(57)【要約】【課題】本発明は、可変電圧、可変周波数電源で駆動される可変速ポンプＮ（Ｎ≧２）台が並列運転を行うように構成され、吐出圧力一定制御、あるいは、推定末端圧力一定制御によって制御されている並列ポンプの解列制御方法と並列ポンプの解列制御システムに関するものである。【解決手段】本発明は、Ｎ台のポンプが並列運転している場合の軸動力合計と、Ｎ−１台のポンプが並列運転している場合の軸動力合計を、ポンプの揚程−流量二次近似式、吐出圧力一定制御の目標曲線、あるいは、推定末端圧力一定制御の目標曲線、ポンプの流量−効率の二次近似式、押込み揚程からＮ台運転中の軸動力合計とＮ−１台運転中の軸動力合計を演算する。両者を比較することにより、Ｎ−１台運転の軸動力の合計がＮ台運転の軸動力の合計に等しくなった流量を省エネルギー解列流量として計算する。本発明は、前記解列流量を解列流量設定値として、制御装置に設定し、実際流量と比較して、ポンプの解列制御を実行する。【選択図】図２
2010216288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変電圧・可変周波数電源にて制御される電動機で駆動する可変速ポンプが２台以上、Ｎ台で並列に運転され、その圧力を吐出圧力一定制御または推定末端圧力一定制御方式によって制御されており、Ｎ台並列運転状態から給水負荷が減少し、Ｎ台のポンプから１台を解列し、Ｎ−１台運転に切り換える場合の直送給水方法において、
Ｎ台運転中のポンプ軸動力の合計よりも、Ｎ−１台運転中の軸動力の合計が小さくなる流量を、ポンプの揚程−流量二次近似式、吐出圧力一定制御、あるいは、推定末端圧力一定制御の目標曲線、ポンプの流量−効率の二次近似式と給水システムの実際の押込み揚程から、並列投入完了信号または解列完了信号毎に、Ｎ台ポンプの解列すべての場合について、省エネルギー解列流量として演算・記憶せしめ、
前記演算・記憶したデータを実際の並列運転台数によって読み出し、省エネルギー解列流量値として設定し、
ポンプ給水負荷が前記省エネルギー解列流量値の設定値に等しくなる流量でポンプの解列停止を行うように構成することにより、
解列制御時の軸動力を最小にすることを特徴とする並列ポンプの解列制御方法。
【請求項２】
請求項１において、省エネルギー解列流量は、演算と省エネルギー解列流量と押込み揚程の関係を表す直線回帰式とを予め計算した結果を、
一次方程式  STPN＝AN×hSU ＋BN
で表し、前記一次方程式をポンプの解列制御装置に搭載することにより、押込み揚程と並列ポンプの台数のみによって、前記一次方程式により省エネ解列流量を演算することを特徴とする並列ポンプの解列制御方法。
ここに、STPN：省エネ解列流量、AN：解列演算推定式の係数、
hSU ：押込み揚程、    BN：解列演算推定式の定数である。
【請求項３】
２個以上が並列に設けられているポンプと、前記ポンプから給水する際の圧力を検出する圧力検出器と、推定末端圧力一定制御回路と、前記ポンプを駆動するモータおよびモータ制御回路とから少なくとも構成されている並列ポンプの解列制御システムにおいて、
前記ポンプからの押込揚程ｈｓｕを検出する押込揚程検出手段と、
前記ポンプ自身によって決まる比例定数Ａが記憶されているテーブルＡと、
ポンプの並列台数に基づく推定係数Ｂが記憶されているテーブルＢと、
前記押込揚程に基づくポンプ台数における省エネルギー解列流量が記憶されているテーブルＣと、
前記テーブルＡおよびＢ基づいて、省エネルギー解列流量STPN＝AN×hSU ＋BNを前記テーブルＣから読み出す省エネルギー解列制御回路と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする並列ポンプの解列制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変電圧、可変周波数電源で駆動される可変速ポンプＮ（Ｎ≧２）台が並列運転を行うように構成され、吐出圧力一定制御、あるいは、推定末端圧力一定制御によって制御されている並列ポンプの解列制御方法と並列ポンプの解列制御システムに関するものである。直送給水システムは、給水負荷が低下した場合、ポンプ１台を解列し、Ｎ台並列運転からＮ−１台並列運転に切り換える場合、従来方式よりも省エネルギーになる並列ポンプの解列制御方法と並列ポンプの解列制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の並列ポンプ解列制御方法は、給水負荷が減少し、ポンプ１台を解列しても良い状態になった場合、給水負荷がＮ−１台で供給できる流量以下になったことを、電動機の速度や周波数等で検出し、前記状態が所定の時間経過したことを確認して、ポンプ１台を解列し、停止せしめるように制御していた。従来の並列ポンプ解列制御方法は、本発明が提示しているような、Ｎ台運転の合計軸動力と、Ｎ−１台の合計軸動力を比較していなかった。従来の並列ポンプ解列制御方法は、このために、解列運転直後の軸動力合計が解列前の軸動力合計より大きくなってしまうという欠点があった。
【０００３】
たとえば、特開平５−２４０１６５号公報に記載されているポンプ制御方法は、少流量停止用検出部と圧力検出部を設け、これら検出部からの信号に応じて並列、解列流量を最適な状態に調整することにより、並列、解列制御用の流量検出部のオン・オフ流量を調整する複雑な機構を設けないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４０１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、解列運転後の軸動力合計が解列前の軸動力合計と等しくなる流量を省エネルギー解列流量と呼び、前記省エネルギー解列流量を、設定定数、ポンプの揚程−流量近似式、圧力制御の目標曲線、ポンプの効率近似式と並列ポンプ台数、押込み揚程の検出値から演算し、この値を設定することにより従来方式より省エネルギーになる並列ポンプの解列制御の方法を提供する。
【０００６】
第１の並列ポンプの解列制御の方法は、押込み揚程を変数として、Ｎ台のポンプが並列運転している場合の軸動力の合計と、Ｎ−１台のポンプが並列運転している場合の軸動力を求める。前記省エネルギー解列流量は、Ｎ台のポンプとＮ−１台のポンプが並列運転している場合の軸動力を比較し、前者の軸動力合計と後者の軸動力の合計が等しくなる流量を求める。第１の並列ポンプの解列制御の方法は、この結果を設定し、実際流量がこの設定値以下になる時、ポンプを解列停止する。
【０００７】
第２の並列ポンプの解列制御の方法は、省エネルギー解列流量計算をオフラインで実行し、その結果を直線の方程式として制御装置に搭載することにより、第１の方法より簡単化した並列ポンプの省エネルギー解列制御の方法、および並列ポンプの解列制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の並列ポンプの解列制御方法は、第１の手段として、Ｎ台のポンプが並列運転している場合の軸動力合計と、Ｎ−１台のポンプが並列運転している場合の軸動力合計を、ポンプの揚程−流量二次近似式、吐出圧力一定制御の目標曲線、あるいは、推定末端圧力一定制御の目標曲線、ポンプの流量−効率の二次近似式、押込み揚程からＮ台運転中の軸動力合計とＮ−１台運転中の軸動力合計とを演算する。両者を比較することにより、Ｎ−１台運転の軸動力の合計がＮ台運転の軸動力の合計に等しくなった流量を省エネルギー解列流量として計算する。この解列流量を解列流量設定値として、制御装置に設定し、実際流量と比較して、ポンプの解列制御を実行する。
【０００９】
第２の手段として、上記のオンライン演算を簡単化するために、予め、押込み揚程と並列運転中のポンプ台数から省エネルギー解列流量を演算するための一次方程式を導出する。導出した省エネルギー解列流量を推定する一次方程式を給水システムの制御ソフトウエアとして搭載し、ポンプの解列制御を実行する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、並列運転を行っているポンプを解列する場合、解列後の軸動力合計を予測し、解列後の軸動力合計が解列前の軸動力合計と等しくなる流量を省エネルギー解列流量として演算設定し、この流量にて解列するように制御しているので、従来方式のように解列直後に一時的に軸動力合計が増加して省エネルギー性が損なわれるような問題が発生しないため、省エネルギー効果が大きい。
【００１１】
本発明によれば、押込み揚程が大きい場合、省エネルギー解列流量が小流量側に移動することができ、自動的に行われるので、解列流量が固定されている従来方式よりも、省エネルギー効果が大きいという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の省エネルギー解列制御を応用した、ポンプ２台並列、推定末端圧力一定制御の直送給水システムの全体構成図である。
【図２】本発明の省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。
【図３】省エネルギー解列流量演算の制御フローを示すものである。
【図４】2 台並列運転の省エネルギー解列流量の計算例を示すものである。
【図５】吐出圧力一定制御における省エネルギー解列流量の計算例を示している。
【図６】推定末端圧力一定制御の場合の省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。
【図７】吐出圧力一定制御で、ｈ00＝0.8 （p.u.）の場合の省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。
【図８】直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。
【図９】直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。
【図１０】異なる方法により、省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。
【図１１】オフライン計算を行う演算フローを示したものである。
【実施例】
【００１３】
図１は本発明の省エネルギー解列制御を応用した、ポンプ２台並列、推定末端圧力一定制御の直送給水システムの全体構成図である。図２は本発明の省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。図３は省エネルギー解列流量演算の制御フローを示すものである。図４は２台並列運転の省エネルギー解列流量の計算例を示すものである。図５は吐出圧力一定制御における省エネルギー解列流量の計算例を示している。図６は他の方法による発明を説明するための省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。図７は他の方法による発明を説明するための省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。図８は直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。図９は直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。図10は異なる方法により、省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。図11はオフライン計算を行う演算フローを示したものである。
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の省エネルギー解列流量制御の方法を応用した、可変電圧、可変周波数電源で駆動される可変速ポンプ２台によって並列、交互運転を行うように構成された、推定末端圧力一定制御を行う直送給水システムの全体構成を示したものである。ただし、本発明を説明するためには、直接関係しない、たとえば、ポンプ交互運転シーケンス制御やポンプ保圧運転シーケンス制御等は省略されている。
【００１５】
図１において、本発明は、ポンプシステム（１から１２）と、前記ポンプシステムを駆動するモータ１３、１４およびインバータ２１、２２と、推定末端圧力一定制御回路３１と、省エネルギー解列停止制御回路４１とから少なくとも構成されている。前記省エネルギー解列停止制御回路４１は、後述の図２および図３によって詳述される。
【００１６】
最初に、図１によって、前記推定末端圧力一定制御回路の動作を簡単に説明する。圧力設定器31〜4 は、推定末端圧力一定制御の最小揚程h0（ｐ. ｕ. ）を設定する最小揚程設定器で、管路摩擦損失揚程演算器HEAD31〜6 の出力Δｈ（ｐ.ｕ. ）を加算することにより、推定末端圧力一定制御の目標揚程hS（ｐ. ｕ. ）を生成する。前記目標揚程hS（ｐ. ｕ. ）は、圧力検出器11の出力hIと比較され、その偏差がPID 31〜1 、または、PIコントローラによって増幅され、その出力ｆS ＊をD/A 変換器31〜2 、31〜3 を通して、インバータ21、インバータ22に周波数指令f1S 、f2S を与え、ポンプ１、ポンプ２の速度を調整する。つまり、推定末端圧力一定制御系を構成している。
【００１７】
管路摩擦損失揚程演算器HEAD31〜6 は、流量制御回路FLOW31〜5 のから推定流量の自乗ｑ＊2 を受け取り、摩擦損失揚程Δｈを、Δｈ＝（1 −ｈ0 ）ｑ＊2 で演算する。流量制御回路FLOW31〜5 は、ポンプの吐出圧力ｈI から押込み圧力ｈSUを減算して得られる正味のポンプ揚程ｈP と、インバータ指令周波数fS＊を入力として、ポンプの揚程−流量近似二次式によって、流量の自乗ｑ＊2 とその平方根ｑ＊を演算する。シーケンス回路SEQ 31〜7 は、その詳細は図示されていないが、直送給水システムの自動運転に必要なポンプの並列、解列制御やポンプ保圧制御、ポンプ停止制御等のシーケンス制御をソフトウエアによって遂行する制御ブロックを示したものである。
【００１８】
前記シーケンス回路SEQ 31〜7 からの信号RUN1、RUN2は、インバータ21、22を運転する信号である。前記シーケンス回路SEQ 31〜7 に与える信号ZEROは、フロースイッチ10のFLS 信号で、給水流量が規定値以下になったことを検知する信号を示している。前記シーケンス回路SEQ 31〜7 のSTP は、給水流量が省エネルギー解列流量以下になった時、ポンプを停止せしめる信号を示している。
【００１９】
ポンプ１およびポンプ２は、図示のように、インバータ２１によって駆動される電動機１３と、インバータ２２によって駆動される電動機１４とで駆動される。前記ポンプ１およびポンプ２は、図示のように、その吐出し側に、逆止弁３、５と、締め切り弁４、６を介して、また、吸い込み側に、吸込共通配管によって、それぞれ並列に接続されている。逆流防止弁７は、ポンプ停止時等に給水システムから水道本管への逆流を防止する。圧力検出器１２は、逆流防止弁７の上流側に置かれた水道本管圧力検出器である。
【００２０】
また、バイパス配管の逆流防止弁８は、水道本管圧力が、規定圧力以上の場合、ポンプを停止して、水道本管圧力のみで、給水できるようにするために、置かれたものである。以上の説明によって、前記シーケンス回路31〜7 のSTP として、前記省エネルギー解列停止制御回路41から省エネルギー解列停止信号を与えることができれば、図１の構成によって、並列運転中のポンプを解列停止ができることになる。
【００２１】
図２は本発明の省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。図３は省エネルギー解列流量演算の制御フローを示すものである。図２および図３において、本発明の省エネルギー解列制御の方法を説明する。最初に、省エネルギー解列流量ｑMIN を演算する方法を説明する。同一特性のポンプＮ台が並列運転している場合の給水システムの揚程−流量特性は式（１）で表される。
ｈPAN ＝hPPAN ＋ｈSU＝a ｆ2 −（ｂ／Ｎ2 ）ｑ2          ---- （１）
ここに、
ｈPAN ＝ポンプＮ台が並列運転している場合の給水システムの揚程(p.u.)
＝給水システムの揚程H （ｍ）／ポンプの定格揚程HPN （ｍ）
ｈSU＝押込み揚程(p.u.)
＝押込み揚程HSU （ｍ）／ポンプの定格揚程HPN （ｍ）
ａ＝ポンプの揚程係数
ｂ＝ポンプの流量係数
ｆ＝電動機周波数(p.u.)＝電動機周波数F （Hz）／定格周波数F N （Hz）
ｑ＝流量(p.u.)＝ポンプ流量(m3/min)／ポンプ定格流量(m3/min)
Ｎ＝並列運転ポンプ台数（台）
【００２２】
他方、推定末端圧力一定制御の目標曲線は、式（２）で表される。
ｈL N ＝h0＋（（1 −ｈ0 ）／N2）ｑ2                     ----（２）
ここに、
ｈL N ＝推定末端圧力一定制御の目標揚程(p.u.)
＝推定末端圧力一定制御の目標揚程HLN （ｍ）／ポンプの定格揚程HPN （ｍ）
h0＝推定末端圧力一定制御の最小揚程(p.u.)
＝推定末端圧力一定制御の最小揚程H0(m) ／ポンプの定格揚程HPN （ｍ）
H0≧実揚程HA（ｍ）+ 管端揚程HE（ｍ）
【００２３】
したがって、流量に対する電動機の周波数は、（１）＝（２）と置いて式（３）のように計算できる。
ｆN ＝（（γｑ2 −ｈSU＋ｈ0 ）／a ）1/2            ----   （３）
ここに、
γ＝（b ＋1 −ｈ0 ）／N2
【００２４】
したがって、推定末端圧力一定制御を行っている場合の電動機周波数が任意の流量に対して計算できるので、ポンプのp.u.効率（＝ポンプ効率／ポンプ定格効率）を決定する変数、（ｑ/ ｆ）が計算できる。この結果を前記ポンプのp.u.効率近似式式（４）に代入することにより、運転中のポンプp.u.が計算できる。
ηN ＝C1(q0/f N)2 ＋C2(q0/f N)＋C3                 ---- （４）
ここに、
ηN ＝流量をポンプN 台で分担する時のポンプp.u.効率(p.u.)
ｑ0 ＝ポンプ1 台の分担流量＝ｑ/ N   (p.u.)
C1、C2、C3＝前記ポンプの効率特性を表す係数
【００２５】
したがって、ポンプがＮ台並列運転中の任意の流量における軸動力の合計L N(p.u.) は、式（５）で計算できる。
L N ＝（（ｑ/ N ）×（ｈL N −ｈSU））×（1 ／ηN ）×N --（５）
同ようにして、並列ポンプがＮ台から１台解列してＮ−１台で運転する場合の軸動力の合計は、上記の各式でＮをＮ−１に置き換えることにより、式（６）で計算できる。
L N −1 ＝（（ｑ/ （Ｎ−１））×（ｈLN-1−ｈSU））×（1 ／ηN-1 ）×（Ｎ−１）                      ----                        （６）
ここに、
ＬN-1 ＝ポンプＮ−１台が並列運転している時の軸動力合計(p.u.)
ηN-1 ＝流量をポンプＮ−１台で分担する時のポンプp.u.効率(p.u.)
＝C1(q1/f N-1)2 ＋C2(q1/f N-1)＋C3
q1＝ｑ／（Ｎ−１）
f N-1 ＝（（γN-1 −ｑ2 −ｈSU＋ｈ0 ）／a ）1/2 
γN-1 ＝（b ＋1 −ｈ0 ）／（Ｎ−１）2 
ｈL N-1 ＝h0＋（（1 −ｈ0 ）／（Ｎ−１）2 ）ｑ2 
【００２６】
したがって、Ｎ台並列運転の合計軸動力とＮ−1 台運転の合計軸動力の差ΔL(p.u.) は、式（７）で計算できる。
ΔL ＝ＬN −ＬN-1                                ----     （７）
ポンプＮ台運転中の軸動力合計とＮ−１台運転の軸動力合計は、推定末端圧力一定制御の目標曲線、ポンプの運転台数が決まれば、その時点の押込み揚程を検出して、任意の流量について、上記式（５）（６）で計算できる。
【００２７】
したがって式（７）を満足する流量、つまり、省エネルギー解列流量ｑMIN が演算できる。この計算を前記給水システムの最大並列ポンプ台数NMAXからＮ＝２迄繰り返し、ポンプ並列台数に対する省エネルギー解列流量ｑMIN(N)を計算し、テーブルに記憶する。この演算処理をここでは、省エネルギー解列流量演算処理と呼ぶ。
【００２８】
この処理は、シーケンスSEQ31 〜７からポンプ並列投入完了信号を受信するたびに起動する。NMAXからＮ＝２までのデータが獲得され、テーブルに記憶されれば、省エネルギー解列流量演算終了の信号によって、この演算を終了する。
【００２９】
本実施例では、図１にて、ポンプ２台並列運転の場合を示しているが、省エネルギー解列流量演算処理は、現行給水システムの最大並列台数としてNMAX＝5 台として演算を行い、その結果を記憶するようにしている。並列投入完了信号が発せられるたびに、省エネルギー解列流量演算処理を起動することによって、その時点の最も新しい押込み揚程を検出し、この値における省エネルギー解列流量ｑMIN(N)を計算し、先のテーブル上のデータに上書きし、データを更新する。
【００３０】
また、本実施例では、この演算処理を、並列投入完了信号が発せられるたびのみならず、ポンプ１台が解列する時の解列完了信号が発せられるたびにも起動し、データを更新するようにしている。できるだけ実際に近い押込み揚程の条件で、省エネルギー解列流量ｑMIN(N)のデータを得るためである。
【００３１】
並列運転中の解列運転の制御は、次のように行われる。
並列投入完了記憶によって、運転中のポンプ並列台数が既知となるから、並列ポンプ台数Ｎ台に対するｑMIN （N)のデータをテーブルから読み出し、この値と流量ｑ＊を比較する。本実施例のようにポンプ２台が並列運転中に解列運転を行う場合には、ｑMIN(2)が省エネルギー解列流量として読み出され、その値が定数器に入力され、その出力ｑMINSとして省エネルギー解列流量を設定する。
【００３２】
前記設定値は、実際の流量q ＊を比較され、給水負荷が減少し、ｑ＊≦ｑMINSになれば、流量が省エネルギー解列流量以下になったことを検知する。この状態が所定の時間、たとえば、3.0secを経過すれば、ポンプの解列停止信号STP をシーケンスSEQ31 〜7 に与え、ポンプを解列停止する。
【００３３】
本実施例において、ポンプ２台が並列運転する場合を示したが、省エネルギー解列流量演算処理は、上述のようにNMAX＝５台として４個のｑMIN(N)データをテーブルに記憶している。したがって、最大５台並列運転で構成されたシステムの場合であっても、それぞれの台数に対するｑMIN(N)データを選択することができる。つまり、ポンプ５台並列運転の給水システムの省エネルギー解列停止が可能である。
【００３４】
図２のブロック線図にて説明する。省エネルギー解列停止制御回路41は、本発明の省エネルギー解列流量演算処理と解列信号を生成するブロック線図である。省エネルギー解列流量演算処理起動回路41〜1 は、シーケンスSEQ31 〜７から、並列投入完了信号MUL 、あるいは、解列完了信号IND を受信し、省エネルギー解列流量演算器41〜2 の省エネルギー解列流量演算を起動する。省エネルギー解列流量演算処理起動回路41〜1 がMUL または、解列完了信号IND の信号を受信すると省エネルギー解列流量演算指令が記憶される。
【００３５】
前記記憶信号は、省エネルギー解列流量演算器41〜2 に与えられ、押込み揚程ｈSUを読み込む。同時に、各種の設定データ：ポンプの揚程係数a 、流量係数b、ポンプのp.u.効率を表す二次近似の係数C1、C2、C3、最小設定揚程ｈ0 とポンプ並列最大台数NMAXを読み込む。読み込みが完了すると、その後のｈSUの変化は無視される。
【００３６】
読み込みが完了すると、NMAXからＮ＝２迄の省エネルギー解列流量演算を行う。省エネルギー解列流量の演算が終了すると、その結果は、省エネルギー解列流量演算器41〜2 の省エネルギー解列流量データテーブルｎRES に記憶される。同時に、省エネルギー解列流量演算指令の記憶が解除される。省エネルギー解列流量演算の処理は、図３の制御フローに示されている。この原理は、既に、式（１）から式（７）で示した通りである。
【００３７】
ポンプ運転台数選択処理回路41〜３は、省エネルギー解列流量演算器41〜２の省エネルギー解列流量データテーブルのデータを運転中のポンプ台数によって選択する処理を示したブロック図で、シーケンスSEQ 31〜７からポンプ運転台数Nの信号を受信して、その台数に対応して解列流量ｑMIN(N)を読み出し、省エネルギー解列流量データテーブル41〜４の定数器に書き込む。ＥＮＥＱ41〜４の出力は、解列流量設定ｑMINSとして推定流量信号q ＊と比較される。
【００３８】
コンパレータ41〜５は、ｑ＊≦ｑMINSの場合、その出力は“１”になる。遅延タイマ素子41〜６は、たとえば、コンパレータ41〜５が“１”になってから、3.0sec経過すれば、その出力STP が“１”になる。STP 信号は、前述のようにシーケンスSEQ 31〜７のSEQ に与えられ、並列運転中のポンプ１台を解列、停止せしめる。このようにして、記憶されている省エネルギー解列流量が、実際運転中のポンプ台数によって選択され、省エネルギー解列制御が遂行される。
【００３９】
図３に示すフローチャートを説明する。図示されていない制御回路は、ポンプ運転中であるか否かを調べ続ける（ステップ３１）。次に、前記制御回路は、並列投入および解列が完了するまで調べ続ける（ステップ３２）。前記制御回路は、省エネルギー解列流量演算器４１−２に設定値ｈ０、ａ、ｂ、ＮMAX 、 Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 を読み込み、また、押込みよhsu を検出する（ステップ３３）。
【００４０】
前記制御回路は、ＮMAX からＮ＝２までの省エネルギー解列流量を計算する（ステップ３４）。前記制御回路は、省エネルギー解列流量の計算が終了したか否かを調べる（ステップ３５）。前記制御回路は、省エネルギー解列流量の計算が完了したと判断した場合、処理を終了する。前記制御回路は、処理が終了していないと判断した場合、流量ｑを変数として、最大流量まで計算する（ステップ３６）。
【００４１】
前記制御回路は、Ｎ台運転およびＮ−１台運転時の運転周波数を式(3) および(3) ′を基にして計算する（ステップ３７、３７′）。前記制御回路は、Ｎ台運転およびＮ−１台運転時のポンプ効率、軸動力を式(5) および(6) を基にして計算する（ステップ３８、３８′）。前記制御回路は、軸動力ΔＬを式(7) に基づいて計算する（ステップ３９）。前記制御回路は、前記式(7) の演算結果がΔＬ≧０となるか否かを調べる（ステップ４０）。前記制御回路は、前記ステップにおいて、ΔＬ≧０であると判断した場合、省エネルギー解列流量を検出し、その値を記憶し、ステップ３４に戻る。前記制御回路は、前記ステップにおいて、ΔＬ≧０でないと判断した場合、ステップ３６に戻る。
【００４２】
省エネルギー解列流量は、押込み揚程の大きさによって、大きく変る。図４は（イ）および（ロ）はｈSU＝0 、ｈSU＝0.5(p.u.) の場合で、２台並列運転の省エネルギー解列流量の計算例を示すものである。前記例の定数は、a ＝2.83、ｂ＝1.83、ｈ0 ＝0.7(p.u.) 、C1＝−1.521 、C2＝2.351 、C3＝0.1 でｈSU＝0 、ｈSU＝0.5(p.u.) で、並列ポンプ台数Ｎ＝２台の場合を示している。図４（イ）と図４（ロ）に示すように、押込み揚程によって省エネルギー解列流量が大きく変動していることが分かる。
【００４３】
以上では、推定末端圧力一定制御における省エネルギー解列流量の演算方法を説明したが、吐出圧力一定制御の場合にも同ように適用できる。吐出圧力一定制御の目標曲線は、式（２）の
（1 −ｈ0 ）／N2）≡0 と置いて、式（８）で表される。
ｈL N0＝h00                                           ----  （８）
ここに、
ｈL N0＝吐出圧力一定制御の目標揚程(p.u.)
＝吐出圧力一定制御の目標揚程HLN0（ｍ）／ポンプの定格揚程HPN （ｍ）
h00 ＝吐出圧力一定制御の設定揚程(p.u.)≧h0
h0＝吐出圧力一定制御の最小設定揚程H0(m) ／ポンプの定格揚程HPN （ｍ）
H0≧実揚程HA（ｍ）+ 管端揚程HE（ｍ）
したがって、吐出圧力一定制御における任意の流量に対する電動機の周波数は、式（９）で求めることができる。
ｆN0＝（（γ0 ｑ2 −ｈSU＋ｈ00）／a ）1/2           ----  （９）
ここに、
γ0 ＝b ／N2
【００４４】
よって、ポンプのp.u.効率の変数（ｑ/ ｆN0）が計算できるので、ポンプp.u.効率が同ように計算できる。
したがって、ポンプがＮ台並列運転中とＮ−１台運転中における任意の流量における軸動力の合計L N(p.u.) は、式（10）、式（11）で計算できる。
L N ＝（（ｑ/ N ）×（ｈ00−ｈSU））×（1 ／ηN ）×N ----（10）
L N-1 ＝（（ｑ/ （N −1 ））×（ｈ00−ｈSU））×（1 ／ηN-1 ）×（N −１）                              ----                          （11）
よって、軸動力差ΔL ＝L N −L N-1 を、流量を変数として計算することにより、ΔL ＝0 となる流量、つまり、省エネルギー解列流量を推定末端圧力一定制御の場合と同ようの方法にて計算できる。この場合の制御フローは、図３に準じたものとなる。
【００４５】
吐出圧力一定制御においては、設定揚程ｈ00の値よっても省エネルギー解列流量が大きく変動する。図５（イ）および（ロ）はｈSU＝1.0 、hSU ＝0.8(p.u.)の場合で、吐出圧力一定制御における省エネルギー解列流量の計算例を示している。
【００４６】
次に、以上に述べた本発明の第１の方法を簡単化した、第２の方法を説明する。前述の本発明の方法では、シーケンスSEQ31 〜7 から並列投入完了、または、解列完了信号を受信する毎に、省エネルギー解列流量演算器41〜２の省エネルギー解列流量演算を起動し、省エネルギー解列流量データを更新するように構成されている。このためには、設定値と押込み揚程検出値によって、省エネルギー解列流量を求める収束計算を演算処理起動毎に実行する必要がある。
【００４７】
このために、制御用マイクロコンピュータの演算負荷が増大する欠点がある。この欠点を解決するための第２の方法を説明する。図６は推定末端圧力一定制御の場合の省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。図７は吐出圧力一定制御で、ｈ00＝0.8 （p.u.）の場合の省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算した例を示す。最初に、この簡単化の方法を検討するために、ポンプ並列台数Ｎをパラメータとして、省エネルギー解列流量と押込み揚程の関係が図６および図７に示されている。何れも、省エネルギー解列流量は、押込み揚程に対して、ほぼ、直線の関係となっていることが明らかとなった。
【００４８】
よって、省エネルギー解列流量の推定式を式（12）の形で計算した。
ｑSTP Ｎ＝ＡＮ・hSU ＋ＢＮ                              ----  （12）
ここに、
ｑSTP Ｎ＝ポンプＮ台並列運転の場合の省エネルギー解列流量(p.u.)
ＡＮ＝ポンプＮ台並列に対する比例係数
ＢＮＮ＝ポンプＮ台並列に対する定数
hSU ＝押込み揚程(p.u.)
この結果、図８、図９が得られた。図８（イ）および（ロ）は直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。図９（イ）および（ロ）は直線回帰式の係数および定数を計算した例を示している。
【００４９】
図８が、推定末端圧力一定制御における図６の特性を推定する直線の方程式、式（12）の係数ＡＮと定数ＢＮである。同ように、図９が吐出圧力一定制御における図７の特性を推定する式（12）の係数ＡＮと定数ＢＮである。式（12）の演算精度を幾つかのモデルで検証した。たとえば、推定末端圧力一定制御において、Ｎ＝2 台、hSU ＝0.3(p.u.) の場合、精密計算値に比べ、6 ％少ない結果となった。同ようの条件で、吐出圧力一定制御の場合、4.2 ％少ない結果となった。然し、実用上からは、この程度の誤差は容認されると考えられる。
【００５０】
したがって、図11に示すように、省エネルギー解列流量演算をオフラインで計算し、求めた結果から、押込み揚程を変数する省エネルギー解列流量の直線回帰式を計算し、式（12）の係数ＡＮ、ＢＮを計算することができる。この結果を利用すれば、ポンプ並列台数Ｎとで押込み揚程hSU のみ与えるだけで、省エネルギー解列流量を前述の方法より簡単に演算することが可能になる。
【００５１】
図１０は異なる方法により、省エネルギー解列制御を説明したブロック線図である。この方法を採用し推定末端圧力一定制御を行う場合の省エネルギー解列制御を図１０にて説明する。図１における省エネルギー解列流量演算処理41は、図１０において、符号41A に置き換えられる。ただし、並列投入完了信号MUL およびＩＮＤ信号は使用しない。
【００５２】
省エネルギー解列流量演算処理起動回路41A 〜１は、ポンプ台数から、省エネルギー解列流量の直線回帰式の係数ＡＮと定数ＢＮの演算を行うものである。たとえば、図８のように計算する。この結果は、省エネルギー解列流量演算回路41A 〜２に送られ、ポンプ並列台数N とその時の押込み揚程ｈSUを読み込んで式（12）にて省エネルギー解列流量ｑSTP N を計算する。この値は、定数器ＥＮＥＱ41A 〜４に書き込まれ、その出力は、解列流量設定ｑMINSとして推定流量信号q
＊と比較される。
【００５３】
コンパレータ41A 〜５は、ｑ＊≦ｑMINSの場合、その出力が“１”になる。遅延タイマ素子41A 〜６は  設定時間が経過すれば、その出力STP が“１”になる。STP は、シーケンスSEQ 31〜７に与えられ、並列運転中のポンプ１台を解列、停止せしめる。このようにして、ポンプ並列台数に一致した省エネルギー解列流量が自動的に設定され、省エネルギー解列制御が遂行される。この第２の方式は、前述の第１の方式よりも、省エネルギー解列停止制御のマイクロコンピュータの処理負荷が軽減される長所がある。
【００５４】
図１１のフローチャートについて説明する。図示されていない制御回路は、省エネルギー解列流量演算器に設定値ｈ０、ａ、ｂ、ＮMAX 、 Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 を読み込む（ステップ１１１１）。前記制御回路は、ＮMAX からＮ＝２までの省エネルギー解列流量を計算する（ステップ１１１２）。前記制御回路は、省エネルギー解列流量の計算が終了したか否かを調べる（ステップ１１１３）。前記制御回路は、省エネルギー解列流量の計算が完了したと判断した場合、押込み揚程を変数として省エネルギー解列流量回帰直線式の計算を行う（ステップ１１１９）。次に、前記制御回路は、係数ＡN 、ＢN の計算を行う（ステップ１１２０）。
【００５５】
前記制御回路は、省エネルギー解列流量計算式、係数ＡN 、ＢN のデータを獲得完了したか否か調べる（ステップ１１２１）。前記制御回路は、前記ステップにおいて、処理が完了の場合、終了し、処理が完了していない場合、ステップ１１１９に戻る。
【００５６】
ステップ１１１３において、前記制御回路は、処理が終了していないと判断した場合、流量ｑを変数として、最大流量まで計算する（ステップ１１１４）。前記制御回路は、Ｎ台運転およびＮ−１台の軸動力を計算する（ステップ１１１５）。前記制御回路は、演算結果がΔＬ≧０となるか否かを調べる（ステップ１１１６）。前記制御回路は、前記ステップにおいて、ΔＬ≧０であると判断した場合、省エネルギー解列流量を検出し、その値を記憶し、ステップ１１１２に戻る。前記制御回路は、前記ステップにおいて、ΔＬ≧０でないと判断した場合、ステップ１１１４に戻る。
【００５７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記本実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本実施例におけるブロックの内部は、周知または公知の回路等から構成される。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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