(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、前記問題点を解消した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】
所定の最大流量をもつ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に給水する給水システムにおいて、
前記各給水器具で必要とする流量目標値、圧力目標値およびこれらに対応する回転速度と、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またはその近傍に設けられ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管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２】
請求項１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、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４】
請求項１〜３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、前記給水管端末の各給水器具又はこれの近傍に給水器具の開放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の出力を受けて給水器具の操作状況を発信することを特徴とする給水システム。
【請求項６】
請求項５記載の給水システムにおいて、
前記給水器具圧力センサは圧力スイッチであることを特徴とする給水システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の給水システムにおいて、
前記第１通信手段と第２通信手段は無線通信手段としたことを特徴とする給水システム。
【請求項８】
所定の最大流量をもつ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に給水する給水システムにおいて、
前記各給水器具で必要とする流量目標値、圧力目標値およびこれらに対応する回転速度と、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またはその近傍に設けられ給水器具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９】
請求項８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１０】
請求項８または９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１１】
請求項８〜１０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、末端の各給水器具又はその近傍に通信手段を備え、この発信信号に基づいて定速制御されるポンプ台数と変速制御の周波数を決定して、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ベ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。そして、給水装置の圧力制御方式には、（１）ポンプの吐き出し側に圧力センサを設置し、ここの圧力を一定に制御する吐き出し圧力一定制御方式、（２）ポンプの吐き出し側に圧力センサを設置し、ここの圧力が配管抵抗曲線上に乗るように圧力制御し間接的に末端の圧力を一定にする推定末端圧力一定制御方式、（３）給水管端末の最高部最遠部に圧力センサを設置し、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の３方式がある。
【０００３】
（１）、（２）の方式は適宜、採用されているが、（２）方式は複雑で大きな記憶容量のソフトウエアーが必用であり、制御するためのパラメータ等の設定を必要とする等、取り扱いが面倒な面もある。（３）方式では給水管の端末に設置した圧力センサと給水装置間との間にケーブルを長く敷設することなり、施工も面倒であり工事費がかさむため殆ど採用されていない。
【０００４】
（１）、（２）の方式では、最大水量を基に目標圧力にこれを決定しており、設計計算上の裕度が含まれているため無駄な運転動力を消費していることが多々ある。（３）の方式は直接末端の圧力を所定圧力に制御するので無駄な運転動力を軽減することができ、前記したケーブルの施工性が悪いことを除いて考えると望ましい給水方式である。しかし、給水管端末の最高部最遠部の圧力を一定に制御するため、これより近い位置の蛇口（給水器具）を用いるときは、圧力が高すぎて無駄な運転動力を使うことになる。
【０００５】
この技術の従来例として、特許文献１（特開平１０−００９１４８号公報）を挙げることができる。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ある。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、この蛇口を全開にして推定末端圧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、この設定に基いて負荷曲線を求めこの負荷曲線により推定末端圧一定制御を行うものである。
【０００６】
しかしながら、前述したように推定末端圧一定制御は、複雑で大きな記憶容量のソフトウエアーが必用であり、また、制御するためのパラメータ等の設定を必要とする等、取り扱いが面倒な面を有すると共に、設計計算上の裕度が含まれているため、無駄な運転動力を消費していることが多々ある。
【０００７】
さらに、特許文献１ではポンプ複数台を制御する場合については言及されていないが、同じ方式で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。
【０００８】
なお、推定末端圧力一定制御とは、最大使用水量Ｑ０を給水器具中の最高位、最遠の器具に給水することを想定して求めた全揚程Ｈ０との２量を上限座標とし、水量０及びこの水量における締め切り圧力ヘッド（実揚程＋所要末端圧力ヘッド）との2量を下限座標として、これを結ぶ直線又は二次曲線上に、ポンプの吐き出し圧力ヘッドがのるように間接的に制御することを言う。実際には、水量が回転数（インバータ周波数と対応）に比例することより座標の２量のうち、水量はインバータの周波数に替えている。末端圧力一定制御とは、制御対象とする特定の末端に圧力センサを設置し、ここの圧力が一定となるよう直接的に圧力一定制御（インバータ周波数を制御）することを言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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】
【００１０】
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。
【００１１】
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）、必要ポンプ台数の指定の機能を持たせ、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。
【００１２】
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各給水器具又はこれの近傍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】
【００１３】
本発明は、所定の最大流量をもつ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に給水する給水システムにおいて、
前記各給水器具で必要とする流量目標値、圧力目標値およびこれらに対応する回転速度と、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またはその近傍に設けられ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管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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
また、上記に記載の給水システムにおいて、さらに、前記給水管端末の各給水器具又はこれの近傍に給水器具の開放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の出力を受けて給水器具の操作状況を発信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、前記給水器具圧力センサは圧力スイッチであることを特徴とする。
【００１９】
また、上記に記載の給水システムにおいて、前記第１通信手段と第２通信手段は無線通信手段としたことを特徴とする。
【００２０】
本発明は、所定の最大流量をもつ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に給水する給水システムにおいて、
前記各給水器具で必要とする流量目標値、圧力目標値およびこれらに対応する回転速度と、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またはその近傍に設けられ給水器具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。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、給水装置及び給水管端末の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、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】
【００２２】
【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】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】
【００２３】
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１４を用いて説明する。  
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（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）０ｔａを備えている。
【００２４】
１ａ〜１ｅは給水管４の端末に複数取り付けられたそれぞれ１階に属する給水器具（負荷、蛇口）、２ａ〜２ｅ、３ａ〜３ｅ、４ａ〜４ｅ、５ａ〜５ｅは同様にそれぞれ２階、３階、４階、５階に複数取り付けられた各給水管端末の給水器具である。１Ｐａ〜１Ｐｅは前記各給水器具１ａ〜１ｅまたはその近傍に取り付けた給水器具圧力センサであり、その圧力検出値をデータとして用いることも、この検出値の変化により給水器具の開閉信号として用いることも出来る。又、単に給水器具の開閉信号のみに用いる場合は、圧力センサの代わりに圧力スイッチとしても良い。圧力センサの添字のａ〜ｅは各給水器具に対応している。２Ｐａ〜２Ｐｅ、３Ｐａ〜３Ｐｅ、４Ｐａ〜４Ｐｅ、５Ｐａ〜５Ｐｅは同様に、それぞれ２階、３階、４階、５階の各給水管端末給水器具またはその近傍に取り付けられた給水器具圧力センサである。
【００２５】
１ｔａ〜１ｔｅは前記各給水器具またはその近傍に取り付けた無線通信手段（第１通信手段）であり、同様に２ｔａ〜２ｔｅ、３ｔａ〜３ｔｅ、４ｔａ〜４ｔｅ、５ｔａ〜５ｔｅはそれぞれ２階、３階、４階、５階の各給水管端末給水器具またはその近傍に取り付けられた無線通信手段である。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、別体にして各給水器具に対応して取り付けても良い。そして、これらの無線通信手段により、前記給水装置３と各給水器具の間で情報の授受を行う。又、Ｑ１０〜Ｑ１４、Ｑ２０〜Ｑ２４、Ｑ３０〜Ｑ３４、Ｑ４０〜Ｑ４４、Ｑ５０〜Ｑ５４はそれぞれ、１階〜５階に属する前記各給水器具の放水量であり、用いられる給水器具の種類により放水量は異なる。
【００２６】
なお、上記無線通信手段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。
【００２７】
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（Ｈ０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。
【００２８】
Ｑ０＝{Ｑ１０＋Ｑ１１〜Ｑ１４}＋{Ｑ２０＋Ｑ２１〜Ｑ２４}＋{Ｑ３０＋Ｑ３１〜Ｑ３４}＋{Ｑ４０＋Ｑ４〜Ｑ４４}＋{Ｑ５０＋Ｑ５１〜Ｑ５４}×Ｋ            （１）
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、これを乗じて使用最大水量が求められるのが一般的である。
【００２９】
全揚程Ｈ０は次の（２）式により求められる。
【００３０】
Ｈ０＝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。
【００３１】
以上の水利計算の（１）式、（２）式の求め方は、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Ｈ０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。
【００３２】
図２は、図１に示した集合住宅の各階の給水器具が開放された際の、給水器具に対する水使用量（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。これの見方は、例えば１階において、給水器具１ａのみが開放された場合を想定すると、放水量（使用水量）はＱ１０であり、実揚程はＨ１ａ−ＨＳ（図１参照）、配管抵抗はＨ１ｆ（Ｑ１０）であり、給水量Ｑ１０を１階の給水管枝管（給水器具１a）に流した場合の配管抵抗を示す。所要末端圧力はＨＰ、全揚程Ｈ０（Ｑ１０）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。全揚程は圧力目標値となる。
【００３３】
同様に、２階、３階、４階、５階の給水器具２ａ、３ｂ、３ｅ、４ｃ、５ｅが開放された場合を想定すると、放水量はＱ２０＋Ｑ３１＋Ｑ３４＋Ｑ４２＋Ｑ５４であり、実揚程はＨａ（＝Ｈ２ａ＋Ｈ３ａ＋Ｈ４ａ＋Ｈ５ａ−ＨＳ）（図１参照）で、配管抵抗はＨ５ｆ（Ｑ２０＋Ｑ３１＋Ｑ３４＋Ｑ４２＋Ｑ５４）であり、給水量Ｑ２０＋Ｑ３１＋Ｑ３４＋Ｑ４２＋Ｑ５４を、５階の給水管枝管（給水器具２ａ、３ｂ、３ｅ、４ｃ、５ｅ）に流した場合の配管抵抗を示す。
【００３４】
所要末端圧力はＨＰ、全揚程Ｈ０(Ｑ２０＋Ｑ３１＋Ｑ３４＋Ｑ４２＋Ｑ５４)は、Ｈａ（＝Ｈ２ａ＋Ｈ３ａ＋Ｈ４ａ＋Ｈ５ａ−ＨＳ）＋Ｈ５ｆ（Ｑ２０＋Ｑ３１＋Ｑ３４＋Ｑ４２＋Ｑ５４）＋ＨＰ、インバータ周波数はｆ１4であることを意味する。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、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）×ψ              （４）
ここで、ψは曲管の形状による損失係数である。
【００３５】
以上の説明したように、各部位Ｌ３〜Ｌ１７（図５）での前述した方法で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）に予め記憶しておく。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。
【００３６】
図３は、ポンプ台数を２台で例示した各給水器具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の元で曲線Ａを有するポンプ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。
【００３７】
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。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Ｆ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。
【００３８】
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上を一定に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。
【００３９】
さて、１階に属する給水器具１ａのみが開放されると、給水器具１ａからの放水量はＱ１０であり、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Ｋ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。
【００４０】
即ち、給水器具１ａが開放された時、これ対応の例えば無線通信手段１ｔａが信号を発信し、これを給水装置に備わっている無線通信手段０ｔａ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。
【００４１】
同様に、２階に属する給水器具２ａ、２ｂ、２ｄが開放されると、放水量はＱ２０＋Ｑ２１＋Ｑ２３であり、全揚程はＨ０４であり、これに対応する周波数はｆ４であり、ポンプＱ−Ｈ性能曲線はＣであり、軸動力曲線はＨであり、軸動力はＳ４である。
【００４２】
３階に属する給水器具３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅが開放されると、放水量はＱ３０＋Ｑ３１＋Ｑ３２＋Ｑ３４であり、全揚程はＨ０６であり、これに対応する周波数はｆ６であり、ポンプＱ−Ｈ性能曲線はＤであり、軸動力曲線はＩであり、軸動力はＳ６である。
【００４３】
１階及び５階に属する給水器具１ｂ、１ｃ、５ａ、５ｂが開放されると、放水量はＱ１１＋Ｑ１２＋Ｑ５０＋Ｑ５１であり、全揚程はＨ０１２であり、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Ｆであり、軸動力はＳ１２である。
【００４４】
次に２台運転時について説明する。１階、２階、３階、４階及び５階に属する給水器具１ａ、２ａ、３ａ、３ｂ、４ａ、５ａが開放されると、給水器具の放水量はＱｘ１６（Ｑ１０＋Ｑ２０＋Ｑ３０＋Ｑ３１＋Ｑ４０＋Ｑ５０）であり、全揚程はＨ０１６であり、これに対応する周波数はｆ１６であり、ポンプＱ−Ｈ性能曲線はＲであり、軸動力曲線はＶであり、軸動力はＳ１６である。
【００４５】
１階、２階、３階、４階及び５階に属する給水器具１ａ、２ａ、３ａ、３ｂ、４ａ、５ａ、５ｂが開放されると、給水器具の放水量はＱｘ１７（Ｑ１０＋Ｑ２０＋Ｑ３０＋Ｑ３１＋Ｑ４０＋Ｑ５０＋Ｑ５１であり、全揚程はＨ０１７であり、これに対応する周波数はｆ１７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Ｓ１７である。
【００４６】
給水器具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、インバータ周波数が決定して、ポンプモータが運転処理される。
【００４７】
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２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、極小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である。
【００４８】
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であり、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。これらが入力されると運転し、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。
【００４９】
モータ６−１、６−２には、前記周波数指令信号に対応した電力（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。ＣＵは、前記駆動手段ＩＮＶ１、ＩＮＶ２を制御する制御装置である。
【００５０】
制御装置ＣＵの構成を説明する。ＣＰＵはマイクロプロセッサ、Ｏｔａは無線通信手段（第２通信手段）であり、端末の給水器具の近傍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、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が記憶される。Ｉ／Ｏは入出力回路部であり、ここからＣＰＵに取り込まれる。
【００５１】
ＣＯＮＳ３は表示部（例えば、周波数、電圧、電流等の表示）と操作部（例えばタクトキースイッチ等）を有するコンソール（設定手段）であり、前記した圧力目標値、流量目標値、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）を入力して設定する。また、コンソールは、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用いる。
【００５２】
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。
【００５３】
図７〜図１５は制御手順、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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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ステップの許可処理ＥＩでは次に説明する割込み処理が実行される。
【００５７】
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と判定する。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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、Ｍ１０７〜Ｍ１１２に格納する。給水管端末の給水器具が開放されているときは、端末設置の各無線通信手段から開放の信号が発報され、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。
【００６１】
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０ＦＦＨのデータを書き込む。又、これに対応して、メモリＥＥＲＯＭの例えばＭ０〜Ｍ１０に各給水器具の使用水量のデータを予め書き込んでおく。即ち、無線通信手段１ｔaからの信号を受信したら、給水器具１aが開放されたことを意味しており、メモリＭ１００には００Ｈのデータが書き込まれ、これに対応する給水器具１aの使用水量（放水量）のデータＱ１０がメモリＭ０に書き込まれている。
【００６２】
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ｆ１（＝ｆｘ：変数）と、ｆ１０の検出処理を実行する。ＡＮ０のデータは記憶部のＭ１０６に保存され、メモリＭ１０５には変数ｆｘとしてインバータ現在周波数ｆ１が保存され、メモリＭ１０６にはインバータ到達波数Ｆ１０のデータが保存される。尚、メモリＲＡＭに格納した値は変数として用いる。ここで、メモリ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。
【００６３】
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），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。
【００６４】
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階給水器具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。
【００６５】
同様に、９０４ステップでは、２階給水器具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。
【００６６】
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、各階の給水器具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。
【００６７】
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〜５階の全階において、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。１１１ステップでは、前記発信した無線通信手段対応の給水器具の給水量（放出水量）の総和を求める。
【００６８】
１０２ステップでメモリＭ１０８よりＭ１１１までのデータ（図８で説明したように無線通信手段からの受信があれば００Ｈが書き込まれている。）を順番に００Ｈかチエックする。００Ｈであれば、ＥＥＰＲＯＭのメモリＭ０〜Ｍ１０の中からこれと対応するデータを読み出し、積算して最大使用水量（給水管端末の開放された給水器具の必要水量の総和）Ｑ０Ｘを求め、メモリＭ１００に格納する。例えば、メモリＭ１０８、Ｍ１１０、Ｍ１１１が００Ｈであれば、これと対応するメモリＭ０、Ｍ１、Ｍ１０のデータの総和を求めて最大使用水量（給水量の総和、負荷の最大流量）とする。
【００６９】
１０３ステップでは、この給水量における５階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、最遠方に前記計算した給水量の器具あるとして、そこまでの距離により計算している。一般的には、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基づいて求められる。具体的には図６に示す５階のそれぞれ配管抵抗（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。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。
【００７０】
同様に１０４ステップでは、４階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階と５階の給水量を求め、１０６ステップでこの給水量における４階の配管抵抗（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。尚、４、５階で水使用があった場合、部位Ｌ１２、Ｌ１３に流れる水量は４階と５階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階への給水がない場合は部位Ｌ１７の配管抵抗が必要となる。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。
【００７１】
１０７〜１０９ステップで３、４，５階の給水量を計算し、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階の給水量を計算し、これに基づいて２階の配管抵抗ＬＯＳＳ６、ＬＯＳＳ７を求める。
【００７２】
１１３〜１１５ステップで１、２、３、４、５階の給水量を計算し、これに基づいて１階の配管抵抗ＬＯＳＳ１、ＬＯＳＳ２、ＬＯＳＳ３、ＬＯＳＳ４を求める。そして、１１６ステップで１階〜５階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階の水使用がなく、５階の配管抵抗は０となっている。ここで、４階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。
【００７３】
１１９ステップにおいて、４、５階での水使用がなく４、５階の配管抵抗は０となっている。ここで、３階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階以降の処理と同じ３階以降の処理を実行する。図示は省略しているが、３階での水使用があり２、１階での水使用がなければ、３階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。
【００７４】
１２０、１２１ステップで２階、１階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でメーンループへ戻る。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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Ｆ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水平線F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。
【００７９】
図１３に戻って説明すると、１５１ステップでメモリより余り水量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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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だ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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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を定速制御するよう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定速運転される。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を行い７１０ステップへ進む。
【００９０】
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、変速ポンプの場合、メモリＭ１０４より初期インバータ周波数を読み出し、これで運転する指令処理を実行して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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
以上のようにして給水端末の開放している各給水器具（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、端末の給水器具が真に必要な給水圧力で給水することが可能となる。
【００９４】
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。
【００９５】
すなわち、本実施例は、所定の最大流量をもつ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に給水する給水システムにおいて、前記各給水器具で必要とする流量目標値、圧力目標値およびこれらに対応する回転速度と、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またはその近傍に設けられ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管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ように構成されている。
【００９６】
そして、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ている。
【００９７】
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ように構成されている。
【００９８】
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。
【００９９】
さらに、前記給水管端末の各給水器具又はこれの近傍に給水器具の開放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の出力を受けて給水器具の操作状況を発信するように構成されている。
【０１００】
次に、別の実施例について説明する。給水端末器具の開放に伴い、ここでの給水圧力を安定させるには、給水圧力が目標圧力（全揚程）と等しくなるレスポンス（応答）を向上させることは大変重要なことである。これを改善するには、前述したように図７の７１０ステップで、メモリよりインバータ初期周波数ｆstartを読み出し、この周波数を出力する処理を追加すればよい。このようにすれば、前述したように給水量に基づいてインバータを駆動する初期周波数ｆstartが決められているので、この初期周波数で駆動すれば目標圧力（全揚程）に等しくなるまでの時間（レスポンス、応答）が短くなる。
【０１０１】
更に、給水管端末に設けている給水器具圧力センサを圧力制御に用いると、ポンプ吐き出し側給水管に取り付けた給水管圧力センサ８を省略することが出来てコストダウンが可能となる。
【０１０２】
すなわち、所定の最大流量をもつ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に給水する給水システムにおいて、前記各給水器具で必要とする流量目標値、圧力目標値およびこれらに対応する回転速度と、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またはその近傍に設けられ給水器具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負荷の最大流量と目標圧力値を求め、前記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、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１台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ように構成する。
【０１０３】
通信スピードが遅いと言う問題も考えられるが、データの送受信量を少なくする、レスポンスの良い通信デバイスを選択する等により対応は十分に可能である。具体的には、各端末の給水器具の開放状態をチエックし、給水量、実揚程、配管抵抗を求める処理の中に、最高位、最遠箇所の圧力センサを選択する処理を追加して、圧力制御に使用する圧力センサを選択する。そして、これと対応する無線通信手段にこの圧力センサーの検出した圧力データをのせて、給水装置に備わる無線通信手段に送信する。これのデータを用いて図７に示す圧力制御を行えば良い。
【符号の説明】
【０１０４】
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。
【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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【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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