[0029]存儲這些設定值的存儲部；設置在各上述供水器具或其附近的檢測壓力的供水器具壓力傳感器和發送其壓力狀態的第一通信單元；和
[0030]設置在上述控制裝置中的第二通信單元，其中
[0031]上述供水器具壓力傳感器檢測到上述供水器具的開放狀態時，該第一通信單元發出信號，上述控制裝置從該通信單元接收到信號時，從接收到的信號中選擇在最高位置最遠地設置的供水器具壓力傳感器，對安裝有該所選擇的供水器具壓力傳感器的通信單元發送壓力檢測數據的發送指示，從上述存儲部讀出與基于該發送指示的接收信號對應的供水器具的上述壓力目標值和轉速，對上述可變速驅動單元運轉指示轉速，并且控制上述可變速驅動單元，使上述壓力目標值與上述在最高位置最遠地設置的供水器具壓力傳感器的壓力相等。
[0032]此外，在以上記載的供水系統中，其特征在于:對上述可變速驅動單元指示的轉速，與多個供水器具對應地預先確定規定水量(流量目標值)、規定總揚程(壓力目標值)，通過該壓力目標值和該流量目標值而關聯。
[0033]實用新型的效果
[0034]根據本實用新型，因為使用通信單元接收到供水管終端的多個供水器具的操作狀況時通過與接收信號對應的供水器具的設定值來控制可變速驅動單元，響應良好，并且能夠以適合供水器具的壓力目標值、流量目標值供水，所以能夠減輕多余的運轉動力。進而，與以往的末端壓力固定控制相比，不需要大容量的軟件，也不需要復雜的參數設定，使用簡單。
[0035]此外，由于使供水裝置側具有壓力目標值、初始時逆變器頻率(目標流量)等，將各供水器具開放的狀態用通信單元通過無線通信傳達至供水裝置，在此基礎上設定目標壓力和初始時逆變器頻率(目標流量)，通過泵排出側安裝的壓力傳感器進行壓力控制為與上述壓力目標值相等，所以具有能夠實現與直接的末端壓力固定控制(相比為)同等以上的壓力控制，減輕多余的運轉動力(功率)的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1是本實用新型實施例的供水系統的供水系統圖。
[0037]圖2是表示開放各供水器具的情況下的運轉狀態的泵運轉特性圖。
[0038]圖3是本實用新型實施例的供水裝置的結構圖。
[0039]圖4是圖1所示的集合住宅的各層的配管的各部分和LOSS計算說明圖。
[0040]圖5是本實用新型實施例的動作的主流程圖。
[0041]圖6是本實用新型實施例的動作的中斷處理的流程圖。
[0042]圖7是本實用新型實施例的計算各層的供水器具的實際揚程Ha并保存至存儲部的流程圖。
[0043]圖8是本實用新型實施例的計算配管阻力的處理和求出使用最大水量的處理的流程圖。
[0044]圖9是表示本實用新型實施例的根據求出的供水量而求出逆變器初始頻率的處理的流程圖。
[0045]圖10是表示本實用新型實施例的求出總揚程的處理的流程圖。
[0046]圖11是說明逆變器初始頻率的泵運轉特性圖。
[0047]符號說明
[0048]1......吸入管
[0049]Ia?5e......供水器具
[0050]Ita?5ta......第一通信單元
[0051]Ota......第二通信單元
[0052]Ipa?5pe......供水器具壓力傳感器
[0053]2......吸入管
[0054]3......供水裝置
[0055]3-1......泵
[0056]4......供水管
[0057]6......電機[0058]7......壓力容器
[0059]8……供水管壓力傳感器
[0060]CU……控制裝置
[0061]INV......可變速驅動單元
[0062]M......存儲部
[0063]I/O……輸入輸出電路部
[0064]CPU......微處理器
[0065]C0NS2......設定單元。
【具體實施方式】
[0066]以下，使用圖1~圖11和表1~表4說明本實用新型的實施例。
[0067]圖1是本實用新型實施例的供水裝置的供水系統圖，供水對象以5層建筑的集合住宅為例。I是水源，本實施例中表示了使用水箱的例子，而水源也可以為自來水的配水管，不限于水箱。2是吸入管，3是吸入上述吸入管2的水，通過排出側的供水管4對該供水管的終端的各供水器具供水的供水裝置(PU)，具備無線通信單元(第二通信單元)Ota，在之后詳細敘述。
[0068]Ia~Ie是供水管4的終端安裝的多個分別屬于I層的供水器具(水龍頭)，2a~2e、3a~3e、4a~4e、5a~5e是同樣地分別在2層、3層、4層、5層安裝的多個各供水管終端的供水器具。IPa~IPe是上述各供水器具Ia~Ie附近安裝的供水器具壓力傳感器，能夠將壓力檢測值用作數據，也能夠根據該檢測數據的變化用作供水器具的開閉信號。此外，單純用于供水器具的開閉信號的情況下，可以代替壓力傳感器使用壓力開關。壓力傳感器的后綴a~e對應供水器具。2Pa~2Pe、3Pa~3Pe、4Pa~4Pe、5Pa~5Pe是同樣地分別在2層、3層、4層、5層的各供水管終端供水器具附近安裝的壓力傳感器。
[0069]Ita~Ite是上述供水器具的附近安裝的無線通信單元(第一通信單元)，同樣地，2ta~2te、3ta~3te、4ta~4te、5ta~5te是分別在2層、3層、4層、5層的各供水管終端供水器具附近安裝的無線通信單元。這些壓力傳感器和無線通信單元可以是一體的，也可以安裝在各供水器具上。于是，通過這些無線通信單元，在上述供水裝置3與各供水器具之間進行信息的傳遞。此外，QlO~Q14、Q20~Q24、Q30~Q34、Q40~Q44、Q50~Q54分別是屬于I層~5層的上述各供水器具的排水量(放水量)，取決于使用的供水器具的種類，排水量不同。
[0070]其中，上述無線通信單元也可以是有線通信單元，能夠通過共用的電線將發送信號加載到載波上進行通信。
[0071]此處，說明水利計算和上述供水裝置3的泵的選擇方法。選擇滿足使用最大水量(為Q0)和總揚程(為HO)的泵。舉例表示圖1時，QO通過以下(I)式求得。
[0072]Q0={Q10+Q11 ~Q14} + {Q20+Q21 ~Q24} + {Q30+Q31 ~Q34} + {Q40+Q41 ~Q44} + {Q50+Q51 ~Q54} XK (I)
[0073]此處，K是供水器具的同時開閉率。由于供水器具不會同時打開，一般乘以該K求出使用最大水量。
[0074]總揚程HO通過以下(2)式求得。[0075]H0=Ha+Hf+Hp-Hs (2)
[0076]此處，Ha是實際揚程，表示從水箱I的吸水面到最高位的吸水器具的實際高度。Hf是配管阻力，是使供水管4中流過使用最大水量QO的情況下供水管4的阻力，Hp是所需末端壓力水頭(head)，是供水器具終端的所需末端壓力水頭(一般使用IOm程度)，Hs是吸入總揚程，如果吸水面比泵吸入中心高則為負(本例)，低則為正。
[0077]以上的水利計算(I)式、(2)式的求出方法，一般在建筑設備手冊、空氣調節衛生工程手冊等中有所表示。以往，根據(2)式求得的總揚程HO，伴隨使用水量的變化，進行排出壓力固定控制或末端壓力固定控制。因此，如現有技術所述，會多余地消費能量。
[0078]表I是開放圖1所示的集合住宅的各層的供水器具時的和供水器具相對的水使用量與各實際揚程(實用揚程)、配管阻力、所需末端壓力、總揚程、逆變器頻率的關系整理綜合表示的表。其觀點是，例如設想在I層，只開放供水器具Ia的情況時，排水量(使用水量)是Q10，實際揚程是Hla-Hs (參照圖1)，配管阻力是Hlf (Q10)，表示I層的供水管歧管(供水器具Ia)中流過供水量QlO的情況的配管阻力。表示所需末端壓力是HP，總揚程HOl(QlO)是Hla-HS+Hlf+HP，逆變器頻率是fl。總揚程作為壓力目標值。
[0079][表 I]
[0080]
【權利要求】
1.一種供水系統，其具備:對多個泵進行可變速運轉的可變速驅動單元；控制所述可變速驅動單元的控制裝置；在所述泵的排出側的供水管安裝的供水管壓力傳感器；和在所述泵的供水管的末端設置、被配置在建筑物的不同層的多個供水器具，通過使泵可變速運轉而對所述多個供水器具供水，該供水系統的特征在于，具備: 設置在所述多個供水器具或其附近的發送各供水器具的操作狀況的多個第一通信單元， 所述控制裝置包括: 分別接收從配置在建筑物的不同層的所述第一通信單元發送的信號的第二通信單元。
2.一種供水系統，其具備:使多個泵可變速運轉的可變速驅動單元；控制所述可變速驅動單元的控制裝置；所述泵的排出側的供水管上安裝的供水管壓力傳感器；和在所述泵的供水管的末端設置、被配置在建筑物的不同層的多個供水器具，通過使泵可變速運轉而對所述多個供水器具供水，該供水系統的特征在于，具備: 設置在所述多個供水器具或其附近的檢測壓力的供水器具壓力傳感器及發送其壓力狀態的多個第一通信單元， 所述控制裝置包括: 分別接收從配置在建筑物的不同層的所述第一通信單元發送的信號的第二通信單元。
3.如權利要求2所述的供水系統，其特征在于: 安裝在各所述供水器具上的供水器具壓力傳感器是壓力開關。
4.一種供水系統，其具備:使多個泵可變速運轉的可變速驅動單元；控制所述可變速驅動單元的控制裝置；和在所述泵的供水管的末端設置、被配置在建筑物的不同層的多個供水器具，通過使泵可變速運轉而對所述多個供水器具供水，該供水系統的特征在于，設置有: 設置在各所述供水器具或其附近的檢測壓力的供水器具壓力傳感器和發送其壓力狀態的多個第一通信單元， 所述控制裝置包括: 分別接收從配置在建筑物的不同層的所述第一通信單元發送的信號的第二通信單元。
5.如權利要求4所述的供水系統，其特征在于: 各所述供水器具上安裝的供水器具壓力傳感器是壓力開關。
【文檔編號】E03B1/00GK203412029SQ201220361491
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月24日 優先權日:2011年12月2日
【發明者】佐藤幸一 申請人:株式會社日立產機系統