(57)【要約】【課題】給水装置側に圧力目標値、初期時インバータ周波数（目標流量）、必要ポンプ台数の指定の機能を持たせ、無駄な運転動力を省き、低コストの給水システムを提供する。【解決手段】各給水器具の負荷で必要とする流量目標値、圧力目標値、同時開閉係数およびこれらに対応する回転速度等のパラメータを設定する設定手段と、給水器具の操作状況を発信する第１通信手段と、制御装置に設けた第２通信手段を備え、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、制御装置はこの受信信号に対応する各給水器具の流量目標値を合計した負荷の最大流量と目標圧力値を求め、負荷の最大流量とポンプの最大給水量から定速制御するポンプ台数と余り水量を求めるとともに、この余り水量に対応するポンプの初期速度を求め、所定台数のポンプを定速制御するとともに、他のポンプを初期速度で変速制御することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポンプと、ポンプを可変速運転する可変速駆動手段と、前記可変速駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に取付けられた給水管圧力センサと、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群であって階層毎に配置された給水器具群を備え、ポンプを運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記給水器具群が必要とする圧力目標値、流量目標値、前記給水器具群の同時開閉係数およびこれらに対応する回転速度のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられた当該階層ゾーンの給水器具群の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した第１通信手段に対応する階層ゾーンの給水器具群に対して全流量を求め、これに前記給水器具群の同時開閉係数を乗じて流量目標値とし、この流量目標値に基いて設定値の圧力目標値として生成し、
さらに前記制御装置は、発信した第１通信手段に対応した階層ゾーンの給水器具群の前記設定値を前記可変速駆動手段に指令すると共に、前記設定値の圧力目標値と前記給水管圧力センサの圧力とが等しくなるように前記可変速駆動手段を制御することを特徴とする給水システム。
【請求項２】
請求項１に記載の給水システムにおいて、
前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した第１通信手段のうち最高位置に設置の通信手段を持つ給水器具群の実用揚程を求めると共に、発信した第１通信手段に対応した階層ゾーンの給水器具群に対して全流量を求め、これに前記給水器具群の同時開閉係数を乗じて流量目標値としこの流量目標値から配管抵抗を求め、前記実用揚程と前記配管抵抗の加算値に各給水器具の所要末端圧力のうち一番大きな所要末端圧力を加えた値に吸込全揚程を加味した値を設定値の圧力目標値として生成することを特徴とする給水システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の給水システムにおいて、
前記制御装置はさらに、前記設定手段の設定に基いて前記各給水器具群の必要とする圧力目標値と流量目標値又はこれに対応する回転速度を算出して記憶する記憶部を備え、
前記制御装置は前記第１通信手段から信号を受信した時、この受信信号に対応する給水器具の圧力目標値と流量目標値、又はこれに対応する回転速度を前記記憶部から読み出して、前記駆動手段に回転速度を指令すると共に、前記記憶部から読み出した圧力目標値と前記給水管圧力センサの圧力とが等しくなるように前記可変速駆動手段を制御することを特徴とする給水システム。
【請求項４】
請求項３に記載の給水システムにおいて、
前記記憶部は、ポンプ性能に基づき流量と圧力から定まるインバータ周波数が回転速度として記憶されると共に、各階層ゾーンの給水器具群に対応した放水量の全量に同時開閉係数を乗じて求めた流量目標値と圧力目標値とが記憶されており、
前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した通信手段に対応した前記流量目標値を前記記憶部から読み出し、この水量に対応したインバータ周波数を前記記憶部より読み出して、始動時の流量目標値対応回転速度を自動生成することを特徴とする給水システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の給水システムにおいて、
さらに、前記各階層ゾーンの階高さを特定する給水管部位に、当該階層ゾーンの給水管の圧力を検出する給水器具圧力センサを設け、前記第１通信手段は、前記給水器具圧力センサが当該給水器具群の開放状態を検出したとき、信号を発信することを特徴とする給水システム。
【請求項６】
所定の最大流量をもつ複数のポンプと、これらの複数のポンプを定速制御と変速制御する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に取付けられた給水管圧力センサと、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群であって階層毎に配置された給水器具群を備え、ポンプを定速と可変速で運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具群で必要とする流量目標値、圧力目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、これらに対応する回転速度、および必要なポンプ台数等のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ、当該給水器具群の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記制御装置は、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、発信した第１通信手段に対応する階層ゾーンの各給水器具群の流量目標値の合計値に同時開閉係数を乗じて負荷の最大流量とし、この最大流量に基づいて圧力目標値を求め、
さらに前記制御装置は、前記負荷の最大流量とポンプの最大流量から、定速運転するポンプ台数と余り水量を求めるとともに、この余り水量に対応するポンプの初期速度を求め、このポンプ台数と初期速度を前記駆動手段に指令することにより、求められた台数のポンプを定速制御するとともに、前記余り水量に対応するポンプを前記給水管圧力センサの検出圧力が前記圧力目標値になるように変速制御することを特徴とする給水システム。
【請求項７】
請求項６に記載の給水システムにおいて、
負荷の最大水量をポンプの最大給水量で除して、商を定速制御するポンプ台数とし、残りを余り水量としたことを特徴とする給水システム。
【請求項８】
請求項６または７に記載の給水システムにおいて、
前記制御装置は、前記設定手段の設定に基いて前記負荷の最大流量、目標圧力、ポンプ台数、余り水量、及びポンプの初期速度を記憶する記憶部を備えて、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、この受信信号に対応したポンプ必要台数とポンプの初期速度を前記記憶部より読み出して前記駆動手段に指令することを特徴とする給水システム。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の給水システムにおいて、
前記各給水器具に対応した流量目標値、目標圧力値はパラメータとして予め決められており、前記駆動手段に指令する運転台数と初期速度は、上記流量目標値と圧力目標値によって対応付けされていることを特徴とする給水システム。
【請求項１０】
複数のポンプを可変速運転する可変速駆動手段と、前記可変速駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群を備え、ポンプを可変速運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具毎に給水系の必要とする圧力目標値、流量目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、およびこれらに対応する回転速度とを設定する設定手段と、これらの設定値を記憶する記憶部と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ、この圧力を検出する給水器具群圧力センサおよびこの圧力状態を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記給水器具群圧力センサが前記給水器具群の開放状態を検出したとき、当該第１通信手段が発信し、前記制御装置は当該通信手段から信号を受信したとき、受信した中から最高位置で最遠に設置された給水器具圧力センサを選択し、この選択された給水器具圧力センサが取り付けられている通信手段に圧力検出データの送信指令を発信し、この送信指令に基く受信信号に対応した給水器具の前記圧力目標値と回転速度を前記記憶部より読み出し、回転速度を前記可変速駆動手段に運転指令すると共に、前記圧力目標値と前記最高位置で最遠に設置された給水器具群圧力センサの圧力とが等しくなるよう前記可変速駆動手段を制御することを特徴とする給水システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の給水システムにおいて、
前記可変速駆動手段に指令する回転速度は、複数の給水器具群に対応して所定水量（流量目標値）、所定全揚程（圧力目標値）が予め決められており、該圧力目標値と該流量目標値によって対応付けされていることを特徴とする給水システム。
【請求項１２】
所定の最大流量をもつ複数のポンプと、これらの複数のポンプを定速制御と変速制御する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に設けられた複数の給水器具群を備え、ポンプを定速と可変速で運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具群で必要とする流量目標値、圧力目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、これらに対応する回転速度、および必要なポンプ台数等のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ給水器具群の操作状況を検出する給水器具圧力センサと、給水器具の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、前記制御装置はこの受信信号に対応する各給水器具の流量目標値を合計した値に同時開閉係数を乗じて負荷の最大流量とし、これから目標圧力値を求め、前記負荷の最大水量とポンプの最大水量から定速制御するポンプ台数と余り水量を求めるとともに、この余り水量に対応するポンプの初期速度を求め、ポンプ台数と初期速度を前記駆動手段に指令することにより、求められた台数のポンプを定速制御するとともに他のポンプを給水器具圧力センサの検出圧力が負荷の目標圧力値になるように変速制御することを特徴とする給水システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の給水システムにおいて、
負荷の最大水量をポンプの最大給水量で除して、商を定速制御するポンプ台数とし、残りを余り水量としたことを特徴とする給水システム。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の給水システムにおいて、
前記制御装置は、前記設定手段の設定に基いて前記負荷の最大流量、目標圧力、ポンプ台数、余り水量、及びポンプの初期速度を記憶する記憶部を備えて、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、この受信信号に対応したポンプ必要台数とポンプの初期速度を前記記憶部より読み出して前記駆動手段に指令することを特徴とする給水システム。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれかに記載の給水システムにおいて、
前記各給水器具に対応した流量目標値、目標圧力値はパラメータとして予め決められており、前記駆動手段に指令する運転台数と初期速度は、上記流量目標値と圧力目標値によって対応付けされていることを特徴とする給水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物給水管端末の給水器具群への給水において、この給水器具群を建物の階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に通信手段を備え、この発信信号に基づいて変速制御の周波数又は、変速制御の周波数と定速制御されるポンプ台数とを決定して、圧力制御するのに好適な給水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
給水装置は、可変速駆動装置（誘導電動機を駆動する場合はインバータが使用され、永久磁石電動機を駆動する場合はこれ用のコントローラが使用されるが、このコントローラもインバータをべースにしたものである。）によって駆動されるポンプで構成されている。
【０００３】
近年、通信手段の技術が進歩し低価格化が進んだことより各方面のシステムに採用され始めている。給水装置の圧力制御方式にも、より一層の省エネルギー化を図るために給水管端末の各給水器具と給水装置に通信手段を設置し、これらの信号の授受により、対象となる給水器具への必要給水量、必要給水圧力を求めて、ここの圧力が一定となるよう圧力制御する直接的な末端圧力一定制御方式が提案され始めている。
【０００４】
しかしながら、給水器具若しくはこの近傍全てに通信手段を設けると対象となる給水器具への必要給水量、必要給水圧力を正確に求めることができるが、給水システムの価格を高めてしまう問題が生じる。
【０００５】
通信手段を用いた給水装置の従来技術として、特許文献１（特開平１０−００９１４８号公報）がある。特許文献１は配管圧力が不明である場合、配管損失が変化した場合であっても、所定の圧力で被給水部に給水するものである。最高位置で最も遠い位置に配置された水圧の低い蛇口に送信機能付きの圧力センサを設置し、この蛇口を全開にして推定末端圧力一定制御を行うとき、この蛇口における必要な圧力を設定し、この設定に基づいて負荷曲線を求め、この負荷曲線により推定末端圧力一定制御を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−００９１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、上記したように複数台を制御する場合、各ポンプの特性上の違いを考慮して、水量が不足しないように余裕を持たせて各ポンプを運転するため、無駄な運転動力を消費していることが多々ある。また、最高位置で最も水圧の低い蛇口に送信機能付圧力センサを設置してこの蛇口が開放されたとき推定末端圧一定制御を行うが、その中間に配置された蛇口については、送信機能が無いため余裕も持たせて給水することになり、無駄な運転動力を消費する恐れがある。さらに、給水管端末の各給水器具の全てに通信手段を設けると、通信手段の数が膨大となり、給水システムのコストを高めてしまう問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、給水装置側に圧力目標値、初期時インバータ周波数（目標流量）、必要ポンプ台数指定の機能を持たせ、給水管端末の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しこれの階層ゾーンを特定できる給水管部位に通信手段を設け、前記問題点を解消した給水システムを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明では、直接的な末端圧力一定制御を採用して無駄な運転動力を軽減するため、給水装置及び給水管端末の給水器具群を階層ゾーンに区分し、これらの階高さを特定できる給水管部位に例えば無線通信手段をそれぞれ設置することにより、ケーブル施工作業はなくなる。そして、無線通信を用いた場合の通信時間によるレスポンプが悪くなるという問題を解決している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数のポンプと、ポンプを可変速運転する可変速駆動手段と、前記可変速駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に取付けられた給水管圧力センサと、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群であって階層毎に配置された給水器具群を備え、ポンプを運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記給水器具群が必要とする圧力目標値、流量目標値、前記給水器具群の同時開閉係数およびこれらに対応する回転速度のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられた当該階層ゾーンの給水器具群の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した第１通信手段に対応する階層ゾーンの給水器具群に対して全流量を求め、これに前記給水器具群の同時開閉係数を乗じて流量目標値とし、この流量目標値に基いて設定値の圧力目標値として生成し、
さらに前記制御装置は、発信した第１通信手段に対応した階層ゾーンの給水器具群の前記設定値を前記可変速駆動手段に指令すると共に、前記設定値の圧力目標値と前記給水管圧力センサの圧力とが等しくなるように前記可変速駆動手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した第１通信手段のうち最高位置に設置の通信手段を持つ給水器具群の実用揚程を求めると共に、発信した第１通信手段に対応した階層ゾーンの給水器具群に対して全流量を求め、これに前記給水器具群の同時開閉係数を乗じて流量目標値としこの流量目標値から配管抵抗を求め、前記実用揚程と前記配管抵抗の加算値に各給水器具の所要末端圧力のうち一番大きな所要末端圧力を加えた値に吸込全揚程を加味した値を設定値の圧力目標値として生成することを特徴とする。
【００１２】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
前記制御装置はさらに、前記設定手段の設定に基いて前記各給水器具群の必要とする圧力目標値と流量目標値又はこれに対応する回転速度を算出して記憶する記憶部を備え、
前記制御装置は前記第１通信手段から信号を受信した時、この受信信号に対応する給水器具の圧力目標値と流量目標値、又はこれに対応する回転速度を前記記憶部から読み出して、前記駆動手段に回転速度を指令すると共に、前記記憶部から読み出した圧力目標値と前記給水管圧力センサの圧力とが等しくなるように前記可変速駆動手段を制御することを特徴とする。
【００１３】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
前記記憶部は、ポンプ性能に基づき流量と圧力から定まるインバータ周波数が回転速度として記憶されると共に、各階層ゾーンの給水器具群に対応した放水量の全量に同時開閉係数を乗じて求めた流量目標値と圧力目標値とが記憶されており、
前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した通信手段に対応した前記流量目標値を前記記憶部から読み出し、この水量に対応したインバータ周波数を前記記憶部より読み出して、始動時の流量目標値対応回転速度を自動生成することを特徴とする。
【００１４】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
さらに、前記各階層ゾーンの階高さを特定する給水管部位に、当該階層ゾーンの給水管の圧力を検出する給水器具圧力センサを設け、前記第１通信手段は、前記給水器具圧力センサが当該給水器具群の開放状態を検出したとき、信号を発信することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、所定の最大流量をもつ複数のポンプと、これらの複数のポンプを定速制御と変速制御する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に取付けられた給水管圧力センサと、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群であって階層毎に配置された給水器具群を備え、ポンプを定速と可変速で運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具群で必要とする流量目標値、圧力目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、これらに対応する回転速度、および必要なポンプ台数等のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ、当該給水器具群の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記制御装置は、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、発信した第１通信手段に対応する階層ゾーンの各給水器具群の流量目標値の合計値に同時開閉係数を乗じて負荷の最大流量とし、この最大流量に基づいて圧力目標値を求め、
さらに前記制御装置は、前記負荷の最大流量とポンプの最大流量から、定速運転するポンプ台数と余り水量を求めるとともに、この余り水量に対応するポンプの初期速度を求め、このポンプ台数と初期速度を前記駆動手段に指令することにより、求められた台数のポンプを定速制御するとともに、前記余り水量に対応するポンプを前記給水管圧力センサの検出圧力が前記圧力目標値になるように変速制御することを特徴とする。
【００１６】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
負荷の最大水量をポンプの最大給水量で除して、商を定速制御するポンプ台数とし、残りを余り水量としたことを特徴とする。
【００１７】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
前記制御装置は、前記設定手段の設定に基いて前記負荷の最大流量、目標圧力、ポンプ台数、余り水量、及びポンプの初期速度を記憶する記憶部を備えて、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、この受信信号に対応したポンプ必要台数とポンプの初期速度を前記記憶部より読み出して前記駆動手段に指令することを特徴とする。
【００１８】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
前記各給水器具に対応した流量目標値、目標圧力値はパラメータとして予め決められており、前記駆動手段に指令する運転台数と初期速度は、上記流量目標値と圧力目標値によって対応付けされていることを特徴とする。
【００１９】
本発明は、複数のポンプを可変速運転する可変速駆動手段と、前記可変速駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群を備え、ポンプを可変速運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具毎に給水系の必要とする圧力目標値、流量目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、およびこれらに対応する回転速度とを設定する設定手段と、これらの設定値を記憶する記憶部と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ、この圧力を検出する給水器具群圧力センサおよびこの圧力状態を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記給水器具群圧力センサが前記給水器具群の開放状態を検出したとき、当該第１通信手段が発信し、前記制御装置は当該通信手段から信号を受信したとき、受信した中から最高位置で最遠に設置された給水器具圧力センサを選択し、この選択された給水器具圧力センサが取り付けられている通信手段に圧力検出データの送信指令を発信し、この送信指令に基く受信信号に対応した給水器具の前記圧力目標値と回転速度を前記記憶部より読み出し、回転速度を前記可変速駆動手段に運転指令すると共に、前記圧力目標値と前記最高位置で最遠に設置された給水器具群圧力センサの圧力とが等しくなるよう前記可変速駆動手段を制御することを特徴とする。
【００２０】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
前記可変速駆動手段に指令する回転速度は、複数の給水器具群に対応して所定水量（流量目標値）、所定全揚程（圧力目標値）が予め決められており、該圧力目標値と該流量目標値によって対応付けされていることを特徴とする。
【００２１】
本発明は、所定の最大流量をもつ複数のポンプと、これらの複数のポンプを定速制御と変速制御する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に設けられた複数の給水器具群を備え、ポンプを定速と可変速で運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具群で必要とする流量目標値、圧力目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、これらに対応する回転速度、および必要なポンプ台数等のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ給水器具群の操作状況を検出する給水器具圧力センサと、給水器具の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、前記制御装置はこの受信信号に対応する各給水器具の流量目標値を合計した値に同時開閉係数を乗じて負荷の最大流量とし、これから目標圧力値を求め、前記負荷の最大水量とポンプの最大水量から定速制御するポンプ台数と余り水量を求めるとともに、この余り水量に対応するポンプの初期速度を求め、ポンプ台数と初期速度を前記駆動手段に指令することにより、求められた台数のポンプを定速制御するとともに他のポンプを給水器具圧力センサの検出圧力が負荷の目標圧力値になるように変速制御することを特徴とする。
【００２２】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
負荷の最大水量をポンプの最大給水量で除して、商を定速制御するポンプ台数とし、残りを余り水量としたことを特徴とする。
【００２３】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
前記制御装置は、前記設定手段の設定に基いて前記負荷の最大流量、目標圧力、ポンプ台数、余り水量、及びポンプの初期速度を記憶する記憶部を備えて、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、この受信信号に対応したポンプ必要台数とポンプの初期速度を前記記憶部より読み出して前記駆動手段に指令することを特徴とする。
【００２４】
また、上記に記載の給水システムにおいて、
前記各給水器具に対応した流量目標値、目標圧力値はパラメータとして予め決められており、前記駆動手段に指令する運転台数と初期速度は、上記流量目標値と圧力目標値によって対応付けされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、同時開閉率Ｋを用いて各階ゾーンの使用水量を算出することにより、使用水量を適切に算出すること共に、給水器具圧力センサと第１通信手段の設置台数が少なくて済むので、ポンプの省エネルギー運転、水の節約、およびシステムの低コスト化を図ることができる。さらに、既存のシステムに簡単な構成を追加するだけで実現できるので、低コストで給水システムの機能をアップすることができる。
【００２６】
また、本発明では、給水装置及び給水管端末の（階高さを特定）に対応して、これらの階層毎に各給水器具に所望な流量を合計した流量に同時開閉係数を加味して負荷の最大流量と目標圧力値を求め、前記負荷の最大水量とポンプの最大水量から１台運転で賄える場合、または可変速ポンプで賄う場合は、可変速ポンプの初期速度を求め、各給水器具又はこれの近傍に例えば無線通信手段を設け、給水装置側にポンプの必要台数、圧力目標値、初期インバータ周波数（目標流量）等の設定出力する機能を持たせ、給水管端末の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しこれの階層ゾーンを特定できる給水管部位に例えば無線通信手段を設け、各給水器具が開放された状態を例えば無線通信で給水装置に伝達し、これに基づいてポンプの必要台数、目標圧力及び初期インバータ周波数（目標流量）を設定し、運転指令すると共にポンプ吐き出し側取り付けの圧力センサにより前記圧力目標値と等しくなるように圧力制御するので、直接的な末端圧力一定制御と同等以上の無駄な運転動力を軽減することができる。しかもこれらの制御動作は敏速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明実施例の給水システムの給水系統図。
【図２】同じく集合住宅各階の給水器具の開放時の給水器具に対する水使用量、実揚程、配管抵抗、所要末端圧力、全揚程、インバータ周波数を示す説明図。
【図３】同じく各給水器具が開放された場合の複数ポンプの運転状態を示すポンプ運転特性図。
【図４】本発明実施例の複数ポンプの給水装置の構成図。
【図５】図１に示した集合住宅の各階の配管の各部位とＬＯＳＳ計算説明図。
【図６】計算結果を示す説明図。
【図７】本発明実施例の動作のメインフローチャート。
【図８】同じく動作の割込み処理のフローチャート。
【図９】同じく各階の給水器具の実揚程Ｈａを計算して記憶部に格納するフローチャート。
【図１０】同じく配管抵抗を計算する処理と使用最大水量を求める処理のフローチャート。
【図１１】同じく全揚程、運転台数及び余り水量を求める処理を示すフローチャート。
【図１２】同じく全揚程を求める処理を示すフローチャート。
【図１３】同じく余り水量からインバータ初期周波数を求める処理を示すフローチャート。
【図１４】同じくインバータ初期周波数を説明するポンプ運転特性図。
【図１５】同じく水量とインバータ周波数との関係を示す説明図。
【図１６】同じく本発明実施例の記憶部のマップを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するための形態を給水装置の実施例について、図１〜図１６を用いて説明する。
【００２９】
図１は、本発明実施例の給水装置の給水系統図であり、給水対象を５階建ての集合住宅を例にしている。１は水源であり、本実施例では受水槽を用いる例で示しているが、これを用いず水源が水道の配水管であってもよく、受水槽に限定されるものではない。２は吸込管、３は詳細を後で述べるが前記吸込管２の水を吸い込み、吐き出し側の給水管４を介して該給水管の端末の各給水器具群（負荷、蛇口）に給水する給水装置（ＰＵ）であり、その制御装置（後述）に無線通信手段（第２通信手段）０ｔを備えている。
【００３０】
１ａ〜１ｅは、給水管４の立ち上り部分から１階ゾーンで分かれた枝管の末端に、複数取り付けられた１階ゾーンに属する給水器具群（負荷、蛇口）である。２ａ〜２ｅ、３ａ〜３ｅ、４ａ〜４ｅ、５ａ〜５ｅは、同様にそれぞれ２階ゾーン、３階ゾーン、４階ゾーン、５階ゾーンに複数取り付けられた各給水管端末の給水器具群である。
【００３１】
１Ｐは、前記１階ゾーンの階高さを特定する給水管部位（１階ゾーンで分かれた枝管の根元付近）に１個取り付けられた給水器具圧力センサである。この給水器具圧力センサ１Ｐは、１階ゾーンに属する各給水器具群１ａ〜１ｅの少なくともいずれか１個が開放操作されたとき、枝管の圧力変動を検出し、１階ゾーンの高さを特定する信号を出力する。このように、１個の給水器具圧力センサで、当該階のゾーンの各給水器具群の開放操作を検出することができる。従って、各階ゾーンに１個の給水器具圧力センサを設置するだけで済むので、システムのコストが低減される。
【００３２】
なお、給水器具圧力センサ１Ｐは、その検出値を圧力データとして用いることも、給水器具の開閉信号として用いることも出来る。単に開閉信号として用いる場合は、上記圧力センサに代えて圧力スイッチを用いても良い。
【００３３】
２Ｐ、３Ｐ、４Ｐ、５Ｐは、前記同様に、それぞれ２階ゾーン、３階ゾーン、４階ゾーン、５階ゾーンの階高さを特定する給水管部位に取り付けた給水器具圧力センサであり、それぞれのゾーンに属する各給水器具群２ａ〜２ｅ、３ａ〜３ｅ、４ａ〜４ｅ、５ａ〜５ｅを受け持つ。
【００３４】
１ｔは、１階ゾーンの階高さを特定する給水管部位に１個取り付けられた無線通信手段（第１通信手段）で、前記給水器具１ａ〜１ｅの少なくともいずれか１個の開放操作を給水器具圧力センサ１Ｐが検出したとき、１階ゾーンの高さと給水器具の開放操作を示す信号を無線で発信する。同様に、２ｔ、３ｔ、４ｔ、５ｔは、それぞれ２階ゾーン、３階ゾーン、４階ゾーン、５階ゾーンの階高さを特定する給水管部位に取り付けた無線通信手段（第１通信手段）で、対応階ゾーンの高さとその給水器具の開放操作を示す信号を発信する。これらの圧力センサや無線通信手段は一体にしてもよく、別体にして前記した位置に対応して取り付けても良い。このように、給水器具圧力センサと第１通信手段の設置台数は、各階ゾーンにつき１個ずつで済むので、システムのコストが低減される。そして、これらの無線通信手段により、前記給水装置３と各階層ゾーン（それぞれのゾーンに属する給水器具群を受け持つ）の間で情報の授受を行う。
【００３５】
また、各給水器具群の符号に付加されたＱ１０〜Ｑ１４、Ｑ２０〜Ｑ２４、Ｑ３０〜Ｑ３４、Ｑ４０〜Ｑ４４、Ｑ５０〜Ｑ５４は、それぞれ、１階ゾーン〜５階ゾーンに取付けられた前記各給水器具の、開放操作されたときの放水量であり、用いられる給水器具の種類により放水量は異なる。
【００３６】
なお、上記無線通信手段１ｔ〜５ｔは有線通信手段でも良く、共通の電線を通じて送信信号を搬送波に載せて通信することができる。そして、既存のシステムに、給水器具圧力センサと第１通信手段を追加して図１を構成しても良い。
【００３７】
さて、ここで、水利計算と前記した給水装置３のポンプの選定方法について説明しておく。ポンプは、負荷の使用最大水量（Ｑ０とする。）と、全揚程（Ｈ００とする。）を満足するものが選ばれる。図１を例示すると、Ｑ０は次の（１）式により求められる。
Ｑ０＝{(Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４)＋(Ｑ２０＋Ｑ２１〜Ｑ２４)＋(Ｑ３０＋Ｑ３１〜Ｑ３４)＋(Ｑ４０＋Ｑ４１〜Ｑ４４)＋(Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４)}×Ｋ            （１）
[Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４は、Ｑ１０＋Ｑ１１＋Ｑ１２＋Ｑ１３＋Ｑ１４を示す。]
ここで、Ｋは、給水器具の同時開閉率である。給水器具は全て同時に開くことはないので、全給水器具の合計水量に同時開閉率Ｋを乗じて使用水量を求める。加えて、各階ゾーンの使用最大水量の算出にも同時開閉率Ｋを用いる。即ち、各階ゾーンの給水器具群の放水量の総和を求め、この総和に同時開閉率Ｋを乗じて、その値を当該階ゾーンの使用水量とする。例えば、５階ゾーンの通信手段５ｔで信号が発生した時は、給水器具群Ｑ５０、Ｑ５１〜Ｑ５４のどれが開放されたか判別できないので、安全側に見て、{Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４}×Ｋとし、これを５階ゾーンの使用水量とするのである。
【００３８】
このように、同時開閉率Ｋを用いて各階ゾーンの使用水量を算出することにより、給水器具圧力センサと第１通信手段の設置台数は、各階ゾーンにつき１個ずつで済む。従って、同時開閉率Ｋで使用水量を適切に算出することができると共に、給水器具圧力センサと第１通信手段の設置台数が少なくて済むので、ポンプの省エネルギー運転、水の節約、およびシステムの低コスト化を図ることができる。さらに、本システムは、既存のシステムに簡単な構成を追加するだけで実現できるので、低コストで給水システムの機能をアップすることができる。
【００３９】
全揚程Ｈ００は次の（２）式により求められる。受水槽方式を例にして説明する。
Ｈ００＝Ｈa＋Ｈｆ＋Ｈｐ−Ｈｓ          （２）
ここで、Ｈaは実揚程であり、受水槽１の吸水面から最高位の吸水器具までの実高さを示す。Ｈｆは配管抵抗であり、使用最大水量Ｑ０を給水した場合の抵抗、Ｈｐは所要末端圧力ヘッドであり、給水器具端末の所要末端圧力ヘッド（一般的には１０ｍ程度が用いられている。）Ｈｓは吸込全揚程であり、ポンプ吸込中心より吸水面が高ければマイナス（本例）、低ければプラスとなる。
【００４０】
以上の水利計算の（１）式、（２）式によりポンプを選定する。又、これの求め方は、建築設備ハンドブック、空気調和衛生工学便覧等に一般的に示されている。従来は、（２）式で求めた全揚程Ｈ００により、使用水量の変化に伴い、吐出し圧力一定制御又は末端圧力一定制御を行っている。よって、従来技術で述べたようにエネルギーを無駄に消費することになっている。
【００４１】
図２は、図１に示した集合住宅における各階ゾーンの給水器具群が開放された際の、給水器具に対する使用水量（Ｑ０ｘ）と、それぞれ実揚程、配管抵抗、所要末端圧力、全揚程、インバータ周波数との関係を整理してまとめて示したものである。
【００４２】
これの見方は、例えば１階ゾーンにおいて、給水器具１ａが開放された場合を想定すると、圧力センサ１Ｐが作動し通信手段１ｔが発信する。給水器具１ａの実放水量Ｑ１０に対し、計算上の使用水量は、{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}ｘＫとなり、実揚程はＨ１ａ−ＨＳ（図１参照）、配管抵抗はＨ１ｆ（{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}ｘＫ）である。すなわち、配管抵抗は、計算上の使用水量{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}ｘＫを、１階ゾーンの給水管枝管（給水器具）に流した場合の配管抵抗となる。所要末端圧力ＨＰ、全揚程Ｈ０１（{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}ｘＫ）は、Ｈ１ａ−ＨＳ＋Ｈ１ｆ＋ＨＰ、インバータ周波数はｆ１であることを意味する。全揚程Ｈ０１は圧力目標値となる。
【００４３】
ところで、前記したように、給水器具１ａのみが開放された場合、実放水量Ｑ１０に対し、計算上の使用水量は{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}ｘＫとなり多くなるが、安全側であり実用上問題とならない程度のものである。この安全率が同時開閉率Ｋである。
【００４４】
同様に、２階ゾーン、３階ゾーン、４階ゾーン、５階ゾーンの給水器具２ａ、３ｂ、３ｅ、４ｃ、５ｅが開放された場合を想定すると、実放水量はＱ２０＋Ｑ３１＋Ｑ３４＋Ｑ４２＋Ｑ５４であるが、計算上の使用水量は、{{Ｑ２０＋Ｑ２１〜Ｑ２４}＋{Ｑ３０＋Ｑ３１〜Ｑ３４}＋{Ｑ４０＋Ｑ４〜Ｑ４４}＋{Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４}}×Ｋとなり、前述したように実放水量よりは多くなるが安全側となる。
【００４５】
さらに、実揚程はＨａ（＝Ｈ２ａ＋Ｈ３ａ＋Ｈ４ａ＋Ｈ５ａ−ＨＳ）（図１参照）で、配管抵抗はＨ２５ｆ（{{Ｑ２０＋Ｑ２１〜Ｑ２４}＋{Ｑ３０＋Ｑ３１〜Ｑ３４}＋{Ｑ４０＋Ｑ４〜Ｑ４４}＋{Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４}}×Ｋ）であり、給水量{{Ｑ２０＋Ｑ２１〜Ｑ２４}＋{Ｑ３０＋Ｑ３１〜Ｑ３４}＋{Ｑ４０＋Ｑ４〜Ｑ４４}＋{Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４}}×Ｋを、２〜５階ゾーンの給水管枝管（給水器具群）に流した場合の配管抵抗を示す。
【００４６】
所要末端圧力はＨＰ、全揚程Ｈ０２５({{Ｑ２０＋Ｑ２１〜Ｑ２４}＋{Ｑ３０＋Ｑ３１〜Ｑ３４}＋{Ｑ４０＋Ｑ４〜Ｑ４４}＋{Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４}}×Ｋ)は、Ｈａ（＝Ｈ２ａ＋Ｈ３ａ＋Ｈ４ａ＋Ｈ５ａ−ＨＳ）＋Ｈ５ｆ（{{Ｑ２０＋Ｑ２１〜Ｑ２４}＋{Ｑ３０＋Ｑ３１〜Ｑ３４}＋{Ｑ４０＋Ｑ４〜Ｑ４４}＋{Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４}}×Ｋ）＋ＨＰ、インバータ周波数はｆ２５であることを意味する。
【００４７】
これ以外については、以上の説明で明らかなので説明を省略する。各部の配管抵抗の求め方は、図５(系統図)、図６（表）に示す通りである。図５で部位Ｌ１は、給水管４の直管部の損失水頭であり、例えばダーシーの公式、即ち次の（３）式による。
途中の計算過程は省略して結果をＬＯＳＳ１として図６（表）に示している。
（０．０２＋０．０００５／Ｄ）×（Ｖ２／２ｇ）×（Ｌ／Ｄ）          （３）
ここで、Ｄは直管部内径（ｍ）、Ｖは直管部を流れる流体の流速（ｍ／ｓｅｃ）、Ｌは直管部長さ（ｍ）、ｇは重力の加速度（ｍ／ｓｅｃ２）である。部位Ｌ２は、曲管部の損失水頭であり次の（４）式による。
これも、途中の計算過程は省略して結果をＬＯＳＳ２として図６（表）に示している。
（Ｖ２／２ｇ）×φ          （４）
ここで、φは曲管の形状による損失係数である。
【００４８】
以上説明したように、各部位Ｌ３〜Ｌ１７（図５）での前述した方法で給水管の損失水頭を計算して図６(表)に示しているが、これらの結果は、メモリ（記憶部）に予め記憶しておいても良いし、その都度、後述のプログラムで計算処理しても良い。これらの計算方法は、前述の建築設備ハンドブック、空気調和衛生工学便覧等に一般的に示されている。
【００４９】
図３は、ポンプ台数を２台で例示した各給水器具群が開放された場合の運転状態を示すポンプ運転特性図であり、横軸に水量、縦軸に全揚程を示したものである。ここで、三角の角で示されるＯ０点は、前記（１）（２）式で示した使用最大水量Ｑ０、全揚程Ｈ００を満足する仕様点を示している。そして、ポンプは、１台運転時に水量Ｑ０／２、全揚程Ｈ０を満足するＱ−Ｈ性能、即ち、インバータ周波数ｆ０のもとで曲線Ａを有する特性のポンプを２台を備えた給水装置が選択される。これをインバータ周波数ｆ０の元で２台並列運転すると前記仕様点を満足することができる。これを合成した性能曲線が曲線Ｔである。
【００５０】
曲線Ａはインバータ周波数ｆ０のもとで前記した仕様点（Ｑ０／２、Ｈ０）を満足していることを示す。更に、この時の軸動力（モータ出力）は、曲線Ｆ（インバータ周波数はｆ０のもとで）上のＱ０／２との交点のＳ０である。又、水量０の縦軸上に、実揚程Ｈａ＋所要末端圧力ＨＰのポイントＯ５を示している。
【００５１】
このＯ５点と途中のＯ０’点を通り、前記した仕様点Ｏ０とを結ぶように引いた直線Ｌが配管抵抗曲線である。配管抵抗曲線Ｌは２次曲線等が用いられるが、ここでは直線近似して示している。曲線Ｍはインバータ周波数ｆ５のもとで、実揚程Ｈａ＋所要末端圧力ＨＰ（水量０の点）を満足し、この時の軸動力曲線はＧであり、軸動力はＳ５である。
【００５２】
参考までに説明すると、使用水量の変動に伴い、給水圧力が全揚程Ｈ０と等しくなるよう直線Ｎ上を、一定のインバータ周波数を制御することを吐き出し圧力一定制御と呼んでいる。又、使用水量の変動に伴い、給水圧力が配管抵抗曲線Ｌ上にくるようにインバータ周波数を制御することを末端圧力一定制御と呼んでいる。
【００５３】
さて、１階ゾーンに属する給水器具１ａのみが操作されて開放されると、給水器具１ａからの放水量はＱ１０であるが計算上の使用水量は{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}ｘＫとなり、全揚程はＨ０１であり、これに対応する周波数はｆ１であることは前記したとおりである（図２参照）。これを図３上に示すと、Ｑ−Ｈ性能曲線はＢであり運転点はＯ１、軸動力曲線はＨであり、この時の軸動力はＳ１である。これは、前記で説明した末端圧力一定制御で運転した場合の軸動力の最小値Ｓ５よりも著しく軸動力が低減されている。
【００５４】
即ち、給水器具１ａが開放された時、これに対応する例えば無線通信手段１ｔが信号を発信し、これを給水装置３に備わっている無線通信手段０ｔが受信したとき、目標圧力を全揚程Ｈ０１とし、インバータ周波数をｆ１としてポンプモータを運転し、給水圧力が前記目標圧力Ｈ０１となるよう吐き出し圧力一定制御を行うことにより、著しく軸動力を低減することができる。
【００５５】
同様に、１階ゾーン及び２階ゾーンに属する給水器具１ｂ、１ｃ、２ａ、２ｂが開放されると、放水量はＱ１１＋Ｑ１２＋Ｑ２０＋Ｑ２１であるが、計算上の使用水量は{{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}＋{Ｑ２０＋Ｑ２１〜Ｑ２４}}×Ｋであり、全揚程はＨ０１２である。これに対応する周波数はｆ１２であり、ポンプＱ−Ｈ性能曲線はＥであり、軸動力曲線はＪであり、軸動力はＳ１２である。
【００５６】
次に２台運転時について説明する。１階ゾーン、３階ゾーン、４階ゾーン、及び５階ゾーンに属する給水器具１ａ、３ａ、３ｂ、４ａ、５ａが開放されると、給水器具群の放水量はＱ１０＋Ｑ３０＋Ｑ３１＋Ｑ４０＋Ｑ５０であるが、計算上の使用水量は、{{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}＋{Ｑ３０＋Ｑ３１〜Ｑ３４}＋{Ｑ４０＋Ｑ４１〜Ｑ４４}＋{Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４}}×Ｋとなり、全揚程はＨ０１５である。これに対応する周波数はｆ１５（２台運転でその内１台がｆ０、もう１台がｆ９）であり、ポンプＱ−Ｈ性能曲線はＳであり、軸動力曲線はＷであり、軸動力はＳ１４である。
【００５７】
１階ゾーン、２階ゾーン、３階ゾーン、４階ゾーン及び５階ゾーンに属する給水器具１ａ、２ａ、３ａ、３ｂ、４ａ、５ａ、５ｂが開放されると、給水器具の放水量はＱ１０＋Ｑ２０＋Ｑ３０＋Ｑ３１＋Ｑ４０＋Ｑ５０＋Ｑ５１であるが、全揚程はＨ００であり、これに対応する周波数はｆ０（２台運転）であり、ポンプＱ−Ｈ性能曲線はＴである。軸動力曲線、軸動力は前述から明らかなので表示及び説明を省略する。
【００５８】
このようにして、給水器具群の各階高さを特定する対応の無線通信手段（第１通信手段）から発信された信号を、給水装置３の無線通信手段（第２通信手段）が受信し、目標圧力、インバータ周波数、ポンプ台数を決定してポンプモータが運転処理される。
【００５９】
図４は、本発明実施例のポンプを２台とした給水装置のシステム構成図を示している。２は水源に接続された吸込管、２−１、２−２、２−３、２−４は仕切弁、３−１、３−２はモータ６−１、６−２（本実施例では誘導モータで示しているが永久磁石モータでも良い）によって駆動され、水源の水を、前記吸込管１を介して吐出配管４に吐き出すそれぞれ１号機系及び２号機系ポンプ（３−１を１号機、３−２を２号機と呼ぶ）。５−１、５−２はそれぞれ１号機系及び２号機系の逆止め弁、８は給水管４の圧力を検出しこれに応じた電気信号Ｓ３を出力する圧力センサ（給水管圧力センサ）である。７は内部に空気を保有する圧力タンク、９−１、９−２は極少水量を検出した時に信号Ｓ１，Ｓ２を発するそれぞれ１号機系及び２号機系流量スイッチ（ＦＬＳＷ）である。
【００６０】
ＰＷは電源、ＥＬＢ１、ＥＬＢ２はそれぞれ１号機系及び２号機系漏電遮断器であり、配線の短絡及び漏電保護を行う。ＩＮＶ１、ＩＮＶ２はそれぞれ１号機系及び２号機系のモータを定速制御および変速制御する駆動手段（可変速駆動手段）である。駆動手段ＩＮＶ１、ＩＮＶ２は各種設定、操作及び表示部を有するそれぞれオペレータＣＯＮＳ１、ＣＯＮＳ２を備え、それぞれ運転指令信号Ｒｕｎ１、Ｒｕｎ２、及び周波数指令信号Ｆ１、Ｆ２を入力する入力端子を備えている。これらの指令信号が入力されると運転が開始し、それぞれ前記周波数指令信号Ｆ１、Ｆ２に到達したことを示す到達周波数信号Ｆ１０、Ｆ２０を出力する。
【００６１】
モータ６−１、６−２には、前記周波数指令信号Ｆ１、Ｆ２に対応した電力（周波数と電圧が指令周波数によって定まる）が供給される。尚、簡単にするために、周波数到達信号Ｆ１０、Ｆ２０を省略して、周波数指令信号Ｆ１、Ｆ２で兼ねても良いし、運転指令信号Ｒｕｎ１、ｒｕｎ２を省略して周波数指令信号Ｆ１、Ｆ２で兼ねても良い。Ｒ、Ｓは制御電源、ＳＳは操作スイッチであり、閉じると後述する制御装置ＣＵが制御電源に接続され、開くと開放される。ＴＲはトランスであり、前記制御装置ＣＵに低電圧の制御電源を供給する。
【００６２】
ＣＵは、前記駆動手段ＩＮＶ１、ＩＮＶ２を制御する制御装置である。ＣＰＵはマイクロプロセッサ、Ｏｔは無線通信手段（第２通信手段）であり、端末の給水器具群の階高さを特定する給水管部位に取り付けた無線通信手段（第１通信手段）とで信号の授受を行う。Ｍは、ＥＥＲＯＭ（又はフラッシュメモリ）、ＲＡＭ等からなる記憶部（メモリ）であり、後述の圧力目標値、流量目標値、同時開閉係数Ｋ、回転速度（周波数）、ポンプ台数、等のパラメータ、各部位の水利データ（実揚程、抵抗、所要末端圧力、全揚程）、端末の無線通信手段と信号の授受で得られたデータ、運転制御するためのプログラム等を記憶している。Ｉ／Ｏは、制御装置ＣＵに設けられた入出力回路部であり、外部の信号がここからＣＰＵに取り込まれる。
【００６３】
ＣＯＮＳ３は、表示部（例えば、周波数、電圧、電流等の表示）と操作部（例えばタクトスイッチ等）を有する設定手段（コンソール）である。設定手段ＣＯＮＳ３は、前記した圧力目標値、流量目標値、同時開閉係数Ｋ、回転速度（周波数）、ポンプ台数、等のパラメータ、各部位の水利データ（実揚程、抵抗、所要末端圧力、全揚程）を入力設定し、記憶部Ｍに記憶させる。また、設定手段は、オペレータとして、運転、停止等（キー操作部で例えばタクトスイッチ）の信号を入力するのにも用いる。
【００６４】
前記した給水管圧力センサ８の信号Ｓ３と、流量スイッチ９−１、９−２のそれぞれの信号Ｓ１（Ｓと１０からなる）、信号Ｓ２（Ｓと１１からなる）は、前記制御装置ＣＵの入出力回路部Ｉ／Ｏより取り込まれ、データとしてメモリＭに記憶される。又、後述の始動条件が成立すると制御装置ＣＵは、入出力回路部Ｉ／ＯよりリレーＲｕｎ１、Ｒｕｎ２をＯＮする信号を出力すると共に、周波数指令信号Ｆ１、Ｆ２を前記駆動手段ＩＮＶ１、ＩＮＶ２に出力する。
【００６５】
図７〜図１３は制御装置ＣＵによる制御手順、処理を示したフローチャートであり、図１４は初期周波数の決め方を示すためのポンプ性能、周波数、水量対応関係図、図１５その水量と初期周波数対応表を示めしたもの、図１６はメモリマップを示したものである。
【００６６】
図７において、７００ステップで例えば次の７０１ステップのイニシャル処理に備えて割り込み禁止処理Ｄ１を実行する。７０１ステップのイニシャル処理ではレジスタ、割り込みベクタ、メモリ、スタックポインタ、無線通信手段の送受信処理など各種の初期化処理を実行し起動準備を行う。
【００６７】
そして、７０２ステップで、図１６のメモリマップに示すパラメータを初期化の必要なものは初期化し、固定データは固定データとし、それぞれ記憶部Ｍのアドレスに保存する。ここで、圧力制御に使用するパラメータであるＱ０Ｘ（負荷の最大水量、使用水量）、Ｑmax（ポンプ１台当たりの最大水量）、Ｑama（余り水量）、ＮＸ（ポンプ運転台数）、Ｈａｘ（実揚程）、Ｈｆｘ（配管抵抗）、Ｈ０ｘ（全揚程）、ｆstart（インバータ初期周波数）等が、設計値（データ）として初期値が記憶部のＲＡＭに保存される。
【００６８】
７０３ステップでは、次に説明する各種割込み処理に備えて割込み許可処理ＥＩを実行し、７０４ステップで割込み待ち処理（各種割込み処理の終了を待つ処理）し、割込み処理の終了後は７０５ステップに進む。７０３ステップの割込許可処理ＥＩでは次に説明する割込み処理が実行される。
【００６９】
図８の割込み処理（Ａ）、（Ｂ）において、処理Ａの８０３ステップで、設定手段ＣＯＮＳ３のパラメータ設定用のキーが押されたか否かを判定する。ここで、パラメータ設定処理の状態にあるか否かの動作状態を安定にするために、例えばアップ、ダウン両方のキーを長押ししたとき、パラメータの読み込み設定処理の８０５ステップへ進み、もう一度押したとき、ここから脱出して８０４ステップのキースイッチへ対応した表示処理を実行して８０９ステップへ抜けるようにする。
【００７０】
８０５ステップでは、前述したパラメータＱ０Ｘ（負荷の最大水量、使用水量），Ｑmax（ポンプ１台当たりの最大水量）、Ｑama（余り水量）、ＮＸ（ポンプ運転台数）、Ｈａｘ（実揚程）、Ｈｆｘ（配管抵抗）、Ｈ０ｘ（全揚程）、ｆstart（インバータ初期周波数）等の設定処理を実行し、記憶部Ｍの所定のメモリＭ１００〜Ｍ１０６にそれぞれ記憶する。
【００７１】
更に、詳細な説明は省くが同時開閉係数Ｋ等の固定データもここの処理でメモリＥ２ＲＯＭのＭ０〜に保存される。同時開閉係数Ｋは、異なる値の複数種類を設けている。すなわち、各戸での水の使用量は時間帯、曜日によって異なるので、使用量の多い時間帯・曜日は大きな値の係数を用いて計算上の使用水量を算出する。このような同時開閉係数を用いれば、よりきめの細かい使用水量が算出されるので、ポンプ運転の省エネ化を図ることができる。
【００７２】
以上のパラメータの変更処理は割り込み処理での実行であり、図7のメインフローチャートの運転中であっても、必要に応じて随時設定変更することが出来る。他の割込み処理も同様である。
【００７３】
図８の割込み処理Ｂの８１２ステップでは、無線通信手段の送受信処理を実行すると共に、端末からの受信データを記憶部Ｍに記憶しておく。即ち、無線通信手段のデータをメモリＲＡＭの例えば、Ｍ１０８〜Ｍ１１１に格納する。給水管端末の給水器具群が開放されているときは、これの属する階高さを特定する給水管部位に取り付けた各無線通信手段から開放の信号が発報（発信）され、給水器具が閉じているときは、各無線通信手段から開放の信号が発報されない。
【００７４】
前記メモリＭには、無線通信手段が発報されている場合は例えば００Ｈのデータを、発報されていない場合には０ＦＦのデータを書き込む（Ｍ１０８〜Ｍ１１１）。又、これに対応して、メモリＥ２ＲＯＭの例えばＭ０〜Ｍ１０に各階層ゾーン給水器具群の使用水量のデータを予め書き込んでおく（Ｍ０は１階ゾーン給水器具群の全放水量、・・Ｍ１０は５階ゾーン給水器具群の全放水量）。即ち、無線通信手段１ｔからの信号を受信したら、１階ゾーンに属する給水器具群のいずれかが開放されたことを意味し、メモリＭ１０８には００Ｈのデータが書き込まれる。そして、これに対応する給水器具群の全放出量（放水量）のデータ（Ｑ１０＋Ｑ１１＋．．．Ｑ１４）がメモリＭ０から読み出され、読み出されたデータに同時開閉係数Ｋ（Ｍ１１に保存されている）を乗じられ、その算出結果が１階ゾーン使用水量としてメモリＭ１２５に書き込まれている。２〜５階ゾーンの使用水量保存処理は同様なので説明を省く。
【００７５】
又、８１３ステップでは、圧力センサ８による給水管４の給水圧力の検出処理（検出結果がレジスタＡＮ０に格納されている）と、インバータ周波数Ｆ１０、Ｆ２０の検出処理を実行する。ＡＮ０のデータは記憶部のＭ１０７に、インバータ周波数Ｆ１０、Ｆ２０のデータはＭ１３１，Ｍ１３２にそれぞれ保存される。尚、メモリーＲＡＭに格納した値は変数として用いる。ここで、メモリーＥＥＰＲＯＭにデータを書き込む処理は、予め別の処理により書き込んでおくこともできる。
【００７６】
又、停電復帰時に再度パラメータ設定しなくても済むようにするため、Ｑ０Ｘ（負荷の最大水量、使用水量）、同時開閉係数Ｋ、Ｈaｘ（実揚程）、Ｈfｘ（配管抵抗）、Ｈ0ｘ（全揚程）、ｆstart（インバータ初期周波数）等のデータは、ＲＡＭに保存しているデータと同じものをＥＥＰＲＯＭにも保存しておく。このようにしておけば、停電復帰時にＥＥＰＲＯＭに前記パラメータが保存されているので、支障なく運転することができる。
【００７７】
図９の割込み処理においては、９０１〜９１０ステップで１階〜５階までの各階ゾーンの給水器具が開放されているかをチエックし、実揚程Ｈａを計算してその結果をメモリＭ１０１に格納する。即ち、９０１ステップでは、１階ゾーン給水器具群のいずれかが開放されているか否かのチエックをし、開放されている場合（Ｙｅｓ）は、実揚程Ｈａに１階の実高さＨ１a（メモリＭ２１より読み出し）を加算（Ｈａが０であれば置き換え）してメモリＭ１０１に格納し、次の９０４ステップへ進む。９０１ステップで開放されてなければ（Ｎｏ）９０３ステップで、実用程Ｈaに０を格納する処理を実行して次の９０４ステップへ進む。
【００７８】
同様に、９０４ステップでは、２階給水器具群のいずれかが開放されているか否かのチエックをし、開放されている場合には、９０５ステップで実揚程Ｈａ（この時の実用程Ｈaには、Ｈ１aが格納されている。）に２階の実高さＨ２a（メモリＭ２２より読み出し）を加算し、次の９０６ステップへ進む。この時、実揚程Ｈａの値は、ＨａがＨ１ａであればＨ１a＋Ｈ２ａであり、Ｈａが０であればＨ２ａとなっている。９０４ステップで開放されてなければ未処理のまま次の９０６ステップへ進む。この時、実揚程Ｈａの値は、ＨａがＨ１ａであればＨ１aであり、Ｈａが０であれば０となっている。
【００７９】
これ以降の３階から５階の処理の動作は以上の説明と同様なので説明は省くが、９１１ステップの処理を終えて、ＲＥＴＩで割込みが終了し、図７のメイン処理に戻る際には、各階ゾーンの給水器具群の開放状態に応じて適宜、１階〜５階の実高さのデータが加算され、これらの総和が実揚程ＨａｘとしてメモリＭ１０１に格納されている。
【００８０】
図１０の割込み処理は、最大使用水量（負荷の最大流量）を求める処理と、配管抵抗を計算する処理とを示している。先ず、１階ゾーン〜５階ゾーンの全階において、水使用があった場合について説明する。１０１ステップで５階ゾーンを特定する給水管部位設置の各無線通信手段からの信号が受信されたかチエックする。受信しておれば、次の１０２ステップへ進む。未受信であれば、１１８ステップ以降へ処理を進める。
【００８１】
１０２ステップにおいて、５階ゾーンの給水量（＝使用水量）を求める。メモリＭ１１１に無線通信手段５ｔのデータが保存されている。当然、信号が発報されているのでデータは００Ｈである。００Ｈであれば、Ｅ２ＰＲＯＭのメモリの中からＭ１３０（前述したように、Ｍ１０に書き込まれている５階ゾーンの給水器具群の全放出量に同時開閉率Ｋを乗じて算出された使用水量が保存されている）のデータを読み出し、最大使用水量（給水器具群の必要水量の総和）Ｑ０ＸとしてメモリＭ１００に格納する。
【００８２】
１０３ステップでは、この最大使用水量Ｑ０Ｘにおける５階ゾーンの配管抵抗を計算して求める。ここでは、便宜上、各給水器具個々に計算せず、図６に示す５階ゾーンに最大使用水量Ｑ０Ｘを給水するとして、それぞれ配管抵抗（直管部）ＬＯＳＳ１５（管長さＳ１５）、配管抵抗（曲管部）ＬＯＳＳ１６、配管抵抗（直管部）ＬＯＳＳ１７（管長さＳ１７）を求める。結果をメモリＭ４８，Ｍ４９、Ｍ５０に保存しておく。そして、５階ゾーン配管抵抗として、Ｈｆｘ＝ＬＯＳＳ１５＋ＬＯＳＳ１６＋ＬＯＳＳ１７の計算処理を行いこれをメモリＭ１０２に保存する。
【００８３】
ここで、配管抵抗の計算は、一般的に用いられている空気調和．衛生工学便覧や建築設備ハンドブック等に示される水利計算方法によっている。直管部は例えばダーシーの公式により、曲管部はｆＶ２／２ｇ（ここで、ｆは損失係数、Ｖは管内流速、ｇは重力の加速度）により計算している。尚、これらの、配管抵抗はプログラムの処理で求める代わりに予め計算して置きメモリＭ４０〜Ｍ５０に記憶して置き、これを読み出す方法でも良い。
【００８４】
同様に１０４ステップでは、４階ゾーンを特定する給水管部位設置の各無線通信手段からの信号が受信されたかチエックする。受信しておれば、次の１０５、１０６ステップへ進み、未受信であれば未処理のまま１０７ステップへ進む。１０５ステップにおいて、前述同様に４階ゾーンと５階ゾーンそれぞれの給水量を求め、その総和を使用最大水量Ｑ０ＸとしてＭ１００に格納する。１０６ステップでこの使用最大水量Ｑ０Ｘにおける４階ゾーンの配管抵抗（直管部）ＬＯＳＳ１２（管長さＳ１２）、配管抵抗（Ｔ字曲管部）ＬＯＳＳ１３を求める。求め方は前述で明らかなので説明を省く。
【００８５】
尚、４、５階ゾーンで水使用があった場合、部位Ｌ１２、Ｌ１３に流れる水量は４階ゾーンと５階ゾーンの給水量の総和となるので、ＬＯＳＳ１２（管長さＳ１２）、配管抵抗（Ｔ字曲管部）ＬＯＳＳ１３はこの給水量の総和で計算する。又、この場合、５階ゾーン部位Ｌ１７への給水があるので、部位Ｌ１４の損失計算はしなくて良い。５階ゾーンへの給水がない場合は部位Ｌ１７の配管抵抗が必要となる。このようにして求めた配管抵抗ＬＯＳＳ１２、ＬＯＳＳ１３は前述同様にメモリＭ４０〜Ｍ５０に記憶しておく。又、４、５階ゾーンの配管抵抗は
Ｈｆｘ＝ＬＯＳＳ１２＋ＬＯＳＳ１３＋ＬＯＳＳ１５＋ＬＯＳＳ１６＋ＬＯＳＳ１７となる。これも、メモリＭ１０２に保存しておく。以上の説明で明らかなので、これ以降の説明は省き結果のみを次に示す。
【００８６】
１０７〜１０９ステップで３、４，５階ゾーンの給水量総和を計算し、これに基づいて３階の配管抵抗ＬＯＳＳ９、ＬＯＳＳ１０を求める。１１０〜１１２ステップで２、３、４、５階ゾーンの給水量総和を計算し、これに基づいて２階ゾーンの配管抵抗ＬＯＳＳ６、ＬＯＳＳ７を求める。
【００８７】
１１３〜１１５ステップで１、２、３、４、５階ゾーンの給水量総和を計算し、これに基づいて１階ゾーンの配管抵抗ＬＯＳＳ１、ＬＯＳＳ２、ＬＯＳＳ３、ＬＯＳＳ４を求める。そして、１１６ステップで１階ゾーン〜５階ゾーンまでの配管抵抗の総和Ｈｆｘを求め、メモリＭ１０２に格納する。１１８ステップにおいて、５階ゾーンの水使用がなく、５階ゾーンの配管抵抗は０となっている。ここで、４階ゾーンの水使用があるか否か判定する。ＹＥＳと判定した場合、説明は省くが、１０５ステップ４階ゾーン以降の処理と同じ処理を実行する。１１８ステップの判定でＮＯと判定した場合は、１１９ステップへ進む。
【００８８】
１１９ステップにおいて、４、５階ゾーンでの水使用がなく４、５階ゾーンの配管抵抗は０となっている。ここで、３階ゾーンの水使用があるか否か判定する。ＹＥＳと判定した場合は１０８ステップ３階ゾーン以降の処理と同じ３階ゾーン以降の処理を実行する。図示は省略しているが、３階ゾーンでの水使用があり２、１階での水使用がなければ、３階ゾーンへの給水量の計算を実行し、この給水量で配管抵抗ＬＯＳＳ１、ＬＯＳＳ２、ＬＯＳＳ３、ＬＯＳＳ４、ＬＯＳＳ６、ＬＯＳＳ７、ＬＯＳＳ９、ＬＯＳＳ１０、ＬＯＳＳ１１を計算することになる。ＮＯと判定した場合は、１２０ステップへ進む。
【００８９】
１２０、１２１ステップで２階ゾーン、１階ゾーンの水使用がなければ配管抵抗の総和は０となる。更に、１１６Ａステップでは各階の給水量を総和して最大水量Ｑ０Ｘを計算し、結果をメモリＭ１００とＭ９０に格納しておく。この後、１１６ステップへ進み、１１７ステップのＲＥＴＩでメイン処理へ戻る。
【００９０】
図１１の割込み処理は、全揚程、運転台数及び余り水量を求める処理を示している。即ち、１３１と１３２ステップで、それぞれ、メモリＭに格納されている前記最大水量Ｑ０ｘとポンプ１台当たりの最大水量Ｑｍａｘを読み出す。次の１３３ステップで、最大水量Ｑ０ｘをポンプ最大水量Ｑｍａｘで割り算し、商と余りを求め、この商を運転台数Ｎｘとし、余りを余り水量Ｑａｍａとして、それぞれメモリＭ１２２とＭ１２３に保存しておく。
【００９１】
上記運転台数Ｎｘは定速運転（固定の最高周波数で運転制御）されるポンプの台数で、余り水量Ｑａｍａは、上記Ｎｘ台のポンプに追加された１台の変速運転されるポンプで賄う水量を示している。したがって、Ｎｘ台の定速ポンプと他の1台の変速ポンプで最大水量Ｑ０ｘを賄うことになる。
【００９２】
図１２の割込み処理は、全揚程（目標圧力）を求める処理を示している。即ち、実揚程Ｈａ、吸込全揚程Ｈｓ、所要末端圧力Ｈｐ、配管抵抗Ｈｆを読み出し、これらの総和を計算して全揚程Ｈ０ｘを求め、メモリＭ１０３に格納する。
【００９３】
図１３は、求めた余り水量Ｑａｍａからインバータ初期周波数（初期速度）を求める処理を示したものである。図１４はこの初期周波数（初期速度）を求めるためのポンプ特性図を示している。図１４において、縦軸に全揚程を、横軸に水量を取りポンプ性能曲線Ａ（周波数ｆ１０の場合）を表している。これに、全揚程Ｈ０を線分で水平に引き、周波数を５等分したインバータ周波数ｆ２０、ｆ３０、ｆ４０、ｆ５０に対応するポンプ性能曲線Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを作図する。これらポンプ性能曲線と全揚程Ｈ０の水平線との交点を下に下ろして、それぞれ水量Ｑ１０、Ｑ２０、Ｑ３０、Ｑ４０、０を求める。図１５に水量とインバータ周波数との関係を示している。
【００９４】
図１３に戻って説明すると、１５１ステップでメモリＭより余り水量Ｑamaのデータを読み出す。１５２ステップ以降で、この読み出した余り水量Ｑamaが、前述した水量のＱ１０〜Ｑ２０のどの位置にあるかをチエックする。余り水量ＱamaがＱ１０と等しければ、１５３ステップでインバータ初期周波数ｆstartにｆ１０を代入し、メモリＭ１０４に格納する。そして、１６６ステップへ抜ける。
【００９５】
余り水量ＱamaがＱ１０以下の場合は、１６３ステップへ進んでＱamaの水量が判定され、ＱamaがＱ５０と等しければ、１６４ステップへ進み、インバータ初期周波数ｆstartにｆ５０を代入する。余り水量がＱ２０＜Ｑama＜Ｑ１０であれば１６５ステップへ進み、後述の演算処理０の比例計算で初期速度演算を実行し、その結果をインバータ初期周波数ｆstartに代入し、それぞれメモリＭ１０４に格納して１６６ステップへ抜ける。
【００９６】
１５２ステップで、余り水量ＱamaがＱ２０以下の場合は１５４ステップへ進んで、ＱamaとＱ２０が比較されて場合分けされる。Ｑama＝Ｑ２０の場合は１５５ステップで初期周波数ｆstartにｆ２０を代入し、Ｑ３０＜Ｑama＜Ｑ２０の場合は１５６ステップで後述の演算処理１の比例計算で初期速度演算を実行し、その結果をインバータ初期周波数ｆstartに代入し、それぞれメモリＭ１０４に格納して１６６ステップへ抜ける。Ｑama＜Ｑ３０の場合は、１５７ステップでＱamaとＱ３０が比較されて場合分けされる。
【００９７】
１５７ステップで、余り水量Ｑama＝Ｑ３０の場合は１５８ステップで初期周波数ｆstartにｆ３０を代入し、また、Ｑ４０＜Ｑama＜Ｑ３０の場合は１５９ステップで後述の演算処理２で比例計算で初期速度演算を実行し、その結果をインバータ初期周波数ｆstartに代入し、それぞれメモリＭ１０４に格納して１６６ステップへ抜ける。Ｑama＜Ｑ４０の場合１６０ステップで、ＱamaとＱ４０が比較されて場合分けされる。
【００９８】
余り水量Ｑama＝Ｑ４０の場合は１６１ステップで初期周波数ｆstartにｆ４０を代入し、また、０＜Ｑama＜Ｑ４０の場合は１６２ステップで後述の演算処理３で比例計算で初期速度演算を実行し、その結果をインバータ初期周波数ｆstartに代入し、それぞれメモリＭ１０４に格納して１６６ステップへ抜ける。
【００９９】
上記で示した演算処理０〜3では、次のように比例計算で初期速度が求められる。
演算処理０：
ｆstart＝ｆ２０＋（ｆ１０−ｆ２０）ｘ（Ｑ１０−Ｑama）／（Ｑ１０−Ｑ２０）となる。
演算処理１：
ｆstart＝ｆ３０＋（ｆ２０−ｆ３０）ｘ（Ｑ２０−Ｑama）／（Ｑ２０−Ｑ３０）となる。
演算処理２：
ｆstart＝ｆ４０＋（ｆ３０−ｆ４０）ｘ（Ｑ３０−Ｑama）／（Ｑ３０−Ｑ４０）となる。
演算処理３：
ｆstart＝ｆ５０＋（ｆ４０−０）ｘ（Ｑ４０−Ｑama）／（Ｑ４０−０）となる。
以上の説明で明らかなので、これ以降の詳細な説明は省く。
【０１００】
上記のように余り水量に応じてｆ１０〜ｆ５０と細かく場合分けし、さらに、前記各周波数の間の任意の初期周波数を比例計算することで正確に求めることができるので、他の1台の変速ポンプを負荷の余り水量に合った、きめ細かに求められた初期速度で制御を実行でき、確実な省エネ運転を行うことができる。上記演算によりメモリＭ１０４に格納された初期周波数は、ポンプの変速運転時に読み出され、制御装置ＣＵによってポンプの変速制御に用いられる。
【０１０１】
また、上記した負荷の余り水量に合った初期周波数は、演算によりメモリＭ１０４に格納されたものを読み出すことによりポンプの変速制御が敏速に行うことができる。
【０１０２】
上記した図８〜図１３に示される割込み処理は、随時、図７のメイン処理のステップ７０３から割込みルーチンに飛んで処理が行われ、処理で求められたパラメータが更新しながらメモリＭに格納されている。従って、メモリＭからは常に最新のパラメータが読出され、制御に供される。
【０１０３】
説明を図７のメイン処理に戻す。７０５ステップで端末の無線通信手段からの信号を受信したか否か、即ち、端末の給水器具群が開放されたか否か判定する。ＹＥＳであれば、次の７０８ステップへ進み、ＮＯであればＹＥＳとなるまで７０６、７０７，７０５ステップの処理を繰り返す。７０６ステップではポンプが運転中か判定し運転中であれば、７０７ステップでポンプを停止して７０５ステップへ戻る。
【０１０４】
７０８ステップでは、ポンプが運転中か否か判定する。ＮＯであれば、次の７０８Ａステップへ進みここで、メモリＭよりポンプ運転必要台数ＮＸを読み出し、７０９ステップでその必要台数のポンプの一方を変速制御に、もう一方を定速制御に設定しインバータへ出力する。当然、運転は必要台数の順起動となって運転制御される。この後７１０ステップへ進む。７０８ステップの判定結果が運転中の場合、７０９Ａステップへ進み、ここで必要台数の更新処理（２台の運転が必要で１台運転の場合は、１台を追加運転指令し一方を定速制御に設定、１台運転が必要で２台運転の場合は１台を停止指令し、残っているポンプを変速制御に設定）を行い７１０ステップへ進む。
【０１０５】
７１０ステップでは、変速ポンプか定速ポンプか判定する。ＹＥＳと判定した場合、変速ポンプの運転指令を実行して７１０Ａステップへ進む。７１０ステップでＮＯと判定した場合、定速運転（ポンプの最高周波数で固定、図３に示す周波数ｆ０）のまま７０５ステップへ戻る。
【０１０６】
７１０Ａステップでは、全揚程Ｈ０Ｘ（圧力制御する際の負荷の目標圧力Ｈ０となる。）をメモリＭより読み出し、７１１ステップで、給水管圧力センサ８が検出した圧力データＨをメモリＭより読み出す。そして、７１２ステップで両者を比較する。比較した結果、Ｈ０（＝Ｈ０X）−α（αは不感帯で例えば２ｍ）＞Ｈならば、７１６ステップへ進み、ここでａＨｚ（例えば現在速度に０．１ＨＺ加算する）だけ増速処理を実行して次の７１７ステップへ進む。
【０１０７】
Ｈ０（＝Ｈ０X）＋α＜Ｈならば、７１３ステップへ進み、ここで減速処理（例えば現在速度から０．１ＨＺ減算する）を実行して次の７１４ステップへ進む。いずれでもない場合は、変速せず７１５ステップへ進む。７１４、７１７ステップでは指令したインバータ周波数に到達したか確認し、到達したら７１５ステップへ進む。７１５ステップでは、変速指令してその速度に到達するのに必要な所定時間Δｔ２の待ち時間を実行し、７０５ステップへ戻る。そして、これ以降の処理を継続して実行する。
【０１０８】
前述した変速制御の７１３、７１６ステップの処理で周波数の記号ｆを用いて示しているのは１号機系インバータと２号機系インバータを代表して示したものであり、１号機系が変速制御機であれば、周波数ｆはＦ１（図４参照）、２号機系が変速制御機であれば、周波数ｆはＦ２（図４参照）となる。又、これら周波数はＦ１、Ｆ２は現在周波数（変数）として、メモリＭ１０５、Ｍ１０６に保存されている。
【０１０９】
以上のようにして給水端末の開放している各給水器具群（負荷）に対して、定速制御するポンプの運転台数、負荷の目標圧力、変速運転する１台のポンプの初期インバータ周波数（初期速度）を設定または記憶部に格納されたものを読み出して、目標圧力と圧力センサの検出した吐き出し圧力が一定となるようにインバータ周波数を制御する。これにより、端末の給水器具群が真に必要な給水圧力で給水することが可能となる。
【０１１０】
特に余り水量に応じてｆ１０〜ｆ５０と細かく場合分けし、さらに、前記各周波数の間の任意の初期周波数を比例計算することで正確に求めることができるので、1台の変速ポンプを負荷の余り水量に合ったきめ細かに求められた初期速度で制御を実行でき、確実な省エネ運転を行うことができる。
【０１１１】
すなわち、本発明は、複数のポンプと、ポンプを可変速運転する可変速駆動手段と、前記可変速駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に取付けられた給水管圧力センサと、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群であって階層毎に配置された給水器具群を備え、ポンプを運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記給水器具群が必要とする圧力目標値、流量目標値、前記給水器具群の同時開閉係数およびこれらに対応する回転速度のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられた当該階層ゾーンの給水器具群の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した第１通信手段に対応する階層ゾーンの給水器具群に対して全流量を求め、これに前記給水器具群の同時開閉係数を乗じて流量目標値とし、この流量目標値に基いて設定値の圧力目標値として生成し、
さらに前記制御装置は、発信した第１通信手段に対応した階層ゾーンの給水器具群の前記設定値を前記可変速駆動手段に指令すると共に、前記設定値の圧力目標値と前記給水管圧力センサの圧力とが等しくなるように前記可変速駆動手段を制御することを特徴とする。
【０１１２】
そして、前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した第１通信手段のうち最高位置に設置の通信手段を持つ給水器具群の実用揚程を求めると共に、発信した第１通信手段に対応した階層ゾーンの給水器具群に対して全流量を求め、これに前記給水器具群の同時開閉係数を乗じて流量目標値としこの流量目標値から配管抵抗を求め、前記実用揚程と前記配管抵抗の加算値に各給水器具の所要末端圧力のうち一番大きな所要末端圧力を加えた値に吸込全揚程を加味した値を設定値の圧力目標値として生成する。
【０１１３】
前記制御装置はさらに、前記設定手段の設定に基いて前記各給水器具群の必要とする圧力目標値と流量目標値又はこれに対応する回転速度を算出して記憶する記憶部を備え、
前記制御装置は前記第１通信手段から信号を受信した時、この受信信号に対応する給水器具の圧力目標値と流量目標値、又はこれに対応する回転速度を前記記憶部から読み出して、前記駆動手段に回転速度を指令すると共に、前記記憶部から読み出した圧力目標値と前記給水管圧力センサの圧力とが等しくなるように前記可変速駆動手段を制御する。
【０１１４】
また、前記記憶部は、ポンプ性能に基づき流量と圧力から定まるインバータ周波数が回転速度として記憶されると共に、各階層ゾーンの給水器具群に対応した放水量の全量に同時開閉係数を乗じて求めた流量目標値と圧力目標値とが記憶されており、
前記制御装置は、前記第１通信手段から信号を受信した時、発信した通信手段に対応した前記流量目標値を前記記憶部から読み出し、この水量に対応したインバータ周波数を前記記憶部より読み出して、始動時の流量目標値対応回転速度を自動生成する。
【０１１５】
さらに、前記各階層ゾーンの階高さを特定する給水管部位に、当該階層ゾーンの給水管の圧力を検出する給水器具圧力センサを設け、前記第１通信手段は、前記給水器具圧力センサが当該給水器具群の開放状態を検出したとき、信号を発信する。
【０１１６】
また、本発明は、所定の最大流量をもつ複数のポンプと、これらの複数のポンプを定速制御と変速制御する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に取付けられた給水管圧力センサと、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群であって階層毎に配置された給水器具群を備え、ポンプを定速と可変速で運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具群で必要とする流量目標値、圧力目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、これらに対応する回転速度、および必要なポンプ台数等のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ、当該給水器具群の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記制御装置は、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、発信した第１通信手段に対応する階層ゾーンの各給水器具群の流量目標値の合計値に同時開閉係数を乗じて負荷の最大流量とし、この最大流量に基づいて圧力目標値を求め、
さらに前記制御装置は、前記負荷の最大流量とポンプの最大流量から、定速運転するポンプ台数と余り水量を求めるとともに、この余り水量に対応するポンプの初期速度を求め、このポンプ台数と初期速度を前記駆動手段に指令することにより、求められた台数のポンプを定速制御するとともに、前記余り水量に対応するポンプを前記給水管圧力センサの検出圧力が前記圧力目標値になるように変速制御することを特徴とする。
【０１１７】
また、負荷の最大水量をポンプの最大給水量で除して、商を定速制御するポンプ台数とし、残りを余り水量としたことを特徴とする。
【０１１８】
また、前記制御装置は、前記設定手段の設定に基いて前記負荷の最大流量、目標圧力、ポンプ台数、余り水量、及びポンプの初期速度を記憶する記憶部を備えて、前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、この受信信号に対応したポンプ必要台数とポンプの初期速度を前記記憶部より読み出して前記駆動手段に指令する。
【０１１９】
また、前記各給水器具に対応した流量目標値、目標圧力値はパラメータとして予め決められており、前記駆動手段に指令する運転台数と初期速度は、上記流量目標値と圧力目標値によって対応付けされている。
【０１２０】
また、本発明は、複数のポンプを可変速運転する可変速駆動手段と、前記可変速駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの給水管の末端に設けられた複数の給水器具群を備え、ポンプを可変速運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具毎に給水系の必要とする圧力目標値、流量目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、およびこれらに対応する回転速度とを設定する設定手段と、これらの設定値を記憶する記憶部と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ、この圧力を検出する給水器具群圧力センサおよびこの圧力状態を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記給水器具群圧力センサが前記給水器具群の開放状態を検出したとき、当該第１通信手段が発信し、前記制御装置は当該通信手段から信号を受信したとき、受信した中から最高位置で最遠に設置された給水器具圧力センサを選択し、この選択された給水器具圧力センサが取り付けられている通信手段に圧力検出データの送信指令を発信し、この送信指令に基く受信信号に対応した給水器具の前記圧力目標値と回転速度を前記記憶部より読み出し、回転速度を前記可変速駆動手段に運転指令すると共に、前記圧力目標値と前記最高位置で最遠に設置された給水器具群圧力センサの圧力とが等しくなるよう前記可変速駆動手段を制御している。
【０１２１】
また、本発明は、所定の最大流量をもつ複数のポンプと、これらの複数のポンプを定速制御と変速制御する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御装置と、前記ポンプの吐出側の給水管に設けられた複数の給水器具群を備え、ポンプを定速と可変速で運転することにより前記複数の給水器具群に給水する給水システムにおいて、
前記制御装置に設けられた、前記各給水器具群で必要とする流量目標値、圧力目標値、前記給水器具群の同時開閉係数、これらに対応する回転速度、および必要なポンプ台数等のパラメータを設定する設定手段と、前記複数の給水器具群を階層ゾーン毎に区分しその各階層ゾーンの階高さを特定できる給水管部位に設けられ給水器具群の操作状況を検出する給水器具圧力センサと、給水器具の操作状況を発信する第１通信手段と、前記制御装置に設けられた第２通信手段を備え、
前記第１通信手段からの信号を前記第２通信手段で受信したとき、前記制御装置はこの受信信号に対応する各給水器具の流量目標値を合計した値に同時開閉係数を乗じて負荷の最大流量とし、これから目標圧力値を求め、前記負荷の最大水量とポンプの最大水量から定速制御するポンプ台数と余り水量を求めるとともに、この余り水量に対応するポンプの初期速度を求め、ポンプ台数と初期速度を前記駆動手段に指令することにより、求められた台数のポンプを定速制御するとともに他のポンプを給水器具圧力センサの検出圧力が負荷の目標圧力値になるように変速制御している。
【符号の説明】
【０１２２】
１…水源、１ａ〜５ｅ…給水器具、１ｔａ〜５ｔａ…第１通信手段、０ｔａ…第２通信手段、１ｐａ〜５ｐｅ…給水器具圧力センサ、２…吸込み管、３…給水装置、３−１…ポンプ、４…給水管、６…モータ、７…圧力タンク、８…給水管圧力センサ、ＣＵ…制御装置、ＩＮＶ１、ＩＮＶ２…駆動手段、Ｍ…記憶部、Ｉ／Ｏ…入出力回路部、ＣＰＵ…マイクロプロセッサ、ＣＯＮＳ３…設定手段、Ｆ１、Ｆ２…インバータ周波数指令信号、Ｆ１０、Ｆ２０…インバータ周波数到達信号、Ｑ０ｘ…負荷の最大水量、Ｎｘ…ポンプ台数、Ｑｍａｘ…ポンプ最大水量、Ｑａｍａ…余り水量、ｆ１０〜ｆ５０…ポンプの初期速度、Ｋ…同時開閉係数。
【図１】
2014080950.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014080950.tif 000005
【図４】
2014080950.tif 000006
【図５】
2014080950.tif 000007
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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