供水系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种供水系统。其具备使多个泵运转的可变速驱动单元、控制上述可变速驱动单元的控制装置、在上述泵的供水管安装的供水管压力传感器、上述泵的供水管的末端的多个供水器具、设定上述各供水器具需要的压力目标值和流量目标值以及对应的转速的设定单元、上述多个供水器具上安装的发送供水器具的操作状况的第一通信单元、上述控制装置中设置的第二通信单元，上述控制装置从上述第一通信单元接收到信号时，对上述可变速驱动单元指示与该接收信号对应的供水器具的上述设定值，控制上述可变速驱动单元，使上述设定值的压力目标值与上述供水管压力传感器的压力相等。
【专利说明】供水系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及具备通信单元的供水装置、供水管末端的供水器具或其附近具备通信单元的供水系统构成的供水系统。
【背景技术】
[0002]供水装置由通过可变速驱动装置(驱动感应电动机的情况下使用逆变器，驱动永磁体电动机的情况下使用其用的控制器，该控制器也是以逆变器为基础的)驱动的泵构成。供水装置的压力控制方式有3种方式，即(I)在泵的排出侧设置压力传感器，将该处的压力控制为固定的排出压力固定控制方式，(2)在泵的排出侧设置压力传感器，进行压力控制使该处的压力沿着配管阻力曲线上而间接地使末端的压力固定的推测末端压力固定控制方式，(3)在供水管末端的最高部最远部设置压力传感器，进行压力控制使该压力固定的直接的末端压力固定控制方式。
[0003](1)、(2)的方式得以适当使用，但是(2)方式具有复杂并且也需要并且较大存储容量的软件、需要进行用于控制的参数等的设定等使用较为麻烦的一面。(3)的方式中由于在供水管的终端设置的压力传感器与供水装置间之间铺设较长的线缆，施工繁琐并且工程费用较高，所以几乎不采用。
[0004]( I)、( 2 )的方式中，基于最大水量将其确定为目标压力，由于包含设计计算上的裕度，所以存在消费多余的运转动力(功率)的情况较多。因为(3)的方式是直接将末端的压力控制为规定压力，所以能够减轻多余的运转动力，除去上述线缆的施工性较差之外，能够考虑为是理想的供水方式。但是，由于将供水管终端的最高部最远部的压力控制为固定，所以使用比其更近的位置的水龙头(供水器具)时，压力过高，会使用多余的运转动力。
[0005]能够列举专利文献I (日本特开平10-009148号公报)作为该技术的现有例。专利文献I是在配管压力不详的情况下，配管损失变化的情况下，也以规定的压力对被供水部供水。顺序选择各水龙头并在该水龙头设置带有发送信号功能的压力传感器，使该水龙头全开，设定进行推测末端压力固定控制时的该水龙头所需要的压力，基于该设定求出负载曲线并根据该负载曲线进行推测末端压力固定控制。
[0006]但是，如上所述，推测末端压力固定控制具有复杂且需要较大存储容量的软件，需要进行用于控制的参数等的设定等使用较为麻烦的一面，并且因为包含设计计算上的裕度，存在消费多余的运转动力的情况较多。
[0007]其中，推测末端压力固定控制，指的是以最大使用水量QO和设想对供水器具中最高位、最远的器具供水而求出的总扬程HO这2个量为上限坐标，以水量O和该水量的关闭压力水头(head)(实际扬程+所需末端压力水头)这2个量为下限坐标，使泵的排出压力水头沿着连结其的直线或二次曲线地间接控制。实际上，由于水量与转数(与逆变器频率对应)成比例，坐标的2个量中，水量换为逆变器的频率。末端压力固定控制指的是在作为控制对象的特定的末端设置压力传感器，进行压力固定控制(控制逆变器频率)使该处的压力固定。[0008]专利文献1:日本特开平10-009148号公报
【发明内容】
[0009]为了使用【背景技术】中叙述的(3)方式的直接的末端压力固定控制，实现多余的运转动力的减轻，需要消除其课题即线缆较长、施工性差这一点。作为其改善对策，能够考虑在供水装置和供水管终端的各供水器具或其附近分别设置无线通信单元的方法。但是，使用无线通信时必然会产生因接受压力数据等而使通信时间变长，响应不良的问题。
[0010]本实用新型鉴于上述现有技术的问题，提供了通过与直接的末端压力固定控制相比为同等以上的压力控制，减轻多余的运转动力，响应良好的供水系统。
[0011]此外，其目的在于提供使供水装置一侧具有压力目标值、初始时逆变器频率(目标流量)等作为设定值，在压力控制中，与末端压力固定控制同等以上的消除了上述问题的具备无线通信单元的供水装置。
[0012]本实用新型为了解决上述课题，为一种供水系统，其具备具备:对多个泵进行可变速运转的可变速驱动单元；控制上述可变速驱动单元的控制装置；在上述泵的排出侧的供水管安装的供水管压力传感器；和在上述泵的供水管的末端设置的多个供水器具，通过使泵可变速运转而对上述多个供水器具供水，该供水系统的特征在于，具备:
[0013]设定各上述供水器具需要的压力目标值、流量目标值和与这些值对应的转速的设定单元；
[0014]发送上述多个供水器具或其附近设置的供水器具的操作状况的第一通信单元；和
[0015]设置在上述控制装置中的第二通信单元，其中
[0016]上述控制装置从上述第一通信单元接收到信号时，对上述可变速驱动单元指示与该接收信号对应的供水器具的上述设定值，并且控制上述可变速驱动单元，使上述设定值的压力目标值与上述供水管压力传感器的压力相等。
[0017]此外，以上记载的供水系统中，其特征在于:上述控制装置从上述第一通信单元接收到信号时，求出具有发出信号的通信单元中设置在最高位置的通信单元的供水器具的实用扬程，并且对发出信号的通信单元的各供水器具求出配管阻力，生成对上述实用扬程和上述配管阻力的相加值加上各供水器具的所需末端压力中最大的所需末端压力的值作为设定值的压力目标值。
[0018]此外，以上记载的供水系统中，其特征在于:上述控制装置还具备基于上述设定单元的设定计算各上述供水器具需要的压力目标值和流量目标值或与其对应的转速并存储的存储部，上述控制装置从上述第一通信单元接收到信号时，从上述存储部读出与该接收信号对应的供水器具的压力目标值和流量目标值或与其对应的转速，对上述可变速驱动单元指示转速，并且控制上述可变速驱动单元，使从上述存储部读出的压力目标值与上述供水管压力传感器的压力相等。
[0019]此外，以上记载的供水系统中，其特征在于:上述存储部将根据与各供水器具对应的分组的排水量和压力目标值确定的逆变器频率作为转速存储，上述控制装置从上述第一通信单元接收到信号时，从上述存储部读出具有发出信号的通信单元的供水器具的排水量并对其进行合计运算处理求出最大水量，根据该最大水量从上述存储部读出与该水量对应的逆变器频率，自动生成启动时的流量目标值对应转速。[0020]本实用新型为了解决上述课题，为一种供水系统，其具备:使多个泵可变速运转的可变速驱动单元；控制上述可变速驱动单元的控制装置；上述泵的排出侧的供水管上安装的供水管压力传感器；和在上述泵的供水管的末端设置的多个供水器具，通过使泵可变速运转而对上述多个供水器具供水，该供水系统的特征在于，具备:
[0021]对各上述供水器具的每一个设定供水系统需要的压力目标值、流量目标值和与这些值对应的转速的设定单元；
[0022]设置在上述多个供水器具或其附近的检测压力的供水器具压力传感器及发送其压力状态的第一通信单元；和
[0023]设置在上述控制装置中的第二通信单元，其中
[0024]上述供水器具压力传感器检测到该供水器具的开放状态时，该第一通信单元发出信号，上述控制装置从该通信单元接收到信号时，对上述可变速驱动单元指示与该接收信号对应的供水器具的上述设定值的转速，并且控制上述可变速驱动单元，使上述设定值的压力目标值与上述供水管压力传感器的压力相等。
[0025]此外，以上记载的供水系统中，其特征在于:上述控制装置还具备存储上述设定单元设定的各上述供水器具的每一个的供水系统需要的压力目标值和流量目标值或与其对应的转速的存储部，上述控制装置从上述第一通信单元接收到信号时，从存储部读出与该接收信号对应的供水器具的压力目标值和流量目标值或与其对应的转速，对上述可变速驱动单元指示转速，并且控制上述可变速驱动单元，使上述供水管的压力目标值与上述供水管压力传感器的压力相等。
[0026]此外，以上记载的供水系统中，其特征在于:安装在各上述供水器具上的供水器具压力传感器是压力开关。
[0027]本实用新型为了解决上述课题，为一种供水系统，其具备:使多个泵可变速运转的可变速驱动单元；控制上述可变速驱动单元的控制装置；和在上述泵的供水管的末端设置的多个供水器具，通过使泵可变速运转而对上述多个供水器具供水，该供水系统的特征在于，设置有:
[0028]对各上述供水器具的每一个设定供水系统需要的压力目标值、流量目标值和与这些值对应的转速的设定单元；
[0029]存储这些设定值的存储部；设置在各上述供水器具或其附近的检测压力的供水器具压力传感器和发送其压力状态的第一通信单元；和
[0030]设置在上述控制装置中的第二通信单元，其中
[0031]上述供水器具压力传感器检测到上述供水器具的开放状态时，该第一通信单元发出信号，上述控制装置从该通信单元接收到信号时，从接收到的信号中选择在最高位置最远地设置的供水器具压力传感器，对安装有该所选择的供水器具压力传感器的通信单元发送压力检测数据的发送指示，从上述存储部读出与基于该发送指示的接收信号对应的供水器具的上述压力目标值和转速，对上述可变速驱动单元运转指示转速，并且控制上述可变速驱动单元，使上述压力目标值与上述在最高位置最远地设置的供水器具压力传感器的压力相等。
[0032]此外，在以上记载的供水系统中，其特征在于:对上述可变速驱动单元指示的转速，与多个供水器具对应地预先确定规定水量(流量目标值)、规定总扬程(压力目标值)，通过该压力目标值和该流量目标值而关联。
[0033]实用新型的效果
[0034]根据本实用新型，因为使用通信单元接收到供水管终端的多个供水器具的操作状况时通过与接收信号对应的供水器具的设定值来控制可变速驱动单元，响应良好，并且能够以适合供水器具的压力目标值、流量目标值供水，所以能够减轻多余的运转动力。进而，与以往的末端压力固定控制相比，不需要大容量的软件，也不需要复杂的参数设定，使用简单。
[0035]此外，由于使供水装置侧具有压力目标值、初始时逆变器频率(目标流量)等，将各供水器具开放的状态用通信单元通过无线通信传达至供水装置，在此基础上设定目标压力和初始时逆变器频率(目标流量)，通过泵排出侧安装的压力传感器进行压力控制为与上述压力目标值相等，所以具有能够实现与直接的末端压力固定控制(相比为)同等以上的压力控制，减轻多余的运转动力(功率)的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本实用新型实施例的供水系统的供水系统图。
[0037]图2是表示开放各供水器具的情况下的运转状态的泵运转特性图。
[0038]图3是本实用新型实施例的供水装置的结构图。
[0039]图4是图1所示的集合住宅的各层的配管的各部分和LOSS计算说明图。
[0040]图5是本实用新型实施例的动作的主流程图。
[0041]图6是本实用新型实施例的动作的中断处理的流程图。
[0042]图7是本实用新型实施例的计算各层的供水器具的实际扬程Ha并保存至存储部的流程图。
[0043]图8是本实用新型实施例的计算配管阻力的处理和求出使用最大水量的处理的流程图。
[0044]图9是表示本实用新型实施例的根据求出的供水量而求出逆变器初始频率的处理的流程图。
[0045]图10是表示本实用新型实施例的求出总扬程的处理的流程图。
[0046]图11是说明逆变器初始频率的泵运转特性图。
[0047]符号说明
[0048]1......吸入管
[0049]Ia?5e......供水器具
[0050]Ita?5ta......第一通信单元
[0051]Ota......第二通信单元
[0052]Ipa?5pe......供水器具压力传感器
[0053]2......吸入管
[0054]3......供水装置
[0055]3-1......泵
[0056]4......供水管
[0057]6......电机[0058]7......压力容器
[0059]8……供水管压力传感器
[0060]CU……控制装置
[0061]INV......可变速驱动单元
[0062]M......存储部
[0063]I/O……输入输出电路部
[0064]CPU......微处理器
[0065]C0NS2......设定单元。
【具体实施方式】
[0066]以下，使用图1~图11和表1~表4说明本实用新型的实施例。
[0067]图1是本实用新型实施例的供水装置的供水系统图，供水对象以5层建筑的集合住宅为例。I是水源，本实施例中表示了使用水箱的例子，而水源也可以为自来水的配水管，不限于水箱。2是吸入管，3是吸入上述吸入管2的水，通过排出侧的供水管4对该供水管的终端的各供水器具供水的供水装置(PU)，具备无线通信单元(第二通信单元)Ota，在之后详细叙述。
[0068]Ia~Ie是供水管4的终端安装的多个分别属于I层的供水器具(水龙头)，2a~2e、3a~3e、4a~4e、5a~5e是同样地分别在2层、3层、4层、5层安装的多个各供水管终端的供水器具。IPa~IPe是上述各供水器具Ia~Ie附近安装的供水器具压力传感器，能够将压力检测值用作数据，也能够根据该检测数据的变化用作供水器具的开闭信号。此外，单纯用于供水器具的开闭信号的情况下，可以代替压力传感器使用压力开关。压力传感器的后缀a~e对应供水器具。2Pa~2Pe、3Pa~3Pe、4Pa~4Pe、5Pa~5Pe是同样地分别在2层、3层、4层、5层的各供水管终端供水器具附近安装的压力传感器。
[0069]Ita~Ite是上述供水器具的附近安装的无线通信单元(第一通信单元)，同样地，2ta~2te、3ta~3te、4ta~4te、5ta~5te是分别在2层、3层、4层、5层的各供水管终端供水器具附近安装的无线通信单元。这些压力传感器和无线通信单元可以是一体的，也可以安装在各供水器具上。于是，通过这些无线通信单元，在上述供水装置3与各供水器具之间进行信息的传递。此外，QlO~Q14、Q20~Q24、Q30~Q34、Q40~Q44、Q50~Q54分别是属于I层~5层的上述各供水器具的排水量(放水量)，取决于使用的供水器具的种类，排水量不同。
[0070]其中，上述无线通信单元也可以是有线通信单元，能够通过共用的电线将发送信号加载到载波上进行通信。
[0071]此处，说明水利计算和上述供水装置3的泵的选择方法。选择满足使用最大水量(为Q0)和总扬程(为HO)的泵。举例表示图1时，QO通过以下(I)式求得。
[0072]Q0={Q10+Q11 ~Q14} + {Q20+Q21 ~Q24} + {Q30+Q31 ~Q34} + {Q40+Q41 ~Q44} + {Q50+Q51 ~Q54} XK (I)
[0073]此处，K是供水器具的同时开闭率。由于供水器具不会同时打开，一般乘以该K求出使用最大水量。
[0074]总扬程HO通过以下(2)式求得。[0075]H0=Ha+Hf+Hp-Hs (2)
[0076]此处，Ha是实际扬程，表示从水箱I的吸水面到最高位的吸水器具的实际高度。Hf是配管阻力，是使供水管4中流过使用最大水量QO的情况下供水管4的阻力，Hp是所需末端压力水头(head)，是供水器具终端的所需末端压力水头(一般使用IOm程度)，Hs是吸入总扬程，如果吸水面比泵吸入中心高则为负(本例)，低则为正。
[0077]以上的水利计算(I)式、(2)式的求出方法，一般在建筑设备手册、空气调节卫生工程手册等中有所表示。以往，根据(2)式求得的总扬程HO，伴随使用水量的变化，进行排出压力固定控制或末端压力固定控制。因此，如现有技术所述，会多余地消费能量。
[0078]表I是开放图1所示的集合住宅的各层的供水器具时的和供水器具相对的水使用量与各实际扬程(实用扬程)、配管阻力、所需末端压力、总扬程、逆变器频率的关系整理综合表示的表。其观点是，例如设想在I层，只开放供水器具Ia的情况时，排水量(使用水量)是Q10，实际扬程是Hla-Hs (参照图1)，配管阻力是Hlf (Q10)，表示I层的供水管歧管(供水器具Ia)中流过供水量QlO的情况的配管阻力。表示所需末端压力是HP，总扬程HOl(QlO)是Hla-HS+Hlf+HP，逆变器频率是fl。总扬程作为压力目标值。
[0079][表 I]
[0080]
【权利要求】
1.一种供水系统，其具备:对多个泵进行可变速运转的可变速驱动单元；控制所述可变速驱动单元的控制装置；在所述泵的排出侧的供水管安装的供水管压力传感器；和在所述泵的供水管的末端设置、被配置在建筑物的不同层的多个供水器具，通过使泵可变速运转而对所述多个供水器具供水，该供水系统的特征在于，具备: 设置在所述多个供水器具或其附近的发送各供水器具的操作状况的多个第一通信单元， 所述控制装置包括: 分别接收从配置在建筑物的不同层的所述第一通信单元发送的信号的第二通信单元。
2.一种供水系统，其具备:使多个泵可变速运转的可变速驱动单元；控制所述可变速驱动单元的控制装置；所述泵的排出侧的供水管上安装的供水管压力传感器；和在所述泵的供水管的末端设置、被配置在建筑物的不同层的多个供水器具，通过使泵可变速运转而对所述多个供水器具供水，该供水系统的特征在于，具备: 设置在所述多个供水器具或其附近的检测压力的供水器具压力传感器及发送其压力状态的多个第一通信单元， 所述控制装置包括: 分别接收从配置在建筑物的不同层的所述第一通信单元发送的信号的第二通信单元。
3.如权利要求2所述的供水系统，其特征在于: 安装在各所述供水器具上的供水器具压力传感器是压力开关。
4.一种供水系统，其具备:使多个泵可变速运转的可变速驱动单元；控制所述可变速驱动单元的控制装置；和在所述泵的供水管的末端设置、被配置在建筑物的不同层的多个供水器具，通过使泵可变速运转而对所述多个供水器具供水，该供水系统的特征在于，设置有: 设置在各所述供水器具或其附近的检测压力的供水器具压力传感器和发送其压力状态的多个第一通信单元， 所述控制装置包括: 分别接收从配置在建筑物的不同层的所述第一通信单元发送的信号的第二通信单元。
5.如权利要求4所述的供水系统，其特征在于: 各所述供水器具上安装的供水器具压力传感器是压力开关。
【文档编号】E03B1/00GK203412029SQ201220361491
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月24日 优先权日:2011年12月2日
【发明者】佐藤幸一 申请人:株式会社日立产机系统