供水装置及供水方法
供水装置及供水方法
【专利摘要】本发明提供一种供水装置，避开水使用量大的时间段，而在几乎不使用水的时间段，以例如转速变低的方式控制泵(1)的转速，能够应对节能的要求。供水装置具有：对水加压并送水的泵(1)；变频器，向泵(1)供给电力而使泵(1)进行变速运转；控制部(15)，向变频器发送运转信号从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使泵(1)运转。控制部(15)基于泵(1)的运转状况判断是否适合使泵(1)的运转从第一运转向第二运转转移。
【专利说明】供水装置及供水方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用泵对小区住宅和大厦等进行自来水等的供水的供水装置及供水方法。另外，本发明涉及供水装置的控制装置及供水装置的控制程序。
【背景技术】
[0002]具有被设置在小区住宅和大厦等中 、作为向各供水端供给水的装置的供水装置。图1表示这样的供水装置的典型例，供水装置具有:2台泵1，分别具有电机M，并将水加压来输送；变换器(变频器)2，向用于驱动各泵I的电机M供给电力。供水装置在泵I的排出侧具有压力容器3和排出侧压力传感器4，按每个泵I具有流量开关(流量检测机构)6和止回阀7。泵I的吸入侧配管8被连接在自来水主管9,并在该吸入侧配管8上设置有吸入侧压力传感器10和逆流防止装置11。而且，仅通过自来水主管9的压力进行供水的旁通管12被设置在泵I的吸入侧配管8和排出侧配管13之间。而且，在旁通管12的中途设置有止回阀14。进行泵I的控制的控制部15基于来自这些传感器类部件的信号，实施与状况相应的泵I的转速控制及台数控制。
[0003]此外，若不是泵的吸入侧配管被连接在自来水主管的直结式供水装置，而是蓄水槽式的供水装置，则泵的吸入侧配管被连接在蓄水槽，蓄水槽所具有的水位检测器被连接在控制部。该蓄水槽式的供水装置的情况下，不具有逆流防止装置、吸入侧压力传感器及旁通管。
[0004]图2与泵的H-Q曲线(转速％、N2及N3) —并示出了表示供水装置中的使用流量和该流量所需的扬程(head)之间的关系的必要扬程曲线A、和基于该必要扬程曲线A设定的(标准)控制用扬程曲线B。在图2中，横轴表示流量Q，纵轴表示扬程(head)H。
[0005]必要扬程曲线A是从例如建筑物的扬程(顶层的高度)氏、自来水设备所需的压力(自来水设备的压损)?及依赖于流量的配管损失H3的合计(?+?+?)求出的。在该例中，必要扬程曲线A是平滑地连结使用流量为“O”时的扬程PBtl和使用流量为最终点Qtl时的扬程PAci而成的曲线。
[0006]该必要扬程曲线A仅仅用于求出理想的扬程和使用流量之间的关系，在实际设计时广泛使用的如下方式，对于必要扬程曲线A，设定带有例如十几％左右的余量的(标准)控制用扬程曲线B，基于该控制用扬程曲线B控制泵的转速。该(标准)控制用扬程曲线B是平滑地连结对使用流量为“O”时的所述扬程PBtl具有十几％左右的余量而成的扬程(最低必要压力WB1和对使用流量为最终点Qtl时的所述扬程PAtl具有十几％左右的余量而成的扬程(最大必要压力)PA1而成的曲线。
[0007]该控制用扬程曲线B作为扬程和转速的函数被存储在图1所示的供水装置的控制部15的存储部，基于该控制用扬程曲线B，也就是说，例如图2所示，使用流量为Q1时，以该流量Q1和控制用扬程曲线B的交点U3成为泵I的运转点(转速N1)的方式，控制泵I的转速。
[0008]图3表示图2所示的供水装置的运转循环的一例。在图3中，横轴表示时间，纵轴表示泵的旋转频率。泵I的旋转频率能够通过变换器2被可变速控制。
[0009]如图3所示，泵I停止驱动(时间A1)，此后，由排出侧压力传感器4测定的排出压力DP变得比设定的压力(设定压)SP低(DP < SP)时，判定为水被使用，泵I开始旋转(时间:t2)，进行供水。在供水过程中，利用设定压SP和由排出侧压力传感器4测定的当前的排出压力DP进行PI计算，通过将PI计算结果反映给泵I的旋转频率，进行泵I的可变速控制。
[0010]而且，在通过泵I进行的供水过程中，在检测到排出压力DP变得充分高、且通过流量开关6的“闭”而使用水量变少的情况时(时间:t3)，泵I开始向压力容器4蓄压的加压运转，进行小水量停止动作，以便在接下来的少量使用时能够使用压力容器4内的水，然后，停止泵I的驱动(时间:t4)。对流量开关6的“闭”进行检测的时间是例如I秒。
[0011]而且，由排出侧压力传感器4测定的排出压力DP变得比设定的设定压SP低(DP
<SP)时，判定为水被使用，泵I再次开始旋转(时间:t5)，进行供水。
[0012]这里，将泵I停止驱动的时间U1?t2)作为“泵停止时间”，将从泵I开始驱动到检测到流量开关6的“闭”为止的时间(t2?t3)作为“泵前期驱动时间”。这种情况在以下也是同样的。从泵I停止驱动后直到泵I开始驱动来进行供水、泵I再次停止为止的时间U1?t4)是供水装置的运转的I个循环。根据水的使用频率改变供水时间、泵前期驱动时间及泵停止时间，根据水的使用水量改变泵I的旋转频率。
[0013]即，在水被持续使用的时间段，连续地驱动泵的“泵前期驱动时间”变长，在水几乎未被使用的时间段，停止泵的驱动的“泵停止时间”变长。另外，水使用量大时，泵的转速上升，水仅以少量被使用时，泵的转速降低。
[0014]如上所述，对必要扬程曲线A，设定带有例如十几％左右的余量的(标准)控制用扬程曲线B，基于该控制用扬程曲线B控制泵的转速，由此，能够防止在例如配管发生腐蚀而配管损失比设计时变大的情况下导致供水装置不能发挥其使用性能的情况，另外，在使用者这边，因某些理由，要求稍微增大流量的情况下，能够应对该要求。
[0015]此外，提出了一种方法，输入从配管阻力和泵性能曲线求出的流量，自动地匹配泵的转速来得到目的流量(参照专利文献I)。该方法是在最初测定流量的地点，若流量多，则自动降低泵的转速，若即使泵的转速下降但流量进一步增多，则进一步自动地降低泵的转速以配合流量，依次自动调整泵的转速直到成为目标流量。
[0016]现有技术文献
[0017]专利文献
[0018]专利文献1:日本特开昭59-51193号公报
【发明内容】
[0019]对于使用者要求的使用流量-扬程，设定带有例如十几％左右的余量的(标准)控制用扬程曲线，基于该控制用扬程曲线来控制泵的转速的情况下，控制被唯一地确定，例如即使想要与各种情况相匹配地实现节能，也不能灵活地应对。例如图2所示，基于控制用扬程曲线B，若想要以使使用者的使用流量成为Q1的方式来控制泵的转速，则泵的运转被控制成:使图2的流量Q1和控制用扬程曲线B的交点U3成为运转点(转速N1)，不能根据需要变更该运转点。[0020]但是，若使用者的使用流量仏被确保，则有时也可以以使扬程比图2所示的流量Q1与必要扬程曲线A的交点(转速N^U1高且比上述交点U3低的点U2成为运转点(转速N2)的方式控制泵的运转。这样的情况下，在扬程高的交点U3驱动泵(运转)时，与在扬程低的点U2驱动泵(运转)时相比，泵的转速变大，相应地消耗更多的电力。这有悖于严格要求节能设计的当前需求。
[0021]另外，对于使用者来说，有时不需要基于具有充分余量的控制用扬程曲线来控制泵的转速。这样的情况下，通过基于具有必要最低限度的余量的控制用扬程曲线控制泵的转速，能够有助于节能。
[0022]这里，例如，在小区住宅中，存在早晨和傍晚等大量用户频繁使用水的时间段，在水使用量急剧增加的时间段等，例如想要降低泵的转速以便节能时，可能无法以均匀压力向各家庭供水。由此，为确保恒定压供水，期望避开水大量使用的时间段，在水几乎不使用的时间段，例如降低泵的转速以便节能。
[0023]此外，专利文献I记载的发明并不是以与使用者所需的流量相应地降低转速的方式控制泵的运转的方法。
[0024]本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的是提供一种供水装置及供水方法，避开水使用量大的时间段，在几乎不使用水的时间段，以例如转速变低的方式控制泵的转速，能够应对节能的要求。
[0025]本发明的供水装置具有:泵，对水加压并送水；变频器，向所述泵供给电力并使该泵进行变速运转；控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转。所述控制部基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
[0026]像这样，基于泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使泵的运转从第一运转(通常运转)向消耗电力比该第一运转少的第二运转(经济运转)转移，由此，能够避开水使用量大或水使用量急剧增加的时间段，在几乎不使用水的时间段，使泵的运转从第一运转(通常运转)向消耗电力比该第一运转少的第二运转(经济运转)转移，能够应对节能的要求。
[0027]本发明的其他的供水装置具有:泵，对水加压并送水；变频器，向所述泵供给电力并使该泵进行变速运转；控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转。所述控制部基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
[0028]像这样，基于泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使泵的运转从消耗电力比第一运转(通常运转)少的第二运转(经济运转)向第一运转转移，由此，能够例如在水使用量急剧增加的时间段，从第二运转向第一运转转移，防止向各家庭等的供水不足。
[0029]本发明的其他的供水装置具有:泵，对水加压并送水；变频器，向所述泵供给电力并使该泵进行变速运转；控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第 二运转中的任一方式使所述泵运转。所述控制部基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，以及是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
[0030]本发明的供水方法是，从变频器向泵供给电力而使该泵以第一运转进行运转来加压送水，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
[0031]本发明的其他的供水方法是，从变频器向泵供给电力而使该泵以消耗电力比第一运转少的第二运转进行运转来加压送水，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
[0032]本发明的其他的供水方法是，从变频器向泵供给电力而使该泵以第一运转进行运转来加压送水，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
[0033]本发明的供水装置的控制程序是用于控制供水装置的控制程序，供水装置具有:对水加压并送水的泵；变频器，向所述泵供给电力而使该泵进行变速运转。该控制程序执行从变频器向泵供给电力而使该泵以第一运转进行运转来加压送水的计算处理，并执行如下计算处理，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，使该泵以第二运转进行运转来加压送水，并执行如下计算处理，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，使该泵以第一运转进行运转来加压送水。
[0034]本发明的供水装置的控制装置是控制供水装置的控制装置，供水装置具有:对水加压并送水的泵；变频器，向所述泵供给电力而使该泵进行变速运转。该控制装置具有:作为人机界面的设定部；存储部，存储所述控制程序并存储从所述设定部被输入的数据；1/0部(输入输出部)，接收来自供水装置所具有的传感器类部件的信号并向下述计算部发送，并且为了以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转，将来自计算部的运转信号发送到所述变频器；计算部，基于存储在所述存储部中的数据及从所述I/o部发送的信号，执行所述控制程序。
[0035]发明的效果
[0036]根据本发明的供水装置及供水方法，能够以消耗电力比第一运转(通常运转)少的第二运转(经济运转)使泵运转，由此，能够抑制供水时的使用电力并实现节能，并能够有助于CO2的削减。而且，通过自动地判断第一运转和第二运转的切换，不会发生如下情况，即，在水使用量大的时间段，切换到第二运转而使扬程变得不足，或者相反地在几乎不使用水的时间段，在第一运转下以必要以上的转速使泵旋转。由此，能够确保向使用者的供水的同时，能够只在能够进行节能运转时进行节能运转。尤其，在学校等因季节变动而供水量大不相同的情况、或在建设后经过了长时间的公寓中空置率增加的情况下等，通过选择最佳的控制用扬程曲线，或选择节能控制，能够不给用户带来不适感且获得抑制消耗电力的效果O【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是表示以往的供水装置的结构图的图。
[0038]图2是与泵的H-Q曲线一并示出了供水装置中的必要扬程曲线和以往的供水装置的(标准)控制用扬程曲线的曲线图。
[0039]图3是表示运转过程中的供水装置中的泵的旋转频率和时间的关系的曲线图。
[0040]图4是表示本发明的实施方式的供水装置的结构图的图。
[0041]图5是与必要扬程曲线一并示出了本发明的实施方式的供水装置的控制部中存储的多个控制用扬程曲线的曲线图。
[0042]图6是表示本发明的实施方式的供水装置所具有的运转面板的俯视图。
[0043]图7是与必要扬程曲线及标准控制用扬程曲线一并示出了作为本发明的控制用扬程曲线使用的节能型控制用扬程曲线的曲线图。
[0044]图8是与必要扬程曲线及标准控制用扬程曲线一并示出了作为本发明的控制用扬程曲线使用的另一节能型控制用扬程曲线的曲线图。
[0045]图9是与必要扬程曲线及标准控制用扬程曲线一并示出了作为本发明的控制用扬程曲线使用的又一节能型控制用扬程曲线的曲线图。
[0046]图10是与必要扬程曲线及标准控制用扬程曲线一并示出了作为本发明的控制用扬程曲线使用的再一节能型控制用扬程曲线的曲线图。
[0047]图11是表示供水装置运转了 I天时的时刻和供水量的关系的一例的曲线图。
[0048]图12是具有经济模式设定用的操作按钮的供水装置的泵的运转从标准模式的第一运转(通常运转)向经济模式的第二运转(经济运转)转移时的流程图。
[0049]图13是具有经济模式设定用的操作按钮的供水装置的泵的运转从经济模式的第二运转(经济运转)向标准模式的第一运转(通常运转)转移时的流程图。
[0050]图14是不具有经济模式设定用的操作按钮的供水装置的泵的运转从标准模式的第一运转(通常运转)向经济模式的第二运转(经济运转)转移时的流程图。
[0051]图15是不具有经济模式设定用的操作按钮的供水装置的泵的运转从经济模式的第二运转(经济运转)向标准模式的第一运转(通常运转)转移时的流程图。
[0052]图16是表示泵的运转频率和累计系数的关系的曲线图。
[0053]图17是表示泵的运转频率和累计系数的其他关系的曲线图。
[0054]图18是表示泵的运转频率和累计系数的又一关系的曲线图。
[0055]图19是表示泵的运转频率和累计系数的再一关系的曲线图。
[0056]图20是表示基于图17所示的曲线图算出累计系数时的累计系数的累计值和时间的例子的曲线图。
[0057]图21是表示第一阈值及第二阈值与第一运转(通常运转)及第二运转(经济运转)之间的关系的曲线图。
[0058]图22是将累计系数的累计值与第一阈值及第二阈值进行比较来进行第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)的切换的流程图的关键部分。
[0059]图23是用于说明将节能型控制用扬程曲线更新成与累计系数的累计值成比例的新的节能型控制用扬程曲线的例子的图。[0060]图24是使节能型控制用扬程曲线向更新成的新的节能型控制用扬程曲线转移时的流程图的关键部分。
[0061]图25是用于说明将节能型控制用扬程曲线更新成与累计系数的累计值成比例的新的节能型控制用扬程曲线的其他例的图。
【具体实施方式】
[0062]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。此外，在图1至图25中，对相同或相当的要素标注相同的附图标记并省略重复说明。
[0063]图4是表示本发明的实施方式的供水装置的结构图的图。如图4所示，供水装置的控制部(控制装置)15具有设定部16、存储部17、计算部18、显示部19及I/O部(输入输出部)20。设定部16及显示部19被设置在供水装置的运转面板21。此外，控制部15以外的结构与图1所示的以往的供水装置的结构大致相同。
[0064]运转面板21具有设定部16和显示部19，具有例如开关、输入确认用蜂鸣器及输入确认用显示，作为人机界面(human interface)发挥功能。通过外部操作向设定部16输入用于生成表示流量和扬程的不同关系的多个控制用扬程曲线等的各种设定值，例如使用流量为“O”时的所述扬程(最低必要压力WB1、使用流量为最终点Qtl时的所述扬程(最大必要压力WA1等。另外，作为用于判定是否也可以进行控制用扬程曲线的切换的各种设定值，向设定部16输入例如关于后述泵驱动时间和/或泵停止时间的规定时间(a及b)、后述的用于生成累计系数和运转频率的关系式的各种设定值、后述的用于算出第η阈值的各种设定值。设定部16具有下述的选择是否是经济模式的设定0N/0FF的功能。被输入设定部16的数据被存储在存储部17。
[0065]显示部19作为人机界面发挥功能，显示存储在存储部17中的设定值等的各种数据和当前的泵的运转状况(运转状态)，例如泵的运转或停止、运转频率、电流、排出压力、流入压力(直结供水的情况)、蓄水槽水位等。
[0066]作为存储部17使用RAM等的存储器，在存储部17中存储有后述的控制流程图等所示的控制程序和各种数据，例如计算部18中的计算结果的数据(驱动时间、停止时间、累计值)、压力值(流入压力、排出压力)、通过设定部16输入的数据、通过I/O部20输入的或从I/O部20输出的数据等。
[0067]作为I/O部20使用端口等，I/O部20受理排出侧压力传感器4的输出和流量开关6的信号等的来自设置在供水装置内的各种传感器的信号并向计算部18发送。I/O部20还进行通信中的信号的输入输出。
[0068]作为计算部18使用CPU，计算部18基于存储在存储部17的程序及各种数据以及从I/O部20输入的信号，进行时间的计测(前期驱动时间、停止时间)、累计的计算(累计值)、通信数据的处理、目标压力的计算、频率指令值的计算等。而且，来自计算部18的输出被输入I/O部20。
[0069]另外，I/O部20和各变换器2通过RS485等的通信单元相互被连接，从I/O部20向变换器2发送各种设定值、频率指令值、启停信号(起动停止信号)等的控制信号，从变换器2向I/O部20逐次发送实际的频率值和电流值等的运转状况(运转状态)。
[0070]此外，作为I/O部20和各变换器2之间的控制信号的收发，频率等也能够使用模拟信号，运转停止指令等也能够使用数字信号。
[0071]图5表示通过设定部16设定并被存储在存储部17的多个控制用扬程曲线。图5中，作为消耗电力比第一运转少的第二运转用的控制用扬程曲线，示出了相对于第一运转(通常运转)用的控制用扬程曲线(以下称为标准控制用扬程曲线)，在全流域或一部分的流量域中将扬程设定得较低的节能型控制用扬程曲线。在该例中，除了使用例如相对于从建筑物的扬程(顶层的高度)?、自来水设备所需的压力(自来水设备的压损)H2及依赖于流量的配管损失比的合计(?+?+?)求出的必要扬程曲线A带有例如十几％左右的余量的第一运转(通常运转)用的标准控制用扬程曲线B以外，还使用消耗电力比第一运转少的第二运转(经济运转)用的3个节能型控制用扬程曲线Cp C2, C3，合计4个控制用扬程曲线。
[0072]这里，第一运转及第二运转包括在各个运转中泵进行驱动来送水的状态，在后面进行说明。
[0073]节能型控制用扬程曲线CpC2A3，相对于标准控制用扬程曲线B大致平行，且在全流量域中将扬程设定得低。而且，按节能型控制用扬程曲线Cp C2, C3的顺序设定成扬程按顺序变低。而且，这4个控制用扬程曲线BX1X2X3内的一个被择一地选择，基于该被选择的控制用扬程曲线B、C1, C2或C3控制泵I的转速。
[0074]图6表示供水装置所具有的运转面板21的俯视图。如图6所示，在运转面板21上具有:切换按钮22，依次切换被存储在存储部17中的在该例中合计4个的控制用扬程曲线B、C1, C2, C3 ;节能显示部23，显示与泵I的转速的控制所使用的控制用扬程曲线对应的节能程度。
[0075]这里，将节能 显示部23的灯未点亮的运转状态(运转模式)称为标准模式，将节能显示部23的灯(的任意一方)点亮的状态称为经济模式。
[0076]在没有按下切换按钮22的情况下，节能显示部23的灯没有点亮，标准控制用扬程曲线B被用于泵I的转速的控制。而且，切换按钮22被按下一次时，与节能显示部23的“L”对应的灯点亮，标准控制用扬程曲线B被自动切换成节能控制用扬程曲线C1，节能控制用扬程曲线C1被用于泵I的转速的控制。切换按钮22被按下两次时，与节能显示部23的“M”对应的灯点亮，标准控制用扬程曲线B被自动切换成节能控制用扬程曲线C2，节能控制用扬程曲线C2被用于泵I的转速的控制。而且，切换按钮22被按下三次时，与节能显示部23的“H”对应的灯点亮，标准控制用扬程曲线B被自动切换成节能控制用扬程曲线C3，节能控制用扬程曲线C3被用于泵I的转速的控制。切换按钮22被按下四次时，从经济模式恢复至基础的标准模式。
[0077]即，在标准模式下，泵I的转速的控制使用标准控制用扬程曲线(B)，在经济模式下，将泵I的转速的控制所使用的控制用扬程曲线，基于泵I的运转状况(运转历史)，从标准控制用扬程曲线⑶自动地切换到节能型控制用扬程曲线(C1X2或C3),并控制泵I的转速。
[0078]以上，对于泵I的运转状态(运转模式)是标准模式还是经济模式，使用者使用切换按钮22通过手动简便地控制，若是经济模式，能够通过节能显示部23确认是3个阶段内的哪个阶段。
[0079]以下，关于根据该供水装置以使使用者的使用流量成为Q1的方式控制泵的转速的情况，参照图5进行说明。首先，未按下切换按钮22的情况下，基于标准控制用扬程曲线B，控制泵I的转速，标准控制用扬程曲线B和流量为Q1时的交点U3成为泵I的运转点。此时，节能显示部23的灯未被点亮。
[0080]以下，以流量Q1进行供水的情况为例进行说明。
[0081]使用者将切换按钮22按下一次时，成为经济模式，与节能显示部23的“L”对应的灯点亮，根据泵的运转状况(运转历史)，标准控制用扬程曲线B被自动地切换成节能型控制用扬程曲线C1，泵I的转速通过节能型控制用扬程曲线C1被控制。该情况下，节能型控制用扬程曲线C1和流量为Q1时的交点U4成为泵I的运转点。另外，将切换按钮22按下两次时，与节能显示部23的“M”对应的灯点亮，根据泵的运转状况(运转历史)，标准控制用扬程曲线B被自动地切换成节能型控制用扬程曲线C2，泵I的转速通过节能型控制用扬程曲线C2被控制。该情况下，节能型控制用扬程曲线C2和流量为Q1时的交点U5成为泵I的运转点。将切换按钮22按下三次时，与节能显示部23的“H”对应的灯点亮，根据泵的运转状况(运转历史)，标准控制用扬程曲线B被自动地切换成节能型控制用扬程曲线C3，泵I的转速通过节能型控制用扬程曲线C3被控制。该情况下，节能型控制用扬程曲线C3和流量为Q1时的交点U6成为泵I的运转点。
[0082]像这样，即使是相同的使用水量，也能够根据需要来选择转速低的运转点使泵运转，由此，能够抑制供水时的使用电力而实现节能，还能够促进CO2的削减。
[0083]在上述例子中，如图7所示，示出了使用多个相对于标准控制用扬程曲线B大致并行并在全流量域中将扬程设定得较低而得到的节能型控制用扬程曲线C(在上述例中，CpC2及C3这三个)，在全流量域中实现节能的例子。
[0084]如图8所示，也可以使用相对于标准控制用扬程曲线B将中流量域的扬程设定得较低而成的节能型控制用扬程曲线D，主要在中流量域中实现节能。另外，如图9所示，也可以使用相对于标准控制用扬程曲线B将大流量域的扬程设定得较低而成的节能型控制用扬程曲线E，主要在大流量域中实现节能。而且，如图10所示，也可以使用相对于标准控制用扬程曲线B将小流量域的扬程设定得较低而成的节能型控制用扬程曲线F，主要在小流量域中实现节能。
[0085]这里，除了例如图5所示的第一运转(通常运转)用的标准控制用扬程曲线B以夕卜，还具有消耗电力比第一运转少的第二运转(经济运转)用的节能型控制用扬程曲线C1,通过将图6所示的切换按钮22按下一次，实施了使用节能型控制用扬程曲线C1的经济模式的泵的第二运转(经济运转)时，在水使用量大的时间段，若该切换按钮22刚被按下一次之后就使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移，则可能无法以均匀压力向各家庭供水。另外，若第二运转(经济运转)使泵继续运转，则在水的使用量急剧增加的时间段等，水的供给量恐怕会不足。
[0086]图11是表示供水装置运转了 I天时的供水量(流量)和时刻的关系的一例的曲线图。从该图11可知，水使用量大的时间段是例如早晨的7点到11点左右(时间:TM1)和傍晚的18点到20点左右(时间=Tm2)，早晨的8点到9点左右成为最大水量的70L/min的供水量，水的使用量急剧增加的时间段是例如早晨的6点至8点期间。另一方面，深夜的I点至5点左右(时间:TU)，成为最小水量。
[0087]因此，在该例中，作为泵的运转状况(运转历史)，在着眼于供水装置的使用频率与泵前期驱动时间及泵停止时间的关系，按下切换按钮22，设定了经济模式(经济模式ON)时，供水装置的使用频率少时，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移，而且，在以第二运转(经济运转)使泵运转的过程中，供水装置的使用频率升高时，使泵的运转自动地从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移。
[0088]此外，也可以代替泵前期驱动时间及泵停止时间，基于与供水装置的使用频率具有关系的例如以下的由式I表示的泵驱动率及以下的由式2表示的泵停止率，在供水装置的使用频率小时，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移，而且，在以第二运转(经济运转)使泵运转的过程中，在供水装置的使用频率升高时，使泵的运转自动地从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移。由此，与上述同样地，能够在确保向使用者的供水的同时，仅在能够进行节能运转的时间进行节能运转。
[0089]泵驱动率
[0090]=泵驱动时间+(泵驱动时间+泵停止时间)(式I)
[0091]泵停止率
[0092]=泵停止时间+(泵驱动时间+泵停止时间)(式2)
[0093]此外，泵驱动率及泵停止率用每任意时间的泵驱动时间及泵停止时间定义即可，另外，在任意定时(每任意时间)更新即可。例如，以最新的每15分钟的泵驱动时间及泵停止时间算出并经常更新即可。即，泵驱动率及泵停止率的算出使用平均值，能够始终基于反映最新的运转状况(运转历史)地被更新的泵驱动率及泵停止率，自动地切换泵的运转。尤其，在较短时间内反复进行泵的运转和停止的情况下，代替泵前期驱动时间及泵停止时间，基于泵驱动率及泵停止率，将泵的运转自动地切换成第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)，由此，不用以必要以上的高频率切换泵的运转，不会给使用者带来不适感，并且能够进行抑制了消耗电力的供水。另外，若泵驱动时间或泵停止时间变长，则在泵的运转频率急剧变化的情况或急剧的流量变动时，泵驱动率及泵停止率的变化延迟，压力控制可能发生延迟，因此，泵驱动率及泵停止率的定义不用必要以上长的时间定义，例如用每10分钟?20分钟算出即可。
[0094]算出泵驱动率及泵停止率的情况下的泵驱动时间不仅可以采用当前的循环中的时刻t3的泵前期驱动时间(t2?t3)或如下所述地当前的循环中的时刻tb的泵前期驱动时间(t2?tb)，还可以采用追溯到过去几个循环而累计这些各循环中的驱动泵的时间得到的时间。另外，泵停止时间也是，不仅可以采用当前的循环中的停止时间(ti?t2或后述的h?ta)，还可以采用追溯到过去几个循环而累计这些各循环中的泵的停止时间得到的时间。此外，算出泵驱动率及泵停止率的情况下，也可以包含泵进行加压运转的时间(t3?t4)而定义成泵驱动时间(t2?t4)。
[0095]图12表示通过例如按下图6所示的切换按钮22，基于泵的运转状况(运转历史)，使泵的运转从使用了图5所示的标准控制用扬程曲线B的标准模式的第一运转(通常运转)向使用了节能型控制用扬程曲线C1的经济模式的第二运转(经济运转)转移时的控制的流程图。图12仅公开了泵运转的切换判断所需的要素。这在以下的流程图中也是同样。另外，在以下的流程图中，相同的步骤标注相同的步骤序号，并省略重复的说明。
[0096]首先，判断泵是否在第一运转(通常运转)下运转(步骤I)，泵在第一运转(通常运转)下运转时，判断是否有切换按钮的经济模式ON操作(步骤2)。而且，在有基于切换按钮的经济模式ON操作的情况下，使经济模式成为0N(步骤3)。此外，在没有基于切换按钮的经济模式ON操作的情况下，判断是否有基于切换按钮的经济模式OFF操作(步骤4)，在有基于切换按钮的经济模式OFF操作的情况下，使经济模式成为OFF (步骤5)。
[0097]其次，判断经济模式是否是ON(步骤6)，经济模式是OFF的情况下，泵的运转保持第一运转(通常运转)(步骤7)，返回步骤I。经济模式是ON的情况下，判断泵是否在停止中(泵未被驱动的状态)(步骤8)。
[0098]泵在停止中的情况下，进行泵停止时间的计时(步骤9)，对泵前期驱动时间清零(步骤10)。而且，计测泵停止时间(步骤11)，泵停止时间(例如，图3所示的时刻ta的泵停止时间为时间&~0为规定时间b (例如2分钟)以上(泵停止时间(ti~ta) ≥b)的情况下，判断为水几乎未被使用的时间段，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移(步骤12)，返回步骤I。
[0099]另一方面，泵不在停止中(正在驱动)的情况下，使泵的运转保持第一运转(通常运转)并返回步骤I。
[0100]像这样，在水几乎未被使用的时间段，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移，由此，对于供给必要水量，以抑制了余量度的低的转速使泵运转，能够减少消耗电力。这里，水几乎未被使用的时间段在例如图11所示的例子中，是晚间的22点至6点左右期间(时间:TU)以及下午的12点至16点左右期间(时间:T12)。 [0101]图13表示在图12的步骤I中，判断为是使用了图5所示的节能型控制用扬程曲线C1的第二运转(经济运转)(泵不是第一运转(通常运转))时，使泵从第二运转(经济运转)向使用了标准控制用扬程曲线B的第一运转(通常运转)转移时的流程图。
[0102]该情况下，判断经济模式是否是ON (步骤6)，经济模式是OFF的情况下，使泵的运转从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移(步骤7-1)，返回步骤I。经济模式是ON的情况下，判断泵是否在停止中(步骤8)。
[0103]而且，泵在停止中的情况下，使泵的运转保持第二运转(经济运转)并返回步骤I。
[0104]另一方面，泵不在停止中的情况下，进行泵前期驱动时间的计时(步骤13)，对泵停止时间清零(步骤14)。而且，计测泵前期驱动时间(步骤15)，泵前期驱动时间(例如，图3所示的时刻tb的泵前期驱动时间是时间t2~tb)小于规定时间a(例如2分钟)(泵前期驱动时间(t2~tb) <a)的情况下，判断为水几乎未被使用的时间段，使泵的运转保持第二运转(经济运转)并返回步骤I。泵前期驱动时间为规定时间a(例如2分钟)以上(泵前期驱动时间(t2~tb) ^a)的情况下，判断为水被频繁使用的时间段，即使是按下切换按钮使经济模式为ON的状态，也使泵的运转从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移(步骤16-1)，返回步骤I。
[0105]像这样，在水被频繁使用的时间段，即使是按下切换按钮而使经济模式为ON的状态，也强制地使泵的运转从第二运转(经济运转)返回第一运转(通常运转)，由此能够确保向使用者的供水。
[0106]此外，上述规定时间a、b能够任意地设定。在该例中，始终监视泵的驱动时间和停止时间，能够反映到泵的运转。而且，再次按下切换按钮而使经济模式成为OFF的情况下，强制地返回第一运转(通常运转)，由此，在供给压不稳定的情况下，能够立即返回第一运转(通常运转)。[0107]另外，为避免急剧的压力变动，优选的是，在基于切换按钮对经济模式进行ON/OFF操作的情况下，或者自动地切换控制用扬程曲线的情况下，不急剧地切换泵的运转，而在规定时间范围内阶段性地切换。
[0108]在上述例子中，通过切换按钮的操作，进行从泵的第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)的转移等，但也可以不操作切换按钮地设定经济模式。例如还能够在工厂出厂时使设定部16 (参照图4)成为经济模式。通过预先设定成经济模式，能够根据泵的运转状况(运转历史)，自动地切换第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)，从而控制供水装置。
[0109]图14是预先设定成经济模式的情况下的、从使用了图5所示的标准控制用扬程曲线B的标准模式的第一运转(通常运转)向使用了节能型控制用扬程曲线C1的经济模式的第二运转(经济运转)转移时的流程图。与图12所示的流程图的不同点如下所述。 [0110]即，在判断为第一运转(通常运转)的情况下(步骤I)，判断经济模式的设定是否是ON(步骤2-1)，在经济模式的设定是ON的情况下，使经济模式成为ON(步骤3)，并向步骤8转移。在经济模式的设定不是ON的情况下，使经济模式成为OFF (步骤5)，使泵的运转保持第一运转(通常运转)(步骤7)，返回步骤I。
[0111]图15表示在图14的步骤I中，判断为泵是使用了图5所示的节能型控制用扬程曲线C1的第二运转(经济运转)(泵不是第一运转(通常运转))时，从第二运转(经济运转)向使用了标准控制用扬程曲线B的第一运转(通常运转)转移时的流程图。与图14所示的流程图的不同点如下所述。
[0112]即，在判断为第二运转(经济运转)(不是第一运转(通常运转))的情况下(图14的步骤I)，判定经济模式的设定是否是0N(步骤2-1)，在经济模式的设定是ON的情况下，使经济模式成为0N(步骤3)，向步骤8转移。在经济模式的设定不是ON的情况下，使经济模式成为OFF (步骤5)，使泵的运转从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移(步骤7-1)，返回步骤I。
[0113]此外，在切换控制用扬程曲线的情况下，为了不改变产品规格，关于最大流量域，优选不改变控制用扬程曲线的方式。另外，在面向一般家庭的供水装置中，除了使用量大的早晨或晚间以外，进行少水量的使用的情况较多。由此，如图10的曲线F所示，仅在使用频率高的小流量域中，使控制用扬程曲线成为节能型控制用扬程曲线，由此能够确保最大流量时的产品规格的同时，提高节能效果。
[0114]在上述例子中，作为第一运转(通常运转)及第二运转(经济运转)的切换机构，例示了在推定末端压力恒定控制中，切换控制用扬程曲线的情况，但第一运转(通常运转)及第二运转(经济运转)的切换机构不限于此。例如，排出压力恒定控制的情况下，如图5所示，也可以使用设定排出压力不依赖使用流量地成为恒定值PA1的标准控制用扬程曲线(直线)来控制的运转作为第一运转(通常运转)，将使用成为该？仏乘以小于I的恒定比率而得到的排出压力PA2的节能型控制用扬程曲线(直线)来控制的运转作为第二运转(经济运转)。另外，也可以对泵的转速乘以恒定的比率(例如0.95)，以小的转速使泵的运转成为第二运转(经济运转)。
[0115]另外，在上述例子中，利用泵前期驱动时间和泵停止时间判断泵的第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)的切换，但也可以不仅使用这些时间这样的运转状况(运转历史)，还使用泵前期驱动时间和泵的转速、排出压力、最大流量、泵前期驱动时间内的平均排出流量或泵前期驱动时间内的累计排出流量等的运转状况(运转历史)中的任意I个或2个以上作为基础，即，不仅使用泵前期驱动时间，还可以将加入了使用水量的判断指标作为基础进行判断。
[0116]此外，作为供水装置列举了使用压力容器的例子，但在不使用压力容器的供水装置中，或在作为反复进行泵的驱动及其停止的装置使用了例如管道泵(line pump)等的泵单体的供水装置中，也能够适用使用了上述判断指标的节能控制。
[0117]对与使用水量相应的任意系数进行累计，使用该累计结果，最佳地判断是否进行第二运转(经济运转)，关于该例子如下说明。
[0118]仅利用泵停止时间来判断泵的从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)的切换时，仅在泵停止时，切换到第二运转(经济运转)。即，在使用水量少的情况下，若泵运转时间是长时间，也继续进行第一运转(通常运转)。但是，若以还加入了使用水量的判断指标为基础进行判断，则即使在泵驱动过程中，在判断为使用水量少的情况下，也能够进行从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)的切换。也就是说，在使用水量少的情况下，即使泵进行驱动，也能够向第二运转(经济运转)切换并驱动泵，由此，能够进一步减少消耗电力。
[0119]由于泵驱动中的使用水量与泵的运转频率成比例，所以定义与泵的运转频率对应的累计系数α。关于该累计系数α，将在设置有供水装置的各现场成为基准的水量(例如，若是公寓等的小区住宅，则避开了早晚的高峰时间段或深夜的几乎不使用水的时间段的白天的使用水量)左右作为基准水量，使累计系数α为0(α =0)。水量比基准水量少的情况下，使累计系数α为负(α < O)，比基准水量多的情况下，使累计系数α为正(α >0)。例如，在图11所示的表示时刻和供水量的关系的一例的曲线图中，能够将图11的虚线所示的范围内的任意供水量，也就是说从约25L/min到约35L/min的范围内的任意供水量作为基准水量。
[0120]如图16所示，将泵的运转频率为最高频率的例如1/2时作为基准水量，使此时的累计系数α为0(α = O),使泵的运转频率为最高频率时的累计系数α为100( α =100)。而且，基于泵的运转频率为O时的累计系数α为-100(α = - 100)的直线，算出累计系数α。该情况下，例如以运转频率A1驱动泵时，累计系数α成为B1U = B1)，以运转频率A2驱动时,累计系数α成为-B2 (a = - B2)。
[0121]此外，如图17所不，也可以将栗的运转频率为最闻频率的例如1/2时作为基准水量，使此时的累计系数α为0(α = O)，使泵的运转频率超过规定的运转频率A3时的累计系数α为恒定值100( α = 100)，基于泵的运转频率为规定的运转频率A4以下时的累计系数α成为恒定的-100(α =- 100)的曲线图，算出累计系数。
[0122]另外，如图18所不,也可以将栗运转频率为最闻频率的例如1/2时作为基准水量，将夹着该基准水量的规定的运转频率区域A5?A6作为盲区区域，使在该盲区区域中驱动泵时的累计系数α为0(α = O)，以超过盲区区域的运转频率驱动泵时，累计系数α以直线状增加到100，以比盲区区域小的运转频率驱动泵时，累计系数α以直线状减小到-100，基于该曲线图算出累计系数α。
[0123]具有盲区区域时，在基准水量附近，累计值不发生变动。由此，在基准水量附近驱动泵的时间段，不进行从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)的切换或从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)的切换，从而能够减轻泵的第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)的切换的振荡，并且第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)之间的切换能够根据使用者的使用水量有重点地进行判断。另外，能够减羟基准水量附近的压力传感器的误差或噪声等的影响。
[0124]如图19所示，也可以在以超过盲区区域的运转频率驱动泵时，伴随运转频率的增加，累计系数α沿着二次曲线增加到100，以比盲区区域小的运转频率驱动泵时，与运转频率的减小的同时，累计系数α沿着二次曲线减少到-100，基于该曲线图算出累计系数α。
[0125]累计系数α成为二次曲线时，与以直线定义累计系数α的情况相比，在大水量域或小水量域中，累计值相对于使用水量的变化的增减变得更大。因此，在大水量域或小水量域中，能够在更早的定时进行泵的第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)之间的切换。
[0126]此外，累计系数α不仅可以为-100< α < 100，不限于该数值范围，也可以是任意的数值范围。但是，在运转过程中要从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)进行切换的情况下，使用水量少时，采用累计系数α <0。在上述例子中，基于泵的运转频率求出累计系数，但也可以代替运转频率，基于供给到电机的电流值求出累计系数，在推定末端压力恒定控制的情况下，也可以代替运转频率，基于目标压求出累计系数。
[0127]推定末端压力恒定控制下的目标压是基于运转过程中的泵的频率与使用水量成比例的情况算出的。因此，代替运转频率，使用推定末端压力恒定控制的目标压时，尤其在多台运转的情况下，不需要进行驱动中的全泵的流量的计算。
[0128]而且，按任意 的采样间隔对算出的累计系数进行累计，求出累计值(积分值)。此时，泵的驱动时间变长时，累计值变得过小或过大，在急剧的流量变动时，压力控制可能出现延迟，因此可以对累计值设置上下限。泵运转长时间持续时，也可以例如I小时I次等，以一定时间对累计值(积分值)进行清零。
[0129]图20表示基于图17所示的曲线图算出累计系数时的累计系数的累计值和时间的例子。在该例中，开始泵的驱动之后，从时间t1(l到时间tn，累计系数α成为正(α >0)的运转，也就是说以超过最高频率的1/2的运转频率驱动泵，然后，累计系数α成为负(α
<O)的运转，也就是说以小于最高频率的1/2的运转频率驱动泵，示出了到达当前时刻t12时的累计系数的累计值。
[0130]也就是说，在时间t1(l~tn，累计系数α为正，从而其累计值成为正，在从时间O到时间t1(l、时间tn~t12，累计系数为负，从而其累计值成为负。由此，从在时间t1(l~tn表示累计系数的累计值的面积S1减去表示从时间O到时间t1(l的累计系数的累计值的面积的面积S(!和在时间tn~t12表不累计系数的累计值的面积的面积S2得到的值(S1-(Sc^S2))成为当前时刻t12的累计系数的累计值。
[0131]而且,例如,使第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移时，将与累计系数的累计值比较的阈值作为第一阈值，使第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移时，将与累计系数的累计值比较的阈值作为第二阈值。而且，例如将第一阈值及第二阈值作为第η阈值(η = I或2)，如下述的式3那样地定义，或者例如下述的式4那样地设定例如第一阈值和第二阈值的关系。[0132]第η 阈值=mnX amaxXNXTn(式 3)
[0133]第一阈值<第二阈值(式4)
[0134]这里，mn:任意的系数，a max:最高使用水量时的累计系数，N:每秒的采样次数，Tn:任意的时间(单位:秒)。
[0135]该情况下，累计系数的累计值为0(零)时，使第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移的情况下，将式3所示的第η阈值作为第一阈值，使系数Hi1或时间T1为零(O)，使第一阈值为零(O)即可。另外，每秒的采样次数为10次，最高使用水量时的累计系数的2倍的水量使用了 3秒时，使第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移的情况下，m2 = 2、a max = 100、N = 10、T2 = 3,由此求出第二阈值。此外，也可以使第一阈值和第二阈值相等。
[0136]而且，如图21所示，在以第一运转(通常运转)使泵运转过程中，累计系数的累计值小于第一阈值时，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移。另一方面，在泵的第二运转(经济运转)的运转过程中，累计系数的累计值大于第二阈值时，使泵的运转从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移。
[0137]图22表示此时的流程图的关键部分(图12及图13中的步骤8以后)。也就是说，判断泵是否在停止中(步骤8)，泵在停止中的情况下，对累计值清零(步骤20)，返回步骤1(参照图12及图13)。
[0138]以第一运转(通常运转)使泵运转过程中的情况下，算出累计系数α (步骤21)，并求出累计系数α的累计值(步骤22)。而且，对累计系数的累计值和第一阈值进行比较(步骤23)，累计系数的累计值比第一阈值小时(累计系数的累计值<第一阈值(=O))，使第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移(步骤24)，并返回步骤I。累计系数的累计值为第一阈值以上(累计系数的累计值>第一阈值(=O))的情况下，对累计系数的累计值和第二阈值进行比较(步骤25)，累计值比第二阈值大(累计值>第二阈值)的情况下，继续第一运转(通常运转)(步骤26)，并返回步骤1，累计值为第二阈值以下(累计值<第二阈值)的情况下，也继续第一运转(通常运转)，并返回步骤I。
[0139]以第二运转(经济运转)使泵运转过程中的情况下，算出累计系数α (步骤21)，并求出累计系数的累计值(步骤22)。而且，对累计系数的累计值和第一阈值进行比较(步骤23)，累计系数的累计值比第一阈值小(累计系数的累计值<第一阈值( = 0))的情况下，继续第二运转(经济运转)(步骤24)，并返回步骤I。累计系数的累计值为第一阈值以上(累计系数的累计值>第一阈值(=O))的情况下，对累计系数的累计值和第二阈值进行比较(步骤25)，累计系数的累计值比第二阈值大时(累计系数的累计值>第二阈值)，使第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移(步骤26)，并返回步骤1，累计值为第二阈值以下(累计值<第二阈值)的情况下，继续第二运转(经济运转)，并返回步骤
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[0140]以上，关于以下情况进行了说明，对泵驱动中的与使用水量相应的作为任意系数的累计系数α进行累计，使用该累计结果，最佳地判断是否进行第二运转(经济运转)，但也可以基于对累计系数α进行了累计的累计结果(累计值)使用于进行第二运转(经济运转)的节能型控制用扬程曲线变化(更新)，而进行经济运转。
[0141]例如图10所示的使用了节能型控制用扬程曲线F的推定末端压力恒定控制的情况下，累计系数的累计值为第一阈值和第二阈值之间的值时，如图23所示，也可以将节能型控制用扬程曲线F更新为与累计系数的累计值(积分值)成比例的新的节能型控制用扬程曲线F1或F2等。
[0142]该节能型控制用扬程曲线F1或F2的最低必要压力PB(F1)或PB(F2)是从使节能控制用扬程曲线F的最低必要压力PB(F)与第一阈值对应、且使标准控制用扬程曲线B的最低必要压力PB1与第二阈值对应的直线和累计系数的累计值之间的交点求出的。
[0143]该情况下，如图24所示，在以第一运转(通常运转)使泵运转过程中的情况，累计系数的累计值大于第一阈值(累计系数的累计值>第一阈值(=O))、且累计系数的累计值小于第二阈值(累计系数的累计值<第二阈值)的情况下，使泵的运转从第一运转(通常运转)向基于节能型控制用扬程曲线F1或F2的第三运转(经济运转)转移(步骤27)，并返回步骤I。
[0144]另外，以第二运转(经济运转)使泵运转的情况下，累计系数的累计值大于第一阈值(累计系数的累计值>第一阈值(=O))、且累计系数的累计值小于第二阈值(累计系数的累计值<第二阈值)的情况下，使泵的运转从基于节能型控制用扬程曲线F的第二运转(经济运转)向基于节能型控制用扬程曲线F1或F2的第三运转(经济运转)转移(步骤27)，并返回步骤I。在该例中，累计系数的累计值在第一阈值和第二阈值之间为便于说明存在2个，关于向基于节能型控制用扬程曲线F1或F2的第三运转(经济运转)转移的情况进行了说明，但也可以阶段性地向基于I个或3个以上的节能型控制用扬程曲线的第三运转(经济运转)转移。另外，也可以基于累计系数的累计值，使节能型控制用扬程曲线的最低必要压力PB (Fx)连续地始终变化(更新)，由此，采用始终被更新的节能型控制用扬程曲线，并用于经济运转。这在以下的图25所示的例子也是同样的。
[0145]另外，例如图5所示的使用了节能型控制用扬程曲线G的排出压力恒定控制的情况下，累计系数的累计值为第一阈值和第二阈值之间的值时，如图25所示，也可以将节能型控制用扬程曲线G更新成与累计系数的累计值(积分值)成比例的新的节能型控制用扬程曲线G1或G2等。
[0146]该节能型控制用扬程曲线G1或62的最大必要压力(通常目标压=设定压力)PA(G1)或PA(G2)是从使节能控制用扬程曲线G的最大必要压力PA(G)与第一阈值对应、且使标准控制用扬程曲线B的最大必要压力PA1与第二阈值对应的直线和累计系数的累计值之间的交点求出的。该情况下的控制例与前述的图24所示的例子相同。
[0147]如上所述，将节能型控制用扬程曲线变更成与累计系数的累计值(积分值)成比例的新的节能型控制用扬程曲线的控制不仅在自动地切换标准控制用扬程曲线和节能型控制用扬程曲线的情况下，在手动切换的情况下，也能够适用于从多个节能型控制用扬程曲线自动地选择适当的曲线的情况。
[0148]至此，关于本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在其技术思想的范围内当然能够以各种不同的方式实施。
[0149]工业实用性
[0150]本发明被适用于使用泵向小区住宅和大厦等进行自来水等的供水的供水装置及供水方法。
[0151]附图标记的说明[0152]I 泵
[0153]2变换器(变频器)
[0154]3压力容器
[0155]4排出侧压力传感器
[0156]8吸入侧配管
[0157]9自来水主管
[0158]10吸入侧压力传感器
[0159]12旁通管
[0160]13排出侧配管
[0161]15控制部
[0162]16设定部
[0163]17存储部
[0164]18计算部
[0165]19显示部
[0166]20 I/O 部
[0167]21运转面板
[0168]22切换按钮
[0169]23节能显示部
[0170]A必要扬程曲线
[0171]B (标准)控制用扬程曲线
[0172]C、D、E、F、G节能型控制用扬程曲线
【权利要求】
1.一种供水装置，其特征在于，具有: 泵，将水加压并输送； 变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转； 控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转， 所述控制部基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
2.一种供水装置，其特征在于，具有: 泵，将水加压并输送； 变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转； 控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转， 所述控制部基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
3.如权利要求1所述的供水装置，其特征在于，所述控制部在所述泵没有进行驱动时，基于泵停止时间，在该泵停止时间比规定时间长的情况下，判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
4.如权利要求1所述的供水装置，其特征在于，所述控制部在小于第一阈值时，判断为适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，其中，所述第一阈值基于所述泵以所述第一运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
5.如权利要求2所述的供水装置，其特征在于，所述控制部在所述泵以所述第二运转连续地进行驱动时，基于泵前期驱动时间，在该泵前期驱动时间比规定时间长的情况下，判断为适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
6.如权利要求2所述的供水装置，其特征在于，所述控制部在大于第二阈值时，判断为使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，其中，所述第二阈值基于所述泵以所述第二运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
7.一种供水装置，其特征在于，具有: 泵，将水加压并输送； 变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转； 控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转， 所述控制部基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，以及是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
8.如权利要求7所述的供水装置，其特征在于， 所述控制部在所述泵没有进行驱动时，基于泵停止时间，在该泵停止时间比规定时间长的情况下，判断 为适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移， 在所述泵以所述第二运转连续地进行驱动时，基于泵前期驱动时间，在该泵前期驱动时间比规定时间长的情况下，判断为适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
9.如权利要求7所述的供水装置，其特征在于， 所述控制部在小于第一阈值时，判断为适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，其中，所述第一阈值基于所述泵以所述第一运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定， 在大于第二阈值时，判断为适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，其中，所述第二阈值基于所述泵以所述第二运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
10.如权利要求1~9中任一项所述的供水装置，其特征在于，所述泵的所述第一运转是沿着表示泵的流量与扬程之间的关系的第一扬程曲线而被控制的运转，所述泵的所述第二运转是沿着表示泵的流量与扬程之间的关系的第二扬程曲线而被控制的运转。
11.一种供水方法，其特征在于， 从变频器向泵供给电力并使该泵以第一运转进行运转来将水加压输送， 基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移， 基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
12.—种供水方法，其特征在于， 从变频器向泵供给电力并使该泵以消耗电力比第一运转少的第二运转进行运转来将水加压输送， 基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移， 基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
13.如权利要求11所述的供水方法，其特征在于，在所述泵没有进行驱动时，基于泵停止时间，在该泵停止时间比规定时间长的情况下，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
14.如权利要求11所述的供水方法，其特征在于，在小于第一阈值时，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，其中，所述第一阈值基于所述泵以所述第一运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
15.如权利要求12所述的供水方法，其特征在于，在所述泵以所述第二运转连续地进行驱动时，基于泵前期驱动时间，在该泵前期驱动时间比规定时间长的情况下，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
16.如权利要求12所述的供水方法，其特征在于，在大于第二阈值时，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，其中，所述第二阈值基于所述泵以所述第二运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
17.一种供水方法，其特征在于， 从变频器向泵供给电力并使该泵以第一运转进行运转来将水加压输送， 基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移， 基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
18.如权利要求17所述的供水方法，其特征在于， 在所述泵没有进行驱动时，基于泵停止时间，在该泵停止时间比规定时间长的情况下，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移， 在所述泵以所述第二运转连续地进行驱动时，基于泵前期驱动时间，在该泵前期驱动时间比规定时间长的情况下，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
19.如权利要求17所述的供水方法，其特征在于， 在小于第一阈值时，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，其中，所述第一阈值基于所述泵以所述 第一运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定， 在大于第二阈值时，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，其中，所述第二阈值基于所述泵以所述第二运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
20.如权利要求11~19中任一项所述的供水方法，其特征在于，所述泵的所述第一运转是沿着表示泵的流量与扬程之间的关系的第一扬程曲线而被控制的运转，所述泵的所述第二运转是沿着表示泵的流量与扬程之间的关系的第二扬程曲线而被控制的运转。
21.—种供水装置的控制程序，是用于控制供水装置的控制程序，其中，所述供水装置具有:将水加压并输送的泵；变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转，其特征在于， 执行从变频器向泵供给电力并使该泵以第一运转进行运转来将水加压输送的计算处理， 执行如下计算处理:基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，使该泵以第二运转进行运转来将水加压输送， 执行如下计算处理:基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，使该泵以第一运转进行运转来将水加压输送。
22.—种供水装置的控制装置，是控制供水装置的控制装置，其中，所述供水装置具有:将水加压并输送的泵；变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转， 其特征在于，具有: 作为人机界面的设定部； 存储部，存储权利要求21所述的控制程序并存储从所述设定部输入的数据； 输入输出部，接收来自供水装置所具有的传感器类部件的信号并向下述计算部发送，并且将来自计算部的运转信号发送到所述变频器，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转； 计算部，基于存储在所述存储部中的数据及从所述输入输出部部发送的信号，执行所述控制程序。
【文档编号】F04B49/06GK104011390SQ201280064653
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月25日 优先权日:2011年12月27日
【发明者】唐木亮太郎, 宫内祥子, 小西康贵, 金田一宏, 手嶋友治, 桧垣展宏 申请人:株式会社荏原制作所
【专利摘要】本发明提供一种供水装置，避开水使用量大的时间段，而在几乎不使用水的时间段，以例如转速变低的方式控制泵(1)的转速，能够应对节能的要求。供水装置具有：对水加压并送水的泵(1)；变频器，向泵(1)供给电力而使泵(1)进行变速运转；控制部(15)，向变频器发送运转信号从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使泵(1)运转。控制部(15)基于泵(1)的运转状况判断是否适合使泵(1)的运转从第一运转向第二运转转移。
【专利说明】供水装置及供水方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用泵对小区住宅和大厦等进行自来水等的供水的供水装置及供水方法。另外，本发明涉及供水装置的控制装置及供水装置的控制程序。
【背景技术】
[0002]具有被设置在小区住宅和大厦等中 、作为向各供水端供给水的装置的供水装置。图1表示这样的供水装置的典型例，供水装置具有:2台泵1，分别具有电机M，并将水加压来输送；变换器(变频器)2，向用于驱动各泵I的电机M供给电力。供水装置在泵I的排出侧具有压力容器3和排出侧压力传感器4，按每个泵I具有流量开关(流量检测机构)6和止回阀7。泵I的吸入侧配管8被连接在自来水主管9,并在该吸入侧配管8上设置有吸入侧压力传感器10和逆流防止装置11。而且，仅通过自来水主管9的压力进行供水的旁通管12被设置在泵I的吸入侧配管8和排出侧配管13之间。而且，在旁通管12的中途设置有止回阀14。进行泵I的控制的控制部15基于来自这些传感器类部件的信号，实施与状况相应的泵I的转速控制及台数控制。
[0003]此外，若不是泵的吸入侧配管被连接在自来水主管的直结式供水装置，而是蓄水槽式的供水装置，则泵的吸入侧配管被连接在蓄水槽，蓄水槽所具有的水位检测器被连接在控制部。该蓄水槽式的供水装置的情况下，不具有逆流防止装置、吸入侧压力传感器及旁通管。
[0004]图2与泵的H-Q曲线(转速％、N2及N3) —并示出了表示供水装置中的使用流量和该流量所需的扬程(head)之间的关系的必要扬程曲线A、和基于该必要扬程曲线A设定的(标准)控制用扬程曲线B。在图2中，横轴表示流量Q，纵轴表示扬程(head)H。
[0005]必要扬程曲线A是从例如建筑物的扬程(顶层的高度)氏、自来水设备所需的压力(自来水设备的压损)?及依赖于流量的配管损失H3的合计(?+?+?)求出的。在该例中，必要扬程曲线A是平滑地连结使用流量为“O”时的扬程PBtl和使用流量为最终点Qtl时的扬程PAci而成的曲线。
[0006]该必要扬程曲线A仅仅用于求出理想的扬程和使用流量之间的关系，在实际设计时广泛使用的如下方式，对于必要扬程曲线A，设定带有例如十几％左右的余量的(标准)控制用扬程曲线B，基于该控制用扬程曲线B控制泵的转速。该(标准)控制用扬程曲线B是平滑地连结对使用流量为“O”时的所述扬程PBtl具有十几％左右的余量而成的扬程(最低必要压力WB1和对使用流量为最终点Qtl时的所述扬程PAtl具有十几％左右的余量而成的扬程(最大必要压力)PA1而成的曲线。
[0007]该控制用扬程曲线B作为扬程和转速的函数被存储在图1所示的供水装置的控制部15的存储部，基于该控制用扬程曲线B，也就是说，例如图2所示，使用流量为Q1时，以该流量Q1和控制用扬程曲线B的交点U3成为泵I的运转点(转速N1)的方式，控制泵I的转速。
[0008]图3表示图2所示的供水装置的运转循环的一例。在图3中，横轴表示时间，纵轴表示泵的旋转频率。泵I的旋转频率能够通过变换器2被可变速控制。
[0009]如图3所示，泵I停止驱动(时间A1)，此后，由排出侧压力传感器4测定的排出压力DP变得比设定的压力(设定压)SP低(DP < SP)时，判定为水被使用，泵I开始旋转(时间:t2)，进行供水。在供水过程中，利用设定压SP和由排出侧压力传感器4测定的当前的排出压力DP进行PI计算，通过将PI计算结果反映给泵I的旋转频率，进行泵I的可变速控制。
[0010]而且，在通过泵I进行的供水过程中，在检测到排出压力DP变得充分高、且通过流量开关6的“闭”而使用水量变少的情况时(时间:t3)，泵I开始向压力容器4蓄压的加压运转，进行小水量停止动作，以便在接下来的少量使用时能够使用压力容器4内的水，然后，停止泵I的驱动(时间:t4)。对流量开关6的“闭”进行检测的时间是例如I秒。
[0011]而且，由排出侧压力传感器4测定的排出压力DP变得比设定的设定压SP低(DP
<SP)时，判定为水被使用，泵I再次开始旋转(时间:t5)，进行供水。
[0012]这里，将泵I停止驱动的时间U1?t2)作为“泵停止时间”，将从泵I开始驱动到检测到流量开关6的“闭”为止的时间(t2?t3)作为“泵前期驱动时间”。这种情况在以下也是同样的。从泵I停止驱动后直到泵I开始驱动来进行供水、泵I再次停止为止的时间U1?t4)是供水装置的运转的I个循环。根据水的使用频率改变供水时间、泵前期驱动时间及泵停止时间，根据水的使用水量改变泵I的旋转频率。
[0013]即，在水被持续使用的时间段，连续地驱动泵的“泵前期驱动时间”变长，在水几乎未被使用的时间段，停止泵的驱动的“泵停止时间”变长。另外，水使用量大时，泵的转速上升，水仅以少量被使用时，泵的转速降低。
[0014]如上所述，对必要扬程曲线A，设定带有例如十几％左右的余量的(标准)控制用扬程曲线B，基于该控制用扬程曲线B控制泵的转速，由此，能够防止在例如配管发生腐蚀而配管损失比设计时变大的情况下导致供水装置不能发挥其使用性能的情况，另外，在使用者这边，因某些理由，要求稍微增大流量的情况下，能够应对该要求。
[0015]此外，提出了一种方法，输入从配管阻力和泵性能曲线求出的流量，自动地匹配泵的转速来得到目的流量(参照专利文献I)。该方法是在最初测定流量的地点，若流量多，则自动降低泵的转速，若即使泵的转速下降但流量进一步增多，则进一步自动地降低泵的转速以配合流量，依次自动调整泵的转速直到成为目标流量。
[0016]现有技术文献
[0017]专利文献
[0018]专利文献1:日本特开昭59-51193号公报
【发明内容】
[0019]对于使用者要求的使用流量-扬程，设定带有例如十几％左右的余量的(标准)控制用扬程曲线，基于该控制用扬程曲线来控制泵的转速的情况下，控制被唯一地确定，例如即使想要与各种情况相匹配地实现节能，也不能灵活地应对。例如图2所示，基于控制用扬程曲线B，若想要以使使用者的使用流量成为Q1的方式来控制泵的转速，则泵的运转被控制成:使图2的流量Q1和控制用扬程曲线B的交点U3成为运转点(转速N1)，不能根据需要变更该运转点。[0020]但是，若使用者的使用流量仏被确保，则有时也可以以使扬程比图2所示的流量Q1与必要扬程曲线A的交点(转速N^U1高且比上述交点U3低的点U2成为运转点(转速N2)的方式控制泵的运转。这样的情况下，在扬程高的交点U3驱动泵(运转)时，与在扬程低的点U2驱动泵(运转)时相比，泵的转速变大，相应地消耗更多的电力。这有悖于严格要求节能设计的当前需求。
[0021]另外，对于使用者来说，有时不需要基于具有充分余量的控制用扬程曲线来控制泵的转速。这样的情况下，通过基于具有必要最低限度的余量的控制用扬程曲线控制泵的转速，能够有助于节能。
[0022]这里，例如，在小区住宅中，存在早晨和傍晚等大量用户频繁使用水的时间段，在水使用量急剧增加的时间段等，例如想要降低泵的转速以便节能时，可能无法以均匀压力向各家庭供水。由此，为确保恒定压供水，期望避开水大量使用的时间段，在水几乎不使用的时间段，例如降低泵的转速以便节能。
[0023]此外，专利文献I记载的发明并不是以与使用者所需的流量相应地降低转速的方式控制泵的运转的方法。
[0024]本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的是提供一种供水装置及供水方法，避开水使用量大的时间段，在几乎不使用水的时间段，以例如转速变低的方式控制泵的转速，能够应对节能的要求。
[0025]本发明的供水装置具有:泵，对水加压并送水；变频器，向所述泵供给电力并使该泵进行变速运转；控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转。所述控制部基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
[0026]像这样，基于泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使泵的运转从第一运转(通常运转)向消耗电力比该第一运转少的第二运转(经济运转)转移，由此，能够避开水使用量大或水使用量急剧增加的时间段，在几乎不使用水的时间段，使泵的运转从第一运转(通常运转)向消耗电力比该第一运转少的第二运转(经济运转)转移，能够应对节能的要求。
[0027]本发明的其他的供水装置具有:泵，对水加压并送水；变频器，向所述泵供给电力并使该泵进行变速运转；控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转。所述控制部基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
[0028]像这样，基于泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使泵的运转从消耗电力比第一运转(通常运转)少的第二运转(经济运转)向第一运转转移，由此，能够例如在水使用量急剧增加的时间段，从第二运转向第一运转转移，防止向各家庭等的供水不足。
[0029]本发明的其他的供水装置具有:泵，对水加压并送水；变频器，向所述泵供给电力并使该泵进行变速运转；控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第 二运转中的任一方式使所述泵运转。所述控制部基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，以及是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
[0030]本发明的供水方法是，从变频器向泵供给电力而使该泵以第一运转进行运转来加压送水，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
[0031]本发明的其他的供水方法是，从变频器向泵供给电力而使该泵以消耗电力比第一运转少的第二运转进行运转来加压送水，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
[0032]本发明的其他的供水方法是，从变频器向泵供给电力而使该泵以第一运转进行运转来加压送水，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
[0033]本发明的供水装置的控制程序是用于控制供水装置的控制程序，供水装置具有:对水加压并送水的泵；变频器，向所述泵供给电力而使该泵进行变速运转。该控制程序执行从变频器向泵供给电力而使该泵以第一运转进行运转来加压送水的计算处理，并执行如下计算处理，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，使该泵以第二运转进行运转来加压送水，并执行如下计算处理，基于所述泵的运转状况(运转历史)判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，使该泵以第一运转进行运转来加压送水。
[0034]本发明的供水装置的控制装置是控制供水装置的控制装置，供水装置具有:对水加压并送水的泵；变频器，向所述泵供给电力而使该泵进行变速运转。该控制装置具有:作为人机界面的设定部；存储部，存储所述控制程序并存储从所述设定部被输入的数据；1/0部(输入输出部)，接收来自供水装置所具有的传感器类部件的信号并向下述计算部发送，并且为了以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转，将来自计算部的运转信号发送到所述变频器；计算部，基于存储在所述存储部中的数据及从所述I/o部发送的信号，执行所述控制程序。
[0035]发明的效果
[0036]根据本发明的供水装置及供水方法，能够以消耗电力比第一运转(通常运转)少的第二运转(经济运转)使泵运转，由此，能够抑制供水时的使用电力并实现节能，并能够有助于CO2的削减。而且，通过自动地判断第一运转和第二运转的切换，不会发生如下情况，即，在水使用量大的时间段，切换到第二运转而使扬程变得不足，或者相反地在几乎不使用水的时间段，在第一运转下以必要以上的转速使泵旋转。由此，能够确保向使用者的供水的同时，能够只在能够进行节能运转时进行节能运转。尤其，在学校等因季节变动而供水量大不相同的情况、或在建设后经过了长时间的公寓中空置率增加的情况下等，通过选择最佳的控制用扬程曲线，或选择节能控制，能够不给用户带来不适感且获得抑制消耗电力的效果O【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是表示以往的供水装置的结构图的图。
[0038]图2是与泵的H-Q曲线一并示出了供水装置中的必要扬程曲线和以往的供水装置的(标准)控制用扬程曲线的曲线图。
[0039]图3是表示运转过程中的供水装置中的泵的旋转频率和时间的关系的曲线图。
[0040]图4是表示本发明的实施方式的供水装置的结构图的图。
[0041]图5是与必要扬程曲线一并示出了本发明的实施方式的供水装置的控制部中存储的多个控制用扬程曲线的曲线图。
[0042]图6是表示本发明的实施方式的供水装置所具有的运转面板的俯视图。
[0043]图7是与必要扬程曲线及标准控制用扬程曲线一并示出了作为本发明的控制用扬程曲线使用的节能型控制用扬程曲线的曲线图。
[0044]图8是与必要扬程曲线及标准控制用扬程曲线一并示出了作为本发明的控制用扬程曲线使用的另一节能型控制用扬程曲线的曲线图。
[0045]图9是与必要扬程曲线及标准控制用扬程曲线一并示出了作为本发明的控制用扬程曲线使用的又一节能型控制用扬程曲线的曲线图。
[0046]图10是与必要扬程曲线及标准控制用扬程曲线一并示出了作为本发明的控制用扬程曲线使用的再一节能型控制用扬程曲线的曲线图。
[0047]图11是表示供水装置运转了 I天时的时刻和供水量的关系的一例的曲线图。
[0048]图12是具有经济模式设定用的操作按钮的供水装置的泵的运转从标准模式的第一运转(通常运转)向经济模式的第二运转(经济运转)转移时的流程图。
[0049]图13是具有经济模式设定用的操作按钮的供水装置的泵的运转从经济模式的第二运转(经济运转)向标准模式的第一运转(通常运转)转移时的流程图。
[0050]图14是不具有经济模式设定用的操作按钮的供水装置的泵的运转从标准模式的第一运转(通常运转)向经济模式的第二运转(经济运转)转移时的流程图。
[0051]图15是不具有经济模式设定用的操作按钮的供水装置的泵的运转从经济模式的第二运转(经济运转)向标准模式的第一运转(通常运转)转移时的流程图。
[0052]图16是表示泵的运转频率和累计系数的关系的曲线图。
[0053]图17是表示泵的运转频率和累计系数的其他关系的曲线图。
[0054]图18是表示泵的运转频率和累计系数的又一关系的曲线图。
[0055]图19是表示泵的运转频率和累计系数的再一关系的曲线图。
[0056]图20是表示基于图17所示的曲线图算出累计系数时的累计系数的累计值和时间的例子的曲线图。
[0057]图21是表示第一阈值及第二阈值与第一运转(通常运转)及第二运转(经济运转)之间的关系的曲线图。
[0058]图22是将累计系数的累计值与第一阈值及第二阈值进行比较来进行第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)的切换的流程图的关键部分。
[0059]图23是用于说明将节能型控制用扬程曲线更新成与累计系数的累计值成比例的新的节能型控制用扬程曲线的例子的图。[0060]图24是使节能型控制用扬程曲线向更新成的新的节能型控制用扬程曲线转移时的流程图的关键部分。
[0061]图25是用于说明将节能型控制用扬程曲线更新成与累计系数的累计值成比例的新的节能型控制用扬程曲线的其他例的图。
【具体实施方式】
[0062]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。此外，在图1至图25中，对相同或相当的要素标注相同的附图标记并省略重复说明。
[0063]图4是表示本发明的实施方式的供水装置的结构图的图。如图4所示，供水装置的控制部(控制装置)15具有设定部16、存储部17、计算部18、显示部19及I/O部(输入输出部)20。设定部16及显示部19被设置在供水装置的运转面板21。此外，控制部15以外的结构与图1所示的以往的供水装置的结构大致相同。
[0064]运转面板21具有设定部16和显示部19，具有例如开关、输入确认用蜂鸣器及输入确认用显示，作为人机界面(human interface)发挥功能。通过外部操作向设定部16输入用于生成表示流量和扬程的不同关系的多个控制用扬程曲线等的各种设定值，例如使用流量为“O”时的所述扬程(最低必要压力WB1、使用流量为最终点Qtl时的所述扬程(最大必要压力WA1等。另外，作为用于判定是否也可以进行控制用扬程曲线的切换的各种设定值，向设定部16输入例如关于后述泵驱动时间和/或泵停止时间的规定时间(a及b)、后述的用于生成累计系数和运转频率的关系式的各种设定值、后述的用于算出第η阈值的各种设定值。设定部16具有下述的选择是否是经济模式的设定0N/0FF的功能。被输入设定部16的数据被存储在存储部17。
[0065]显示部19作为人机界面发挥功能，显示存储在存储部17中的设定值等的各种数据和当前的泵的运转状况(运转状态)，例如泵的运转或停止、运转频率、电流、排出压力、流入压力(直结供水的情况)、蓄水槽水位等。
[0066]作为存储部17使用RAM等的存储器，在存储部17中存储有后述的控制流程图等所示的控制程序和各种数据，例如计算部18中的计算结果的数据(驱动时间、停止时间、累计值)、压力值(流入压力、排出压力)、通过设定部16输入的数据、通过I/O部20输入的或从I/O部20输出的数据等。
[0067]作为I/O部20使用端口等，I/O部20受理排出侧压力传感器4的输出和流量开关6的信号等的来自设置在供水装置内的各种传感器的信号并向计算部18发送。I/O部20还进行通信中的信号的输入输出。
[0068]作为计算部18使用CPU，计算部18基于存储在存储部17的程序及各种数据以及从I/O部20输入的信号，进行时间的计测(前期驱动时间、停止时间)、累计的计算(累计值)、通信数据的处理、目标压力的计算、频率指令值的计算等。而且，来自计算部18的输出被输入I/O部20。
[0069]另外，I/O部20和各变换器2通过RS485等的通信单元相互被连接，从I/O部20向变换器2发送各种设定值、频率指令值、启停信号(起动停止信号)等的控制信号，从变换器2向I/O部20逐次发送实际的频率值和电流值等的运转状况(运转状态)。
[0070]此外，作为I/O部20和各变换器2之间的控制信号的收发，频率等也能够使用模拟信号，运转停止指令等也能够使用数字信号。
[0071]图5表示通过设定部16设定并被存储在存储部17的多个控制用扬程曲线。图5中，作为消耗电力比第一运转少的第二运转用的控制用扬程曲线，示出了相对于第一运转(通常运转)用的控制用扬程曲线(以下称为标准控制用扬程曲线)，在全流域或一部分的流量域中将扬程设定得较低的节能型控制用扬程曲线。在该例中，除了使用例如相对于从建筑物的扬程(顶层的高度)?、自来水设备所需的压力(自来水设备的压损)H2及依赖于流量的配管损失比的合计(?+?+?)求出的必要扬程曲线A带有例如十几％左右的余量的第一运转(通常运转)用的标准控制用扬程曲线B以外，还使用消耗电力比第一运转少的第二运转(经济运转)用的3个节能型控制用扬程曲线Cp C2, C3，合计4个控制用扬程曲线。
[0072]这里，第一运转及第二运转包括在各个运转中泵进行驱动来送水的状态，在后面进行说明。
[0073]节能型控制用扬程曲线CpC2A3，相对于标准控制用扬程曲线B大致平行，且在全流量域中将扬程设定得低。而且，按节能型控制用扬程曲线Cp C2, C3的顺序设定成扬程按顺序变低。而且，这4个控制用扬程曲线BX1X2X3内的一个被择一地选择，基于该被选择的控制用扬程曲线B、C1, C2或C3控制泵I的转速。
[0074]图6表示供水装置所具有的运转面板21的俯视图。如图6所示，在运转面板21上具有:切换按钮22，依次切换被存储在存储部17中的在该例中合计4个的控制用扬程曲线B、C1, C2, C3 ;节能显示部23，显示与泵I的转速的控制所使用的控制用扬程曲线对应的节能程度。
[0075]这里，将节能 显示部23的灯未点亮的运转状态(运转模式)称为标准模式，将节能显示部23的灯(的任意一方)点亮的状态称为经济模式。
[0076]在没有按下切换按钮22的情况下，节能显示部23的灯没有点亮，标准控制用扬程曲线B被用于泵I的转速的控制。而且，切换按钮22被按下一次时，与节能显示部23的“L”对应的灯点亮，标准控制用扬程曲线B被自动切换成节能控制用扬程曲线C1，节能控制用扬程曲线C1被用于泵I的转速的控制。切换按钮22被按下两次时，与节能显示部23的“M”对应的灯点亮，标准控制用扬程曲线B被自动切换成节能控制用扬程曲线C2，节能控制用扬程曲线C2被用于泵I的转速的控制。而且，切换按钮22被按下三次时，与节能显示部23的“H”对应的灯点亮，标准控制用扬程曲线B被自动切换成节能控制用扬程曲线C3，节能控制用扬程曲线C3被用于泵I的转速的控制。切换按钮22被按下四次时，从经济模式恢复至基础的标准模式。
[0077]即，在标准模式下，泵I的转速的控制使用标准控制用扬程曲线(B)，在经济模式下，将泵I的转速的控制所使用的控制用扬程曲线，基于泵I的运转状况(运转历史)，从标准控制用扬程曲线⑶自动地切换到节能型控制用扬程曲线(C1X2或C3),并控制泵I的转速。
[0078]以上，对于泵I的运转状态(运转模式)是标准模式还是经济模式，使用者使用切换按钮22通过手动简便地控制，若是经济模式，能够通过节能显示部23确认是3个阶段内的哪个阶段。
[0079]以下，关于根据该供水装置以使使用者的使用流量成为Q1的方式控制泵的转速的情况，参照图5进行说明。首先，未按下切换按钮22的情况下，基于标准控制用扬程曲线B，控制泵I的转速，标准控制用扬程曲线B和流量为Q1时的交点U3成为泵I的运转点。此时，节能显示部23的灯未被点亮。
[0080]以下，以流量Q1进行供水的情况为例进行说明。
[0081]使用者将切换按钮22按下一次时，成为经济模式，与节能显示部23的“L”对应的灯点亮，根据泵的运转状况(运转历史)，标准控制用扬程曲线B被自动地切换成节能型控制用扬程曲线C1，泵I的转速通过节能型控制用扬程曲线C1被控制。该情况下，节能型控制用扬程曲线C1和流量为Q1时的交点U4成为泵I的运转点。另外，将切换按钮22按下两次时，与节能显示部23的“M”对应的灯点亮，根据泵的运转状况(运转历史)，标准控制用扬程曲线B被自动地切换成节能型控制用扬程曲线C2，泵I的转速通过节能型控制用扬程曲线C2被控制。该情况下，节能型控制用扬程曲线C2和流量为Q1时的交点U5成为泵I的运转点。将切换按钮22按下三次时，与节能显示部23的“H”对应的灯点亮，根据泵的运转状况(运转历史)，标准控制用扬程曲线B被自动地切换成节能型控制用扬程曲线C3，泵I的转速通过节能型控制用扬程曲线C3被控制。该情况下，节能型控制用扬程曲线C3和流量为Q1时的交点U6成为泵I的运转点。
[0082]像这样，即使是相同的使用水量，也能够根据需要来选择转速低的运转点使泵运转，由此，能够抑制供水时的使用电力而实现节能，还能够促进CO2的削减。
[0083]在上述例子中，如图7所示，示出了使用多个相对于标准控制用扬程曲线B大致并行并在全流量域中将扬程设定得较低而得到的节能型控制用扬程曲线C(在上述例中，CpC2及C3这三个)，在全流量域中实现节能的例子。
[0084]如图8所示，也可以使用相对于标准控制用扬程曲线B将中流量域的扬程设定得较低而成的节能型控制用扬程曲线D，主要在中流量域中实现节能。另外，如图9所示，也可以使用相对于标准控制用扬程曲线B将大流量域的扬程设定得较低而成的节能型控制用扬程曲线E，主要在大流量域中实现节能。而且，如图10所示，也可以使用相对于标准控制用扬程曲线B将小流量域的扬程设定得较低而成的节能型控制用扬程曲线F，主要在小流量域中实现节能。
[0085]这里，除了例如图5所示的第一运转(通常运转)用的标准控制用扬程曲线B以夕卜，还具有消耗电力比第一运转少的第二运转(经济运转)用的节能型控制用扬程曲线C1,通过将图6所示的切换按钮22按下一次，实施了使用节能型控制用扬程曲线C1的经济模式的泵的第二运转(经济运转)时，在水使用量大的时间段，若该切换按钮22刚被按下一次之后就使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移，则可能无法以均匀压力向各家庭供水。另外，若第二运转(经济运转)使泵继续运转，则在水的使用量急剧增加的时间段等，水的供给量恐怕会不足。
[0086]图11是表示供水装置运转了 I天时的供水量(流量)和时刻的关系的一例的曲线图。从该图11可知，水使用量大的时间段是例如早晨的7点到11点左右(时间:TM1)和傍晚的18点到20点左右(时间=Tm2)，早晨的8点到9点左右成为最大水量的70L/min的供水量，水的使用量急剧增加的时间段是例如早晨的6点至8点期间。另一方面，深夜的I点至5点左右(时间:TU)，成为最小水量。
[0087]因此，在该例中，作为泵的运转状况(运转历史)，在着眼于供水装置的使用频率与泵前期驱动时间及泵停止时间的关系，按下切换按钮22，设定了经济模式(经济模式ON)时，供水装置的使用频率少时，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移，而且，在以第二运转(经济运转)使泵运转的过程中，供水装置的使用频率升高时，使泵的运转自动地从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移。
[0088]此外，也可以代替泵前期驱动时间及泵停止时间，基于与供水装置的使用频率具有关系的例如以下的由式I表示的泵驱动率及以下的由式2表示的泵停止率，在供水装置的使用频率小时，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移，而且，在以第二运转(经济运转)使泵运转的过程中，在供水装置的使用频率升高时，使泵的运转自动地从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移。由此，与上述同样地，能够在确保向使用者的供水的同时，仅在能够进行节能运转的时间进行节能运转。
[0089]泵驱动率
[0090]=泵驱动时间+(泵驱动时间+泵停止时间)(式I)
[0091]泵停止率
[0092]=泵停止时间+(泵驱动时间+泵停止时间)(式2)
[0093]此外，泵驱动率及泵停止率用每任意时间的泵驱动时间及泵停止时间定义即可，另外，在任意定时(每任意时间)更新即可。例如，以最新的每15分钟的泵驱动时间及泵停止时间算出并经常更新即可。即，泵驱动率及泵停止率的算出使用平均值，能够始终基于反映最新的运转状况(运转历史)地被更新的泵驱动率及泵停止率，自动地切换泵的运转。尤其，在较短时间内反复进行泵的运转和停止的情况下，代替泵前期驱动时间及泵停止时间，基于泵驱动率及泵停止率，将泵的运转自动地切换成第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)，由此，不用以必要以上的高频率切换泵的运转，不会给使用者带来不适感，并且能够进行抑制了消耗电力的供水。另外，若泵驱动时间或泵停止时间变长，则在泵的运转频率急剧变化的情况或急剧的流量变动时，泵驱动率及泵停止率的变化延迟，压力控制可能发生延迟，因此，泵驱动率及泵停止率的定义不用必要以上长的时间定义，例如用每10分钟?20分钟算出即可。
[0094]算出泵驱动率及泵停止率的情况下的泵驱动时间不仅可以采用当前的循环中的时刻t3的泵前期驱动时间(t2?t3)或如下所述地当前的循环中的时刻tb的泵前期驱动时间(t2?tb)，还可以采用追溯到过去几个循环而累计这些各循环中的驱动泵的时间得到的时间。另外，泵停止时间也是，不仅可以采用当前的循环中的停止时间(ti?t2或后述的h?ta)，还可以采用追溯到过去几个循环而累计这些各循环中的泵的停止时间得到的时间。此外，算出泵驱动率及泵停止率的情况下，也可以包含泵进行加压运转的时间(t3?t4)而定义成泵驱动时间(t2?t4)。
[0095]图12表示通过例如按下图6所示的切换按钮22，基于泵的运转状况(运转历史)，使泵的运转从使用了图5所示的标准控制用扬程曲线B的标准模式的第一运转(通常运转)向使用了节能型控制用扬程曲线C1的经济模式的第二运转(经济运转)转移时的控制的流程图。图12仅公开了泵运转的切换判断所需的要素。这在以下的流程图中也是同样。另外，在以下的流程图中，相同的步骤标注相同的步骤序号，并省略重复的说明。
[0096]首先，判断泵是否在第一运转(通常运转)下运转(步骤I)，泵在第一运转(通常运转)下运转时，判断是否有切换按钮的经济模式ON操作(步骤2)。而且，在有基于切换按钮的经济模式ON操作的情况下，使经济模式成为0N(步骤3)。此外，在没有基于切换按钮的经济模式ON操作的情况下，判断是否有基于切换按钮的经济模式OFF操作(步骤4)，在有基于切换按钮的经济模式OFF操作的情况下，使经济模式成为OFF (步骤5)。
[0097]其次，判断经济模式是否是ON(步骤6)，经济模式是OFF的情况下，泵的运转保持第一运转(通常运转)(步骤7)，返回步骤I。经济模式是ON的情况下，判断泵是否在停止中(泵未被驱动的状态)(步骤8)。
[0098]泵在停止中的情况下，进行泵停止时间的计时(步骤9)，对泵前期驱动时间清零(步骤10)。而且，计测泵停止时间(步骤11)，泵停止时间(例如，图3所示的时刻ta的泵停止时间为时间&~0为规定时间b (例如2分钟)以上(泵停止时间(ti~ta) ≥b)的情况下，判断为水几乎未被使用的时间段，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移(步骤12)，返回步骤I。
[0099]另一方面，泵不在停止中(正在驱动)的情况下，使泵的运转保持第一运转(通常运转)并返回步骤I。
[0100]像这样，在水几乎未被使用的时间段，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移，由此，对于供给必要水量，以抑制了余量度的低的转速使泵运转，能够减少消耗电力。这里，水几乎未被使用的时间段在例如图11所示的例子中，是晚间的22点至6点左右期间(时间:TU)以及下午的12点至16点左右期间(时间:T12)。 [0101]图13表示在图12的步骤I中，判断为是使用了图5所示的节能型控制用扬程曲线C1的第二运转(经济运转)(泵不是第一运转(通常运转))时，使泵从第二运转(经济运转)向使用了标准控制用扬程曲线B的第一运转(通常运转)转移时的流程图。
[0102]该情况下，判断经济模式是否是ON (步骤6)，经济模式是OFF的情况下，使泵的运转从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移(步骤7-1)，返回步骤I。经济模式是ON的情况下，判断泵是否在停止中(步骤8)。
[0103]而且，泵在停止中的情况下，使泵的运转保持第二运转(经济运转)并返回步骤I。
[0104]另一方面，泵不在停止中的情况下，进行泵前期驱动时间的计时(步骤13)，对泵停止时间清零(步骤14)。而且，计测泵前期驱动时间(步骤15)，泵前期驱动时间(例如，图3所示的时刻tb的泵前期驱动时间是时间t2~tb)小于规定时间a(例如2分钟)(泵前期驱动时间(t2~tb) <a)的情况下，判断为水几乎未被使用的时间段，使泵的运转保持第二运转(经济运转)并返回步骤I。泵前期驱动时间为规定时间a(例如2分钟)以上(泵前期驱动时间(t2~tb) ^a)的情况下，判断为水被频繁使用的时间段，即使是按下切换按钮使经济模式为ON的状态，也使泵的运转从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移(步骤16-1)，返回步骤I。
[0105]像这样，在水被频繁使用的时间段，即使是按下切换按钮而使经济模式为ON的状态，也强制地使泵的运转从第二运转(经济运转)返回第一运转(通常运转)，由此能够确保向使用者的供水。
[0106]此外，上述规定时间a、b能够任意地设定。在该例中，始终监视泵的驱动时间和停止时间，能够反映到泵的运转。而且，再次按下切换按钮而使经济模式成为OFF的情况下，强制地返回第一运转(通常运转)，由此，在供给压不稳定的情况下，能够立即返回第一运转(通常运转)。[0107]另外，为避免急剧的压力变动，优选的是，在基于切换按钮对经济模式进行ON/OFF操作的情况下，或者自动地切换控制用扬程曲线的情况下，不急剧地切换泵的运转，而在规定时间范围内阶段性地切换。
[0108]在上述例子中，通过切换按钮的操作，进行从泵的第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)的转移等，但也可以不操作切换按钮地设定经济模式。例如还能够在工厂出厂时使设定部16 (参照图4)成为经济模式。通过预先设定成经济模式，能够根据泵的运转状况(运转历史)，自动地切换第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)，从而控制供水装置。
[0109]图14是预先设定成经济模式的情况下的、从使用了图5所示的标准控制用扬程曲线B的标准模式的第一运转(通常运转)向使用了节能型控制用扬程曲线C1的经济模式的第二运转(经济运转)转移时的流程图。与图12所示的流程图的不同点如下所述。 [0110]即，在判断为第一运转(通常运转)的情况下(步骤I)，判断经济模式的设定是否是ON(步骤2-1)，在经济模式的设定是ON的情况下，使经济模式成为ON(步骤3)，并向步骤8转移。在经济模式的设定不是ON的情况下，使经济模式成为OFF (步骤5)，使泵的运转保持第一运转(通常运转)(步骤7)，返回步骤I。
[0111]图15表示在图14的步骤I中，判断为泵是使用了图5所示的节能型控制用扬程曲线C1的第二运转(经济运转)(泵不是第一运转(通常运转))时，从第二运转(经济运转)向使用了标准控制用扬程曲线B的第一运转(通常运转)转移时的流程图。与图14所示的流程图的不同点如下所述。
[0112]即，在判断为第二运转(经济运转)(不是第一运转(通常运转))的情况下(图14的步骤I)，判定经济模式的设定是否是0N(步骤2-1)，在经济模式的设定是ON的情况下，使经济模式成为0N(步骤3)，向步骤8转移。在经济模式的设定不是ON的情况下，使经济模式成为OFF (步骤5)，使泵的运转从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移(步骤7-1)，返回步骤I。
[0113]此外，在切换控制用扬程曲线的情况下，为了不改变产品规格，关于最大流量域，优选不改变控制用扬程曲线的方式。另外，在面向一般家庭的供水装置中，除了使用量大的早晨或晚间以外，进行少水量的使用的情况较多。由此，如图10的曲线F所示，仅在使用频率高的小流量域中，使控制用扬程曲线成为节能型控制用扬程曲线，由此能够确保最大流量时的产品规格的同时，提高节能效果。
[0114]在上述例子中，作为第一运转(通常运转)及第二运转(经济运转)的切换机构，例示了在推定末端压力恒定控制中，切换控制用扬程曲线的情况，但第一运转(通常运转)及第二运转(经济运转)的切换机构不限于此。例如，排出压力恒定控制的情况下，如图5所示，也可以使用设定排出压力不依赖使用流量地成为恒定值PA1的标准控制用扬程曲线(直线)来控制的运转作为第一运转(通常运转)，将使用成为该？仏乘以小于I的恒定比率而得到的排出压力PA2的节能型控制用扬程曲线(直线)来控制的运转作为第二运转(经济运转)。另外，也可以对泵的转速乘以恒定的比率(例如0.95)，以小的转速使泵的运转成为第二运转(经济运转)。
[0115]另外，在上述例子中，利用泵前期驱动时间和泵停止时间判断泵的第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)的切换，但也可以不仅使用这些时间这样的运转状况(运转历史)，还使用泵前期驱动时间和泵的转速、排出压力、最大流量、泵前期驱动时间内的平均排出流量或泵前期驱动时间内的累计排出流量等的运转状况(运转历史)中的任意I个或2个以上作为基础，即，不仅使用泵前期驱动时间，还可以将加入了使用水量的判断指标作为基础进行判断。
[0116]此外，作为供水装置列举了使用压力容器的例子，但在不使用压力容器的供水装置中，或在作为反复进行泵的驱动及其停止的装置使用了例如管道泵(line pump)等的泵单体的供水装置中，也能够适用使用了上述判断指标的节能控制。
[0117]对与使用水量相应的任意系数进行累计，使用该累计结果，最佳地判断是否进行第二运转(经济运转)，关于该例子如下说明。
[0118]仅利用泵停止时间来判断泵的从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)的切换时，仅在泵停止时，切换到第二运转(经济运转)。即，在使用水量少的情况下，若泵运转时间是长时间，也继续进行第一运转(通常运转)。但是，若以还加入了使用水量的判断指标为基础进行判断，则即使在泵驱动过程中，在判断为使用水量少的情况下，也能够进行从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)的切换。也就是说，在使用水量少的情况下，即使泵进行驱动，也能够向第二运转(经济运转)切换并驱动泵，由此，能够进一步减少消耗电力。
[0119]由于泵驱动中的使用水量与泵的运转频率成比例，所以定义与泵的运转频率对应的累计系数α。关于该累计系数α，将在设置有供水装置的各现场成为基准的水量(例如，若是公寓等的小区住宅，则避开了早晚的高峰时间段或深夜的几乎不使用水的时间段的白天的使用水量)左右作为基准水量，使累计系数α为0(α =0)。水量比基准水量少的情况下，使累计系数α为负(α < O)，比基准水量多的情况下，使累计系数α为正(α >0)。例如，在图11所示的表示时刻和供水量的关系的一例的曲线图中，能够将图11的虚线所示的范围内的任意供水量，也就是说从约25L/min到约35L/min的范围内的任意供水量作为基准水量。
[0120]如图16所示，将泵的运转频率为最高频率的例如1/2时作为基准水量，使此时的累计系数α为0(α = O),使泵的运转频率为最高频率时的累计系数α为100( α =100)。而且，基于泵的运转频率为O时的累计系数α为-100(α = - 100)的直线，算出累计系数α。该情况下，例如以运转频率A1驱动泵时，累计系数α成为B1U = B1)，以运转频率A2驱动时,累计系数α成为-B2 (a = - B2)。
[0121]此外，如图17所不，也可以将栗的运转频率为最闻频率的例如1/2时作为基准水量，使此时的累计系数α为0(α = O)，使泵的运转频率超过规定的运转频率A3时的累计系数α为恒定值100( α = 100)，基于泵的运转频率为规定的运转频率A4以下时的累计系数α成为恒定的-100(α =- 100)的曲线图，算出累计系数。
[0122]另外，如图18所不,也可以将栗运转频率为最闻频率的例如1/2时作为基准水量，将夹着该基准水量的规定的运转频率区域A5?A6作为盲区区域，使在该盲区区域中驱动泵时的累计系数α为0(α = O)，以超过盲区区域的运转频率驱动泵时，累计系数α以直线状增加到100，以比盲区区域小的运转频率驱动泵时，累计系数α以直线状减小到-100，基于该曲线图算出累计系数α。
[0123]具有盲区区域时，在基准水量附近，累计值不发生变动。由此，在基准水量附近驱动泵的时间段，不进行从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)的切换或从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)的切换，从而能够减轻泵的第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)的切换的振荡，并且第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)之间的切换能够根据使用者的使用水量有重点地进行判断。另外，能够减羟基准水量附近的压力传感器的误差或噪声等的影响。
[0124]如图19所示，也可以在以超过盲区区域的运转频率驱动泵时，伴随运转频率的增加，累计系数α沿着二次曲线增加到100，以比盲区区域小的运转频率驱动泵时，与运转频率的减小的同时，累计系数α沿着二次曲线减少到-100，基于该曲线图算出累计系数α。
[0125]累计系数α成为二次曲线时，与以直线定义累计系数α的情况相比，在大水量域或小水量域中，累计值相对于使用水量的变化的增减变得更大。因此，在大水量域或小水量域中，能够在更早的定时进行泵的第一运转(通常运转)和第二运转(经济运转)之间的切换。
[0126]此外，累计系数α不仅可以为-100< α < 100，不限于该数值范围，也可以是任意的数值范围。但是，在运转过程中要从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)进行切换的情况下，使用水量少时，采用累计系数α <0。在上述例子中，基于泵的运转频率求出累计系数，但也可以代替运转频率，基于供给到电机的电流值求出累计系数，在推定末端压力恒定控制的情况下，也可以代替运转频率，基于目标压求出累计系数。
[0127]推定末端压力恒定控制下的目标压是基于运转过程中的泵的频率与使用水量成比例的情况算出的。因此，代替运转频率，使用推定末端压力恒定控制的目标压时，尤其在多台运转的情况下，不需要进行驱动中的全泵的流量的计算。
[0128]而且，按任意 的采样间隔对算出的累计系数进行累计，求出累计值(积分值)。此时，泵的驱动时间变长时，累计值变得过小或过大，在急剧的流量变动时，压力控制可能出现延迟，因此可以对累计值设置上下限。泵运转长时间持续时，也可以例如I小时I次等，以一定时间对累计值(积分值)进行清零。
[0129]图20表示基于图17所示的曲线图算出累计系数时的累计系数的累计值和时间的例子。在该例中，开始泵的驱动之后，从时间t1(l到时间tn，累计系数α成为正(α >0)的运转，也就是说以超过最高频率的1/2的运转频率驱动泵，然后，累计系数α成为负(α
<O)的运转，也就是说以小于最高频率的1/2的运转频率驱动泵，示出了到达当前时刻t12时的累计系数的累计值。
[0130]也就是说，在时间t1(l~tn，累计系数α为正，从而其累计值成为正，在从时间O到时间t1(l、时间tn~t12，累计系数为负，从而其累计值成为负。由此，从在时间t1(l~tn表示累计系数的累计值的面积S1减去表示从时间O到时间t1(l的累计系数的累计值的面积的面积S(!和在时间tn~t12表不累计系数的累计值的面积的面积S2得到的值(S1-(Sc^S2))成为当前时刻t12的累计系数的累计值。
[0131]而且,例如,使第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移时，将与累计系数的累计值比较的阈值作为第一阈值，使第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移时，将与累计系数的累计值比较的阈值作为第二阈值。而且，例如将第一阈值及第二阈值作为第η阈值(η = I或2)，如下述的式3那样地定义，或者例如下述的式4那样地设定例如第一阈值和第二阈值的关系。[0132]第η 阈值=mnX amaxXNXTn(式 3)
[0133]第一阈值<第二阈值(式4)
[0134]这里，mn:任意的系数，a max:最高使用水量时的累计系数，N:每秒的采样次数，Tn:任意的时间(单位:秒)。
[0135]该情况下，累计系数的累计值为0(零)时，使第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移的情况下，将式3所示的第η阈值作为第一阈值，使系数Hi1或时间T1为零(O)，使第一阈值为零(O)即可。另外，每秒的采样次数为10次，最高使用水量时的累计系数的2倍的水量使用了 3秒时，使第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移的情况下，m2 = 2、a max = 100、N = 10、T2 = 3,由此求出第二阈值。此外，也可以使第一阈值和第二阈值相等。
[0136]而且，如图21所示，在以第一运转(通常运转)使泵运转过程中，累计系数的累计值小于第一阈值时，使泵的运转从第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移。另一方面，在泵的第二运转(经济运转)的运转过程中，累计系数的累计值大于第二阈值时，使泵的运转从第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移。
[0137]图22表示此时的流程图的关键部分(图12及图13中的步骤8以后)。也就是说，判断泵是否在停止中(步骤8)，泵在停止中的情况下，对累计值清零(步骤20)，返回步骤1(参照图12及图13)。
[0138]以第一运转(通常运转)使泵运转过程中的情况下，算出累计系数α (步骤21)，并求出累计系数α的累计值(步骤22)。而且，对累计系数的累计值和第一阈值进行比较(步骤23)，累计系数的累计值比第一阈值小时(累计系数的累计值<第一阈值(=O))，使第一运转(通常运转)向第二运转(经济运转)转移(步骤24)，并返回步骤I。累计系数的累计值为第一阈值以上(累计系数的累计值>第一阈值(=O))的情况下，对累计系数的累计值和第二阈值进行比较(步骤25)，累计值比第二阈值大(累计值>第二阈值)的情况下，继续第一运转(通常运转)(步骤26)，并返回步骤1，累计值为第二阈值以下(累计值<第二阈值)的情况下，也继续第一运转(通常运转)，并返回步骤I。
[0139]以第二运转(经济运转)使泵运转过程中的情况下，算出累计系数α (步骤21)，并求出累计系数的累计值(步骤22)。而且，对累计系数的累计值和第一阈值进行比较(步骤23)，累计系数的累计值比第一阈值小(累计系数的累计值<第一阈值( = 0))的情况下，继续第二运转(经济运转)(步骤24)，并返回步骤I。累计系数的累计值为第一阈值以上(累计系数的累计值>第一阈值(=O))的情况下，对累计系数的累计值和第二阈值进行比较(步骤25)，累计系数的累计值比第二阈值大时(累计系数的累计值>第二阈值)，使第二运转(经济运转)向第一运转(通常运转)转移(步骤26)，并返回步骤1，累计值为第二阈值以下(累计值<第二阈值)的情况下，继续第二运转(经济运转)，并返回步骤
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[0140]以上，关于以下情况进行了说明，对泵驱动中的与使用水量相应的作为任意系数的累计系数α进行累计，使用该累计结果，最佳地判断是否进行第二运转(经济运转)，但也可以基于对累计系数α进行了累计的累计结果(累计值)使用于进行第二运转(经济运转)的节能型控制用扬程曲线变化(更新)，而进行经济运转。
[0141]例如图10所示的使用了节能型控制用扬程曲线F的推定末端压力恒定控制的情况下，累计系数的累计值为第一阈值和第二阈值之间的值时，如图23所示，也可以将节能型控制用扬程曲线F更新为与累计系数的累计值(积分值)成比例的新的节能型控制用扬程曲线F1或F2等。
[0142]该节能型控制用扬程曲线F1或F2的最低必要压力PB(F1)或PB(F2)是从使节能控制用扬程曲线F的最低必要压力PB(F)与第一阈值对应、且使标准控制用扬程曲线B的最低必要压力PB1与第二阈值对应的直线和累计系数的累计值之间的交点求出的。
[0143]该情况下，如图24所示，在以第一运转(通常运转)使泵运转过程中的情况，累计系数的累计值大于第一阈值(累计系数的累计值>第一阈值(=O))、且累计系数的累计值小于第二阈值(累计系数的累计值<第二阈值)的情况下，使泵的运转从第一运转(通常运转)向基于节能型控制用扬程曲线F1或F2的第三运转(经济运转)转移(步骤27)，并返回步骤I。
[0144]另外，以第二运转(经济运转)使泵运转的情况下，累计系数的累计值大于第一阈值(累计系数的累计值>第一阈值(=O))、且累计系数的累计值小于第二阈值(累计系数的累计值<第二阈值)的情况下，使泵的运转从基于节能型控制用扬程曲线F的第二运转(经济运转)向基于节能型控制用扬程曲线F1或F2的第三运转(经济运转)转移(步骤27)，并返回步骤I。在该例中，累计系数的累计值在第一阈值和第二阈值之间为便于说明存在2个，关于向基于节能型控制用扬程曲线F1或F2的第三运转(经济运转)转移的情况进行了说明，但也可以阶段性地向基于I个或3个以上的节能型控制用扬程曲线的第三运转(经济运转)转移。另外，也可以基于累计系数的累计值，使节能型控制用扬程曲线的最低必要压力PB (Fx)连续地始终变化(更新)，由此，采用始终被更新的节能型控制用扬程曲线，并用于经济运转。这在以下的图25所示的例子也是同样的。
[0145]另外，例如图5所示的使用了节能型控制用扬程曲线G的排出压力恒定控制的情况下，累计系数的累计值为第一阈值和第二阈值之间的值时，如图25所示，也可以将节能型控制用扬程曲线G更新成与累计系数的累计值(积分值)成比例的新的节能型控制用扬程曲线G1或G2等。
[0146]该节能型控制用扬程曲线G1或62的最大必要压力(通常目标压=设定压力)PA(G1)或PA(G2)是从使节能控制用扬程曲线G的最大必要压力PA(G)与第一阈值对应、且使标准控制用扬程曲线B的最大必要压力PA1与第二阈值对应的直线和累计系数的累计值之间的交点求出的。该情况下的控制例与前述的图24所示的例子相同。
[0147]如上所述，将节能型控制用扬程曲线变更成与累计系数的累计值(积分值)成比例的新的节能型控制用扬程曲线的控制不仅在自动地切换标准控制用扬程曲线和节能型控制用扬程曲线的情况下，在手动切换的情况下，也能够适用于从多个节能型控制用扬程曲线自动地选择适当的曲线的情况。
[0148]至此，关于本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在其技术思想的范围内当然能够以各种不同的方式实施。
[0149]工业实用性
[0150]本发明被适用于使用泵向小区住宅和大厦等进行自来水等的供水的供水装置及供水方法。
[0151]附图标记的说明[0152]I 泵
[0153]2变换器(变频器)
[0154]3压力容器
[0155]4排出侧压力传感器
[0156]8吸入侧配管
[0157]9自来水主管
[0158]10吸入侧压力传感器
[0159]12旁通管
[0160]13排出侧配管
[0161]15控制部
[0162]16设定部
[0163]17存储部
[0164]18计算部
[0165]19显示部
[0166]20 I/O 部
[0167]21运转面板
[0168]22切换按钮
[0169]23节能显示部
[0170]A必要扬程曲线
[0171]B (标准)控制用扬程曲线
[0172]C、D、E、F、G节能型控制用扬程曲线
【权利要求】
1.一种供水装置，其特征在于，具有: 泵，将水加压并输送； 变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转； 控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转， 所述控制部基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
2.一种供水装置，其特征在于，具有: 泵，将水加压并输送； 变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转； 控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转， 所述控制部基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
3.如权利要求1所述的供水装置，其特征在于，所述控制部在所述泵没有进行驱动时，基于泵停止时间，在该泵停止时间比规定时间长的情况下，判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
4.如权利要求1所述的供水装置，其特征在于，所述控制部在小于第一阈值时，判断为适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，其中，所述第一阈值基于所述泵以所述第一运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
5.如权利要求2所述的供水装置，其特征在于，所述控制部在所述泵以所述第二运转连续地进行驱动时，基于泵前期驱动时间，在该泵前期驱动时间比规定时间长的情况下，判断为适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
6.如权利要求2所述的供水装置，其特征在于，所述控制部在大于第二阈值时，判断为使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，其中，所述第二阈值基于所述泵以所述第二运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
7.一种供水装置，其特征在于，具有: 泵，将水加压并输送； 变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转； 控制部，向所述变频器发送运转信号，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转， 所述控制部基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，以及是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
8.如权利要求7所述的供水装置，其特征在于， 所述控制部在所述泵没有进行驱动时，基于泵停止时间，在该泵停止时间比规定时间长的情况下，判断 为适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移， 在所述泵以所述第二运转连续地进行驱动时，基于泵前期驱动时间，在该泵前期驱动时间比规定时间长的情况下，判断为适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
9.如权利要求7所述的供水装置，其特征在于， 所述控制部在小于第一阈值时，判断为适合使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，其中，所述第一阈值基于所述泵以所述第一运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定， 在大于第二阈值时，判断为适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，其中，所述第二阈值基于所述泵以所述第二运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
10.如权利要求1~9中任一项所述的供水装置，其特征在于，所述泵的所述第一运转是沿着表示泵的流量与扬程之间的关系的第一扬程曲线而被控制的运转，所述泵的所述第二运转是沿着表示泵的流量与扬程之间的关系的第二扬程曲线而被控制的运转。
11.一种供水方法，其特征在于， 从变频器向泵供给电力并使该泵以第一运转进行运转来将水加压输送， 基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移， 基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
12.—种供水方法，其特征在于， 从变频器向泵供给电力并使该泵以消耗电力比第一运转少的第二运转进行运转来将水加压输送， 基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移， 基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
13.如权利要求11所述的供水方法，其特征在于，在所述泵没有进行驱动时，基于泵停止时间，在该泵停止时间比规定时间长的情况下，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移。
14.如权利要求11所述的供水方法，其特征在于，在小于第一阈值时，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，其中，所述第一阈值基于所述泵以所述第一运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
15.如权利要求12所述的供水方法，其特征在于，在所述泵以所述第二运转连续地进行驱动时，基于泵前期驱动时间，在该泵前期驱动时间比规定时间长的情况下，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
16.如权利要求12所述的供水方法，其特征在于，在大于第二阈值时，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，其中，所述第二阈值基于所述泵以所述第二运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
17.一种供水方法，其特征在于， 从变频器向泵供给电力并使该泵以第一运转进行运转来将水加压输送， 基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移， 基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
18.如权利要求17所述的供水方法，其特征在于， 在所述泵没有进行驱动时，基于泵停止时间，在该泵停止时间比规定时间长的情况下，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移， 在所述泵以所述第二运转连续地进行驱动时，基于泵前期驱动时间，在该泵前期驱动时间比规定时间长的情况下，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移。
19.如权利要求17所述的供水方法，其特征在于， 在小于第一阈值时，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，其中，所述第一阈值基于所述泵以所述 第一运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定， 在大于第二阈值时，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，其中，所述第二阈值基于所述泵以所述第二运转进行驱动时的泵运转时间、泵停止时间及使用水量而设定。
20.如权利要求11~19中任一项所述的供水方法，其特征在于，所述泵的所述第一运转是沿着表示泵的流量与扬程之间的关系的第一扬程曲线而被控制的运转，所述泵的所述第二运转是沿着表示泵的流量与扬程之间的关系的第二扬程曲线而被控制的运转。
21.—种供水装置的控制程序，是用于控制供水装置的控制程序，其中，所述供水装置具有:将水加压并输送的泵；变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转，其特征在于， 执行从变频器向泵供给电力并使该泵以第一运转进行运转来将水加压输送的计算处理， 执行如下计算处理:基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第一运转向消耗电力比该第一运转少的第二运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第一运转向所述第二运转转移，使该泵以第二运转进行运转来将水加压输送， 执行如下计算处理:基于所述泵的运转状况判断是否适合使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，基于该判断结果，使所述泵的运转从所述第二运转向所述第一运转转移，使该泵以第一运转进行运转来将水加压输送。
22.—种供水装置的控制装置，是控制供水装置的控制装置，其中，所述供水装置具有:将水加压并输送的泵；变频器，向所述泵供给电力并使该泵变速运转， 其特征在于，具有: 作为人机界面的设定部； 存储部，存储权利要求21所述的控制程序并存储从所述设定部输入的数据； 输入输出部，接收来自供水装置所具有的传感器类部件的信号并向下述计算部发送，并且将来自计算部的运转信号发送到所述变频器，从而以第一运转和消耗电力比该第一运转少的第二运转中的任一方式使所述泵运转； 计算部，基于存储在所述存储部中的数据及从所述输入输出部部发送的信号，执行所述控制程序。
【文档编号】F04B49/06GK104011390SQ201280064653
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月25日 优先权日:2011年12月27日
【发明者】唐木亮太郎, 宫内祥子, 小西康贵, 金田一宏, 手嶋友治, 桧垣展宏 申请人:株式会社荏原制作所
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