[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101861515B1 - 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법 - Google Patents

급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101861515B1
KR101861515B1 KR1020160048654A KR20160048654A KR101861515B1 KR 101861515 B1 KR101861515 B1 KR 101861515B1 KR 1020160048654 A KR1020160048654 A KR 1020160048654A KR 20160048654 A KR20160048654 A KR 20160048654A KR 101861515 B1 KR101861515 B1 KR 101861515B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow rate
head
revolutions
booster pump
pump system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020160048654A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170120330A (ko
Inventor
송경희
Original Assignee
송경희
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 송경희 filed Critical 송경희
Priority to KR1020160048654A priority Critical patent/KR101861515B1/ko
Publication of KR20170120330A publication Critical patent/KR20170120330A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101861515B1 publication Critical patent/KR101861515B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0088Testing machines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/007Details, component parts, or accessories especially adapted for liquid pumps
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 임의로 설정한 양정에 대한 펌프의 회전수별 유량을 계산하는 방법에 관한 것으로, 부스터 펌프 시스템을 구성하는 다수개의 펌프의 최고 회전수에서의 성능(유량, 양정)을 측정하고, 이를 바탕으로 임의로 설정한 양정에서 특정 회전수에 대한 유량을 자동으로 계산하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 유량계가 없이도, 각각의 펌프가 구동된 회전수 및 시간만을 갖고 공급 유량을 계산할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. 이는, 부스터 펌프 시스템을 사용하는 현장에 따라 달라지는 양정에 대해서도 가능해야 하며, 특정한 유량을 공급하기 위한 각 펌프별 회전수 계산도 가능해야 한다. 이를 통해서 유량계 없이 전체 공급 유량을 계산할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 유량에 대한 회전수 계산이 가능함으로 인해서 부스터 펌프 시스템을 더욱 효율적이고 능동적으로 제어할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에서는 부스터 펌프 시스템을 구성하는 다수개의 펌프의 최고 회전수에서의 성능(유량, 양정)을 측정하고, 최고 회전수에서 측정한 성능을 바탕으로 상사법칙을 이용하여, 임의로 설정한 양정에서의 회전수 및 유량을 찾아낸다. 임의로 설정한 양정에서의 회전수 및 유량의 관계가 2차 방정식인 것을 이용하여 비례식을 바탕으로 특정한 회전수에서의 유량을 계산한다. 또한, 역으로 임의로 설정한 양정에서의 필요한 유량에 대한 필요 회전수를 계산한다.
본 발명을 통해 유량계가 없이도 부스터 펌프 시스템이 공급한 전체 유량을 알아낼 수 있을 뿐만 아니라 각 펌프가 공급한 유량을 알아낼 수 있다. 이러한 정보를 통해 각 펌프의 누적 피로도를 균등하게 하도록 교대 운전함으로써 부스터 펌프 시스템 전체의 수명을 연장할 수 있다. 본 발명은 임의로 설정한 양정에서 특정한 유량이 필요할 때에 각 펌프의 회전수 제어에 대한 회전수를 미리 계산하는 것이 가능하다. 이를 통해 부스터펌프 시스템에서 두 대 이상의 펌프를 가동할 때에 더욱더 능동적이고 효율적으로 회전수 제어를 함으로써 경제적인 운전을 할 수 있다는 장점이 있다.

Description

급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법{Flow rate calculation method incident to rotation velocity and head-setting in water supply pressurizing booster pump system}
본 발명은 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 임의로 설정한 양정에 대한 펌프의 회전수별 유량을 계산하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 부스터 펌프 시스템을 구성하는 다수개의 펌프의 최고 회전수에서의 성능(유량, 양정)을 측정하고, 이를 바탕으로 임의로 설정한 양정에서 특정 회전수에 대한 유량을 자동으로 계산하는 방법에 관한 것이다. 이를 통해 유량계가 없이도 부스터 펌프 시스템이 공급한 유량을 알아낼 수 있다. 또한, 임의로 설정한 양정에서 특정한 유량이 필요할 때에 각 펌프의 회전수 제어에 대한 회전수를 미리 계산함으로써 부스터펌프 시스템을 능동적이고 효율적으로 제어할 수 있다.
급수 가압용 부스터 펌프 시스템은 건물이나 아파트 등과 같이 다수의 사용자에 의해서 실시간으로 유량이 변하는 곳에서 일정한 양정(압력)을 제공하는 용도로 사용된다. 이를 위해서 다수 개의 펌프가 병렬로 연결되며, 각각의 펌프는 대수제어 혹은 회전수 제어를 받는다. 대수제어는 유량의 변화에 따라 가동하는 펌프의 대수를 결정하는 것이며, 회전수 제어는 대수제어와 병행 사용하며 인버터를 이용하여 특정 펌프 혹은 각각의 펌프를 회전수 제어하는 것이다. 통상적으로 회전수 제어는 한 대의 펌프가 가동될 때와 두 대 이상의 펌프가 가동될 때에 사용되는데, 두 대 이상의 펌프가 가동될 때에는 두 대 이상의 펌프 모두 동일한 회전수로 가동하는 균등운전 방식을 이용한다.
부스터펌프 시스템을 일정한 양정으로 가동되도록 각각의 펌프를 회전수 제어할 때에는, 토출 배관 쪽에 장착된 압력센서의 값을 실시간으로 읽어들임으로써 일정한 양정을 유지하는 것이 가능하다. 즉, 압력센서의 값이 설정 압력과 동일하게 유지 되도록 각각의 펌프를 회전수 제어하는 것이다. 상기와 같은 기존의 회전수 제어 방식은, 단순히 토출 압력을 근거로 하여 각 펌프의 회전수를 제어하는 것으로 토출 압력이 낮으면 펌프의 회전수를 높이고, 토출 압력이 높으면 펌프의 회전수를 낮추는 가장 기본적이고 단순한 방식이다. 이러한 방식은 유량과는 무관하게 압력을 바탕으로 회전수 제어하는 것이므로 펌프 혹은 부스터 펌프 시스템이 공급한 유량을 계산하는 것이 불가능하다.
기존의 방식에서 부스터 펌프 시스템을 더욱 효율적으로 제어하기 위해서, 펌프의 최고 회전수에 대한 성능뿐만 아니라 임의 회전수에 대해서도 성능곡선이 필요하다. 이러한 경우에 펌프의 회전수별 성능곡선을 실제로 측정하며, 이러한 회전수별 성능 값을 데이터베이스에 저장하여 부스터펌프 시스템 제어에 사용한다. 하지만, 이러한 경우에도 특정한 양정에서 전 유량에 대한 회전수 값이 간헐적으로 분포되어 정밀한 제어가 불가능하다. 또한, 펌프의 회전수를 알아도 공급되는 유량을 계산하는 것이 불가능하다.
본 발명에서는 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 유량계가 없이도, 각각의 펌프가 구동된 회전수 및 시간만을 갖고 공급 유량을 계산할 수 있는 방법을 제공하고자 한다. 이는, 부스터 펌프 시스템을 사용하는 현장에 따라 달라지는 양정에 대해서도 가능해야 하며, 특정한 유량을 공급하기 위한 각 펌프별 회전수 계산도 가능해야 한다. 이를 통해서 유량계 없이 전체 공급 유량을 계산할 수 있을 뿐만 아니라, 특정 유량에 대한 회전수 계산이 가능함으로 인해서 부스터 펌프 시스템을 더욱 효율적이고 능동적으로 제어할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에서는 부스터 펌프 시스템을 구성하는 다수개의 펌프의 최고 회전수에서의 성능(유량, 양정)을 측정하고, 이를 바탕으로 임으로 설정한 양정에서 특정 회전수에 대한 유량을 자동으로 계산하는 방법을 제공한다. 이를 위해서 최고 회전수에서 측정한 성능을 바탕으로 상사법칙을 이용하여, 임의로 설정한 양정에서의 회전수 및 유량을 찾아낸다. 임의로 설정한 양정에서의 회전수 및 유량의 관계가 2차 방정식인 것을 이용하여 비례식을 바탕으로 특정한 회전수에서의 유량을 계산한다. 또한, 역으로 임의로 설정한 양정에서의 필요한 유량에 대한 필요 회전수를 계산한다. 본 발명에서는 이와 같은 방법을 상세히 설명할 것이다.
본 발명을 통해 유량계가 없이도 부스터 펌프 시스템이 공급한 전체 유량을 알아낼 수 있다. 즉, 부스터 펌프 시스템이 공급한 총 유량을 알아낼 수 있을 뿐만 아니라 각 펌프가 공급한 유량을 알아낼 수 있다. 이러한 정보를 통해 각 펌프의 누적 피로도를 균등하게 하도록 교대 운전함으로써 부스터 펌프 시스템 전체의 수명을 연장할 수 있다. 또한, 유량계가 없이 전체 공급 유량을 알아낼 수 있다는 것은 부스터 펌프 시스템의 사용 영역이 더욱더 확장된다는 것을 의미한다.
본 발명은 임의로 설정한 양정에서 특정한 유량이 필요할 때에 각 펌프의 회전수 제어에 대한 회전수를 미리 계산하는 것이 가능하다. 이를 통해 부스터펌프 시스템에서 두 대 이상의 펌프를 가동할 때에 더욱더 능동적이고 효율적으로 회전수 제어를 함으로써 경제적인 운전을 할 수 있다는 장점이 있다.
도 1. 부스터 펌프 시스템.
도 2. 부스터 펌프 시스템의 측면도.
도 3. 부스터 펌프 시스템을 구성하는 펌프 중 한대의 최고 회전수에서 측정한 성능곡선.
도 4. 부스터 펌프 시스템을 구성하는 펌프 중 한대의 회전수별로 측정한 성능곡선.
도 5. 임의로 설정한 양정을 유지하는 회전수 및 그에 대한 유량.
도 6. 최고 회전수에서 측정한 성능 측정점을 기준으로 한 상사법칙을 따르는 그래프.
도 7. 임의로 설정한 양정을 만족하는 각 상사법칙 그래프 상의 일치점 및 그에 해당하는 유량.
도 8. 임의로 설정한 양정을 만족하는 상사법칙 그래프 상의 일치점의 유량 및 회전수를 설명하기 위한 그래프.
도 9. 임의로 설정한 양정을 만족하는 각 일치점의 유량에 대한 회전수의 관계를 나타낸 그래프.
도 10. 임의로 설정한 양정에서 특정 회전수에 대한 유량을 구하는 방법을 설명하기 위한 그래프.
도 11. 본 발명의 흐름도.
도 1은 부스터 펌프 시스템을 나타낸 것이고, 도 2는 부스터 펌프 시스템의 측면도를 나타낸 도면이다. 본 발명이 급수 가압용 부스터 펌프 시스템의 임의로 설정한 양정에 대해 펌프 회전수별 유량을 자동으로 계산하는 방법에 관한 것이므로, 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에 대한 간략한 소개를 하고자 한다. 급수 가압용 부스터 펌프 시스템은 건물이나 아파트 등과 같이 다수의 사용자에 의해서 실시간으로 유량이 변하는 곳에서 일정한 양정(압력)을 제공하는 용도로 사용된다. 이를 위해서 다수 개의 펌프(10)가 병렬로 연결되며, 각각의 펌프(10)는 대수제어 혹은 회전수 제어를 받는다.
대수제어는 유량의 변화에 따라 가동하는 펌프(10)의 대수가 결정되며, 회전수 제어는 인버터(20)를 이용하여 특정 펌프 혹은 각각의 펌프를 회전수 제어하는 것이다. 통상적으로 회전수 제어는 한 대의 펌프가 가동될 때와 두 대 이상의 펌프가 가동될 때에 사용되는데, 두 대 이상의 펌프가 가동될 때에는 통상적으로 두 대 이상의 펌프 모두 동일한 회전수로 가동하는 균등운전 방식을 이용한다.
또한, 부스터펌프 시스템을 일정한 양정으로 가동되도록 각각의 펌프(10)를 회전수 제어할 때에는, 토출 배관 쪽에 장착된 압력센서(30)의 값을 실시간으로 읽어들임으로써 일정한 양정을 유지하는 것이 가능하다. 즉, 압력센서(30)의 값이 설정 압력과 동일하게 유지 되도록 각각의 펌프(10)를 인버터(20)를 이용하여 회전수 제어하는 것이다. 도 1에 도시한 압력탱크(50) 및 헤더파이프(60)는 그리고 판넬(40)은 급수 가압용 펌프 시스템을 설명하기 위해 표현한 것으로, 본 발명의 사상과 무관하므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 3은 부스터 펌프 시스템을 구성하는 펌프 중 한대의 최고 회전수에서 측정한 성능곡선을 나타낸 것이다. 즉, 부스터 펌프 시스템을 구성하는 다수 개 펌프 중에서 펌프 한 대의 성능을 실제로 측정한 곡선을 나타낸 것이다. 통상적으로 펌프의 성능 곡선은 유량 대비 양정으로 표현하며, 최고 회전수로 펌프를 가동하면서 전 유량에 대한 양정을 측정하여 고유한 성능 곡선을 구할 수 있다. 도시한 바에서 각 측정점(P0 ~ P8)은 실제로 펌프를 최고 회전수인 60Hz로 구동하면서 유량에 대한 양정을 측정한 것이다. 각 측정점(P0 ~ P8)을 연결한 곡선(C60)이 펌프의 성능 곡선이다. 즉, 곡선 C60은 펌프를 최고 회전수인 60Hz로 구동할 때의 유량 대비 양정 성능 곡선인 것이다.
본 발명에서는 최고 회전수에서 펌프의 성능을 측정한 각 측정점(P0 ~ P8)의 값(유량-양정)을 바탕으로, 특정 양정에서 펌프의 회전수별 유량을 자동으로 계산할 것이다. 또한, 이러한 회전수별 유량의 계산은 사용처별 설정 양정이 변하더라도 펌프의 회전수별 유량 계산이 가능하다. 즉, 본 발명은 펌프의 초기 성능만 있으면, 임의의 양정에서 펌프의 회전수로부터 펌프가 공급한 유량의 계산이 가능하다. 이에 대해서 하기에서 첨부한 도면을 바탕으로 상세히 설명하고자 한다.
도 4는 부스터 펌프 시스템을 구성하는 펌프 중 한대의 회전수별로 측정한 성능곡선을 나타낸 것이다. 도시한 바에서 각각의 곡선은 펌프의 회전수별 성능곡선(C44 ~ C60)을 나타낸 것이다. 즉, 성능곡선 C44는 회전수가 44Hz일 때의 펌프의 성능(유량-양정)을 나타낸 곡선이다. 기존에는 펌프의 회전수별 성능 곡선을 실제로 회전수별로 유량-양정을 측정함으로써 구하였다. 즉, 최고 회전수인 60Hz에서의 성능곡선인 C60만 가지고는 그 아랫부분의 특정한 유량, 양정에 대해서 회전수가 얼마인지 알 수 없었다. 다시 말하면, 특정한 양정 및 회전수에 대해서 유량값을 알 수 없었다.
따라서, 효율적인 회전수 제어를 위해서 최고 회전수보다 작은 회전수에서의 성능곡선이 필요하였으며, 도 4에 도시한 바와 같이 다수 개의 회전수에 대한 펌프 성능을 직접 측정하여 회전수별 성능곡선을 구할 수밖에 없었다. 이러한 방법을 이용하여 다수 개의 성능곡선을 구하더라도, 성능곡선 사이의 어느 한 점에 대해서는 유량별 회전수 혹은 회전수별 유량을 알 수 있는 방법이 없었다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 만약 설정 양정이 60m인 경우에 유량별 제어해야할 회전수는 44 ~ 60Hz라는 것만 알뿐이며, 펌프의 회전수가 50Hz인 경우에 유량값을 아는 것은 불가능하다.
도 5는 임의로 설정한 양정을 유지하는 회전수 및 그에 대한 유량을 나타낸 것이다. 도 5는 본 발명이 추구하는 바를 나타낸 것이다. 즉, 도시한 바에서 펌프의 최고 회전수인 60Hz에서의 성능곡선만 있으면, 임의의 설정 양정(Hi)에서 펌프가 특정 회전수(fX)로 구동될 때에 펌프가 공급하는 유량(QX)을 자동으로 알아내는 것이다. 또한, 이는 임의의 설정 양정(Hi)을 유지하는 최저의 유량을 공급하는 최저 회전수(fA)를 자동으로 알아내는 것을 포함한다.
본 발명에서 추구하는 바는, 임의의 설정 양정(Hi)과 특정 회전수(fX)에서의 유량(QX)을 구하는 것이지만, 역으로 임의의 설정 양정(Hi)에서 특정 유량(QX)에 대한 회전수(fX)를 구하는 것도 될 수 있다. 이를 통해, 다수 개의 펌프로 구성된 부스터 펌프 시스템에 있어서 능동적이고 효율적인 제어가 가능해진다. 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 최고 회전수에서 측정한 성능 측정점을 기준으로 한 상사법칙을 따르는 그래프를 나타낸 것이다. 펌프에 있어서 회전수(f)와 유량 그리고 양정 사이에는 상사법칙이 성립된다. 상사법칙은 회전수(f)와 유량 그리고 회전수(f)와 양정의 관계를 나타낸 것으로, 유량은 회전수(f)에 비례하고 양정은 회전수(f)의 제곱에 비례한다. 도 6에서 펌프의 성능을 60Hz의 회전수에서 실제로 측정한 값인 측정점( P0~P5)을 기준으로 펌프의 상사법칙을 따르는 곡선이 G0~G5이다. 즉, 도시한 바에서 측정점 P2에 대응되는 상사법칙을 따르는 그래프가 G2이다. 즉, 그래프 G2의 모든 점은 측정점 P2와 상사법칙을 따른다.
도 6에 도시한 바와 같이, 각 측정점(P0~P5)으로부터 상사법칙을 따르는 곡선(G0~G5)은 모두 유량-양정 그래프의 원점을 지난다. 또한, 유량은 회전수에 비례하고 양정은 회전수의 제곱에 비례하므로 각 곡선(G0~G5)은 2차 방정식이 된다.
도 7은 임의로 설정한 양정을 만족하는 각 상사법칙 그래프 상의 일치점 및 그에 해당하는 유량을 나타낸 것이다. 상사법칙을 따르는 각 그래프(G0~G5)가 임의로 설정한 양정(Hi)을 지나는 점(A~F)의 회전수(f) 및 유량(QA~QF)을 구하고자 한다. 그런 다음에 각 점(A~F) 사이의 임의의 점에서의 회전수(f) 및 유량을 구할 것이다. 상사법칙을 따르는 그래프(G0~G5) 상의 점에 해당하는 각 점(A~F)의 회전수(f) 및 유량(QA~QF)은 상사법칙을 이용하여 쉽게 구할 수 있다. 왜냐하면, 각각의 점(A~F)들은 측정점(P0~P5)들과 상사법칙으로 연관되어있기 때문이다. 도 8을 통해 각 점(A~F)들의 회전수(f)와 유량(QA~QF)을 구하는 방법을 설명하고자 한다.
도 8은 임의로 설정한 양정을 만족하는 상사법칙 그래프 상의 일치점의 유량 및 회전수를 설명하기 위한 그래프를 나타낸 것이다. 임의로 설정한 양정(Hi)에서 상사법칙 그래프 상의 D 점의 회전수(fD)와 유량(QD)을 구하는 방법은 다음과 같다. D점은 측정점 P3와 수학식 1로 표현되는 상사법칙을 따른다.
Figure 112016038356174-pat00001
측정점 P3의 유량(Q3), 양정(H3), 회전수(60Hz)를 알고 있는 상태에서 D점은 임의로 설정한 양정(Hi)과 만나는 점이므로, 수학식 1을 이용하여 D점의 회전수 fD를 구하면 수학식 2와 같이 된다. 수학식 2를 통해 D점의 회전수 fD를 구할 수 있다.
Figure 112016038356174-pat00002
Figure 112016038356174-pat00003
이렇게 구한 회전수 fD와 수학식 1을 이용하여 D점의 유량(QD)을 구할 수 있는데, 이를 표현한 것이 수학식 3이다. 수학식 2와 수학식 3을 통해 회전수가 60HZ일 때의 측정점(P0~P5)에 상사법칙으로 대응되면서, 임의로 설정한 양정(Hi)을 지나는 점(A~F)들의 회전수(fA~fE) 및 유량(QA~QE)을 모두 구할 수 있다.
상기의 과정까지 임의로 설정한 양정(Hi)의 유량 구간 중에서 몇개의 점(A~F)에 대한 회전수(fA~fE) 및 유량(QA~QE)을 구하는 것이 가능하며, 하기는 각 점(A~F)들 사이의 임의의 점(X)에 대한 회전수(fX) 및 유량(QX)을 구하는 방법을 상세히 설명하고자 한다. 도 9는 임의로 설정한 양정을 만족하는 각 일치점의 유량에 대한 회전수의 관계를 나타낸 그래프를 나타낸 것이다. 임의로 설정한 양정(Hi)을 지나는 각 점(A~F)의 유량(QA~QE) 및 회전수(fA~fE)를 그래프로 나타낸 것이다. 도시한 바에서, 임의로 설정한 양정(Hi)을 지나는 각 점(A~F)의 유량(QA~QE)에 대한 회전수(fA~fE)를 연결한 곡선의 그래프는 2차 방정식이다.
즉, 일정한 양정(Hi)에서 회전수(f)는 유량(Q)의 제곱에 비례하는 것이다. 이는, 일반적인 상사법칙에 어긋나는 것 같지만, 사실은 그렇지 않고 상사법칙의 결과물이다. 상사법칙에서 회전수와 유량은 비례관계인데, 이는 양정도 같이 변한다는 전제가 수반된다. 즉, 회전수에 비례하여 유량이 변하고, 동시에 회전수의 제곱에 비례하여 양정이 변하는 것이다. 상기에서 양정이 일정하다는 제한적인 조건을 두었기 때문에, 회전수가 유량의 제곱에 비례하는 결과가 나온 것이다. 이러한 사실을 이용하면, 도 9에 도시한 바에서 각 점(A~F) 사이의 임의의 점(X)에서 유량과 회전수를 구할 수 있다. 도시한 바에서 임의의 점(X)은, 그래프 전 구간에 어디라도 상관이 없다.
도 10은 임의로 설정한 양정에서 특정 회전수에 대한 유량을 구하는 방법을 설명하기 위한 그래프를 나타낸 것이다. 임의로 설정한 양정(Hi)에서 유량(Q) 대 회전수(f) 그래프가 2차 방정식이므로 임의의 점(X)에서의 회전수(fX) 및 유량(QX)은 회전수 및 유량을 알고 있는 두 개의 점(A, D)으로부터 수학식 4와 수학식 5를 이용하여 구할 수 있다.
두 개의 점(A, D)은 임의로 설정한 양정(Hi) 위의 어느 점(A~F)이라도 상관이 없으나, 바람직하게는 유량이 0인 A점과 설정 양정(Hi)을 만족하는 최대 유량(QF)의 30~60%의 유량을 갖는 점을 선택하는 것이 좋다. 수학식 4는 유량의 제곱과 회전수가 비례하는 것을 이용한 것이고, 수학식 5는 수학식 4를 통해 특정 회전수(fX)에서의 유량(QX)을 계산한 것이다. 즉, 임의의 점 X에 대해서 회전수(fX)를 알면 유량 QX를 알 수 있으며, 반대로 유량 QX를 공급하기 위한 회전수(fX)를 알 수 있는 것이다.
Figure 112016038356174-pat00004
Figure 112016038356174-pat00005
이상으로 임의로 설정한 양정에서 특정 회전수로 펌프가 가동될 때에 유량을 계산하는 방법을 설명하였다. 임의로 설정한 양정은 현장에 따라 달라질 수 있는 것이며, 본 발명에서는 양정이 변하더라도 상기의 방법으로 특정 회전수에 대한 유량을 계산할 수 있다. 여기에 가동된 시간 정보만 대입하면, 각각의 펌프가 공급한 유량을 알아낼 수 있고, 또한 부스터 펌프 시스템이 공급한 총 유량을 알아낼 수 있는 것이다. 또한, 특정한 양정에서 특정한 유량이 필요할 때에 각 펌프의 회전수를 미리 계산함으로써 부스터 펌프 시스템을 보다 능동적이고 효율적으로 운용할 수 있는 것이다.
10...펌프 20...인버터
30...압력센서 40...판넬
50...압력탱크 60...헤더파이프

Claims (3)

  1. 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에 포함되어 인버터로 회전수 제어되는 펌프에 있어서,
    최고 회전수에서 유량 전 구간에 걸쳐 다수 개의 유량 점에 대하여 양정을 측정함으로써 다수 개의 성능 측정점(P0~P8)을 확보하는 단계(S81);
    임의의 설정 양정(Hi)에서 각 측정점(P0~P8)의 양정(Hj)으로부터 상사법칙을 이용하여 설정 양정(Hi)을 만족하는 대응점(A~F)의 회전수(fi)를 다음의 수학식
    Figure 112016038356174-pat00006

    으로 계산하는 단계(S82);
    임의의 설정 양정(Hi)을 만족하는 대응점(A~F)의 유량(QZ)을 최고 회전수에서의 각 측정점(P0~P8)의 유량(Qj)과 양정(Hj)을 이용하여 다음의 수학식
    Figure 112016038356174-pat00007

    으로 계산하는 단계(S83);
    임의의 설정 양정(Hi)을 만족하는 대응점(A~F) 중에서 두 개의 대응점인 대응점 A와 대응점 D를 선택하는 단계(S84);
    임의의 설정 양정(Hi)을 만족하는 임의의 점(X)에서의 회전수(fX)에 대한 유량(QX)을 대응점 A의 유량(QA)과 회전수(fA) 및 대응점 D의 유량(QD)과 회전수(fD)를 이용하여 다음의 수학식
    Figure 112016038356174-pat00008

    으로 계산하는 단계(S85);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    최고 회전수에서 유량 전 구간에 걸쳐 다수 개의 유량 점에 대하여 양정을 측정함으로써 다수 개의 성능 측정점(P0~P8)을 확보하는 단계(S81)는 최고 회전수가 60Hz인 것을 특징으로 하는 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법.
  3. 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에 포함되어 인버터로 회전수 제어되는 펌프에 있어서,
    최고 회전수(60Hz)에서 유량 전 구간에 걸쳐 다수 개의 유량 점에 대하여 양정을 측정함으로써 다수 개의 성능 측정점(P0~P8)을 확보하는 단계(S81);
    임의의 설정 양정(Hi)에서 각 측정점(P0~P8)의 양정(Hj)으로부터 상사법칙을 이용하여 설정양정(Hi)을 만족하는 대응점(A~F)의 회전수(fi)를 다음의 수학식
    Figure 112016038356174-pat00009

    으로 계산하는 단계(S82);
    임의의 설정 양정(Hi)을 만족하는 대응점(A~F)의 유량(QZ)을 최고 회전수(60Hz)에서의 각 측정점(P0~P8)의 유량(Qj)과 양정(Hj)을 이용하여 다음의 수학식
    Figure 112016038356174-pat00010

    으로 계산하는 단계(S83);
    임의의 설정 양정(Hi)을 만족하는 대응점(A~F) 중에서 유량이 0인 대응점 A와 최대 유량(QF)의 30~60%의 유량을 갖는 대응점 D를 선택하는 단계(S84);
    임의의 설정 양정(Hi)을 만족하는 임의의 점(X)에서의 회전수(fX)에 대한 유량(QX)을 대응점 A의 유량(QA)과 회전수(fA) 및 대응점 D의 유량(QD)과 회전수(fD)를 이용하여 다음의 수학식
    Figure 112016038356174-pat00011

    으로 계산하는 단계(S85);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법.
KR1020160048654A 2016-04-21 2016-04-21 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법 Active KR101861515B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160048654A KR101861515B1 (ko) 2016-04-21 2016-04-21 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160048654A KR101861515B1 (ko) 2016-04-21 2016-04-21 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170120330A KR20170120330A (ko) 2017-10-31
KR101861515B1 true KR101861515B1 (ko) 2018-05-25

Family

ID=60301578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160048654A Active KR101861515B1 (ko) 2016-04-21 2016-04-21 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101861515B1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3033973A1 (fr) * 2015-03-16 2016-09-23 Univ Pierre Et Marie Curie Paris 6 Procede de reconstruction 3d d'une scene
KR102372481B1 (ko) * 2017-11-02 2022-03-15 삼성전자주식회사 휘도 균일도 보정 장치 및 그 제어방법
KR20190067040A (ko) 2017-12-06 2019-06-14 현대자동차주식회사 선행차량 차로 변경을 고려한 차선 중앙 주행 보조 시스템 및 그 방법
KR102469944B1 (ko) * 2018-08-07 2022-11-23 엘지이노텍 주식회사 카메라
KR101991679B1 (ko) 2019-04-16 2019-06-21 주식회사 두크 부스터펌프시스템의 센서리스 유량검출방법
CN110705130B (zh) * 2019-10-31 2024-01-30 扬州大学 一种大型泵站低扬程泵装置的水泵选型方法
KR102502146B1 (ko) * 2021-05-31 2023-02-23 (주) 인정테크 인버터 부스터 펌프 시스템의 가변압 제어방법
KR102557167B1 (ko) * 2021-05-31 2023-07-19 (주)한국펌프앤시스템즈 인버터 부스터 펌프의 토출유량 예측 방법
KR102289807B1 (ko) * 2021-06-25 2021-08-17 주식회사 대은계전 제품별 특성곡선을 활용한 자동제어장치 및 이를 이용한 제어 방법
KR20240176981A (ko) 2023-06-19 2024-12-27 현대자동차주식회사 차선 주행 보조 시스템 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002013497A (ja) 2000-06-29 2002-01-18 Teral Kyokuto Inc 可変速給水装置選定図の作成方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002013497A (ja) 2000-06-29 2002-01-18 Teral Kyokuto Inc 可変速給水装置選定図の作成方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170120330A (ko) 2017-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101861515B1 (ko) 급수 가압용 부스터 펌프 시스템에서 설정 양정에 대한 회전수별 유량 계산 방법
US9091259B2 (en) Method and controller for operating a pump system
US20140094105A1 (en) Method And System For Fluid Flow Control In A Fluid Network System
RU2014121778A (ru) Способ динамического линейного управления и устройство для управления насосом с переменной скоростью
US8157537B2 (en) Method, system, and apparatus for operating a sucker rod pump
CN109214036A (zh) 用于创建控制供水网络的调压系统的模型的模型形成模块
BR112016008332B1 (pt) Sistema e método de controle de perfuração semiautônomo
EP3259415B1 (en) Pump station monitoring system and method
AU2017242215B2 (en) Method of optimizing filter life cycle between replacements and system for monitoring a ventilation system
RU2014108825A (ru) Насосная система
WO2017052499A1 (en) Real-time control of diverters
KR101870564B1 (ko) 배관손실을 감안한 급수펌프의 유량에 따른 가변 압력 회전수 제어 방법
US20140286792A1 (en) Pump Control
KR101790874B1 (ko) 인버터 제어 급수 펌프의 회전수별 소비 전력 계산 방법
KR101790873B1 (ko) 급수 펌프의 회전수별 성능 계산 방법
KR20170087241A (ko) 유량 예측을 통한 인버터 부스터 펌프의 전력 절감 운전 방법
RU2007134728A (ru) Способ гидродинамических исследований в скважине, оборудованной установкой электроцентробежного насоса
US20240200560A1 (en) Method for identification of impeller wear and excessive wear-ring clearance in centrifugal pumps
EP2562424B1 (en) Method and equipment for controlling a multipoint fluid distribution system
RU2019117768A (ru) Система и способ обеспечения информации по объему производства и/или эмиссиям системы добычи углеводорода
KR101825308B1 (ko) 인버터 제어 펌프의 회전수에 대한 유량 연산방법
RU2004110747A (ru) Способ вывода на эффективный режим работы системы пласт-скважина-насос с помощью индикаторной диаграммы по нефти
RU2020126259A (ru) Определение виртуальных параметров процесса
US20170016447A1 (en) Method and apparatus in connection with a screw compressor
KR101045791B1 (ko) 복수펌프로 구성된 펌프 시스템의 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20160421

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170526

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20180423

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20180519

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20180519

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210310

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220310

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230403

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240311

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20250304

Start annual number: 8

End annual number: 8