(57)【要約】【課題】  従来の送水二次ポンプ台数制御は負荷流量計測による二位置調節器の台数制御または台数制御コントローラで台数制御をするため、流量計を配管に取付ける必要があり流量計本体と配管工事および配線工事が必要で費用が高額になる。また台数制御に合わせて送水圧力制御にインバータを採用してポンプ回転数により適切な流量制御を実施しているがポンプ増減段をポンプ定格流量にて判断するためポンプ軸動力が考慮されていない。【解決手段】  本発明は流量計の設置が不要で変流量送水制御では不可欠な圧力制御を利用して末端圧発信器または末端差圧発信器からの圧力信号で圧力調節器の制御出力から運転中のインバータポンプ周波数状態とポンプ運転台数および制御バイパス弁状態により、台数制御コントローラがポンプ軸動力演算した結果で増減段判断を実行し適切なポンプ軸動力でポンプ台数制御をすることで省エネルギー効果の多い台数制御を提供するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転数の制御可能な複数台のポンプを備え末端圧制御または末端差圧制御を使用して負荷流量計を使わないポンプ台数制御方法において、圧力制御出力信号によりポンプ軸動力を台数制御コントローラで仮想演算しポンプ運転増段要求と送水圧力制御バイパス弁開度によるポンプ運転減段要求によりポンプ台数を制御させることを特徴とするポンプの運転台数制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、熱交換器用熱源送水二次ポンプの台数制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の送水二次ポンプ台数制御は負荷流量計測による冷水または温水の負荷流量を流量計で計測し、二位置調節器のオンオフにて台数制御を実施する方式または台数制御コントローラにポンプの流量定格値を設定し一定時間の平均値演算した結果で負荷に合ったポンプ台数を増減段して負荷に送水する方式が広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６５９６７
【特許文献２】特開平８−２６１１９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来の送水二次ポンプ台数制御は負荷流量計測による二位置調節器のオンオフにて台数制御する方式または台数制御コントローラで台数制御をするため、流量計を送水配管に取付ける必要があり流量計本体と配管工事および配線工事が必要で費用が高額になる。【０００５】  近年ではポンプ台数制御に合わせて送水圧力制御にインバータを採用してポンプ回転数を制御してより適切な流量制御を実施しているがポンプ増減段をポンプ定格流量にて判断するためポンプ軸動力が考慮されていない。【０００６】  また送水圧力制御も送水元圧力制御より送水負荷側の末端にて圧力制御する末端圧制御または末端差圧制御方式で、負荷側の熱交換器流量に合った送水で省エネルギー効果が得られることから近年多くの送水二次ポンプで採用されているが、この末端に取付けた圧力発信器または差圧発信器を有効に利用していない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は末端圧発信器または末端差圧発信器からの圧力制御で圧力調節器の制御出力信号から運転中のポンプインバータ周波数状態と圧力バイパス弁開度状態から台数制御コントローラがポンプの軸動力演算とバイパス流量を判断しポンプの台数制御をするものである。
【発明の効果】
【０００８】  本発明は下記に記載されるような効果がある。【０００９】  流量計本体と配管工事および配線工事が不必要で費用が軽減できる。【００１０】  ポンプにはインバータが必要だが台数制御コントローラがポンプの軸動力を考慮してポンプの台数制御を適正に判断して熱交換器負荷に対応できため無駄なエネルギーを使わずランニングコストの低減と省エネルギー効果が多くなり、地球温暖化ガスＯ２排出量の削減に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の台数制御コントローラ制御ブロック図の実施例である。
【図２】台数制御コントローラのブロック図である。
【図３】熱交換器用熱源計装図である。
【図４】（Ａ）は圧力調節器制御出力グラフである。（Ｂ）はインバータ動作とバイパス弁開度作動グラフである。
【図５】（Ｃ）はポンプ流量比例曲線図である。（Ｄ）はポンプ吐出圧比例曲線図である。（Ｅ）はポンプ軸動力比例曲線図である。
【図６】熱交換器用熱源送水配管抵抗線図とポンプ運転圧力線図である。
【図７】送水配管抵抗線図とポンプ運転圧力線図よる台数制御の増断判断図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  図３は熱交換器用熱源計装図で送水配管末端に取付けた末端差圧発信器３から圧力信号を圧力用調節器２に入力し制御された制御出力信号を変換器４に入力して出力をポンプ用インバータ６で送水ポンプ５の回転数制御と圧力制御バイパス弁７の開度調整により適切な送水圧制御を実施する。
【００１３】  圧力用調節器２からの制御出力を台数制御コントローラに入力し、制御出力信号と運転台数により軸動力演算の結果で増減段判断を実行しポンプ台数制御をする。
【００１４】  図４、（Ａ）図は圧力制御用調節器の制御信号グラフでその信号を変換器４に入力して変換器４出力の一例として（Ｂ）図グラフのようにポンプ用インバータを５０％から１００％周波数で動作させ、圧力制御バイパス弁を０％から１００％で作動させた場合を示している。
【００１５】  図５はポンプ回転数による変化グラフで流量（Ｃ）図と吐出圧力（Ｄ）図およびポンプ用三相電動モータの軸動力（Ｅ）図であり流量は比例して吐出圧力は２乗に比例する、またポンプ用三相電動モータの軸動力は３乗に比例するため、周波数１００％で運転しているときは流量、吐出圧、軸動力は１００％で周波数を６０％に変えると理論上流量は６０％になり吐出圧は３６％でポンプ用三相電動モータの軸動力は２１．６％になる。
【００１６】  このことから１台のポンプで１００％の運転より、６０％の２台運転の方がポンプ用三相電動モータの軸動力４３．２％の消費で送水流量が１２０％と多くなる。
【００１７】  図６は熱交換器用熱源送水配管の抵抗線図１３で流量が増加すると配管抵抗も増加していく、このときの送水圧として送水ポンプが負荷側の送水圧力として必要な圧力１４の線図になる。
【００１８】  また図６にポンプ台数制御時の定格運転のポンプ１台運転９ａ、２台運転１０ａ、３台運転１１ａ、４台運転１２ａおよびインバータ最低設定周波数の一例として１台運転９ｂ、２台運転１０ｂ、３台運転１１ｂ、４台運転１２ｂの圧力線図を示してある。
【００１９】  従来の流量制御によるポンプ台数制御はポンプの定格値により増段ポイント１５を設定し、流量が増段設定流量を一定時間超えるとポンプ増段を実行して減段ポイント１６を一定時間下回るとポンプ減段を実行する。
【００２０】  図７は本発明の実施例をグラフに示した抵抗線図１３と供給圧力として必要な圧力１４の線図に加え定格運転のポンプ１台運転９ａ、２台運転１０ａとインバータによる最低設定周波数の一例として１台運転９ｂ、台運転１０ｂを示した圧力線図にポンプ１台をインバータ運転で周波数を増加させたときの圧力線図９ｃが示してあります。
【００２１】  この圧力線図を確認するとインバータにより周波数を増加させた１台運転の圧力線図９ｃが最低周波数で２台運転した時の圧力線図１０ｂを越えてしまうポイントが発生します。このときに１台運転で周波数を上げた軸動力と２台最低周波数で運転した軸動力を比較した結果、２台運転の軸動力が少なければ２台のポンプで負荷側に送水する方が適切かつ省エネルギーな台数制御が可能になる。
【００２２】  ポンプの増減段は台数制御コントローラのプログラム演算で最適軸動力を判断させポンプ増段を実行し減段は送水流量が減ることでインバータの周波数が最低になったのち圧力制御バイパス弁７が開き始めの一定開度を超えたときポンプ減段を実行する。
【００２３】  図３では末端差圧発信器３で末端差圧を測定する形態を示したが、末端にある熱交換器上流配管部から取出した圧力発信器の形態であっても本発明の効果は同一である。
【実施例】
【００２４】  図１は台数制御コントローラ制御ブロック図で示すように圧力制御信号によりポンプ軸動力を演算して運転台数を掛算した値とポンプ最低周波数に運転台数プラス１台の軸動力を掛けた値を比較判断し、増断タイマーの設定タイムアップ後にポンプ増断をする。【００２５】  なお、ポンプ最低周波数に運転台数プラス１台の軸動力を掛けた値には運転台数により運転台数補正値を付加することでポンプ吐出圧補正を実施する。【００２６】  また減段は、圧力制御信号でポンプ用インバータの最低周波数に落ちた後に圧力制御バイパス弁が一定開度以上で減段タイマーの設定タイムアップ後にポンプ減段をする。【００２７】  増断または減段が実行された後は圧力制御を安定させる時間として効果待ちタイマーを設定し、つぎの増減断判断を実行する。【００２８】  図２は台数制御コントローラのブロック図を示してあるが、圧力制御部とインバータ出力信号および圧力制御バイパス出力信号を備えた形態であっても本発明の効果は同一である。
【符号の説明】
【００２９】  １、台数制御コントローラ
２、差圧力調節器
３、差圧発信器
４、変換器
５、送水ポンプ
６、インバータ
７、バイパス弁
８、熱交換器
９、１台運転時ポンプ吐出圧力線図
１０、２台運転時ポンプ吐出圧力線図
１１、３台運転時ポンプ吐出圧力線図
１２、４台運転時ポンプ吐出圧力線図
１３、送水配管圧力損失線図
１４、必要送水圧力線図
１５、ポンプ増段ポイント
１６、ポンプ減段ポイント
２０１、圧力制御信号
４０１、インバータ動作グラフ
４０２、圧力制御バイパス弁動作グラフ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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