TIỂU LUẬN môn cơ lưu CHẤT đề tài hệ THỐNG CUNG cấp nước NHÀ CAO TẦNG

Trong công nghiệp, máy bơm được dùng để cung cấp nước cho các lò cao, hầm mỏ,nhà máy.... Do đó, khi được giao đề tài “khảo sát và kiểm tra hệ thống bơm nước tòa nhà Etower TÂN BÌNH”, tác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

-

-TIỂU LUẬN MÔN CƠ LƯU CHẤT

ĐỀ TÀI

HỆ THỐNG CUNG CẤP NƯỚC NHÀ CAO TẦNG

GVHD: ThS Nguyễn Hải Đăng SVTH: Nguyễn Tiến Dũng

Nguyễn Vũ Vinh

TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

viên

Word: Tìm kiếm tài liệuchương I II III và làm wordchương I II, kiểm tra lỗiNguyễn Tiến Dũng 141801821 18DOT6 chương III,

Powerpoint: Lên ý tưởngchương II III và làmpowerpoint chương II III.Word: Tìm kiếm tài liệuchương I III và làm wordchương III, kiểm tra lỗiNguyễn Vũ Vinh 141801914 18DOT6 chương I II, lên ý tưởng

chương I II và làmpowerpoint chương I II,thuyết trình

Chúng em rất mong nhận được sự thông cảm, góp ý và tận tình chỉ bảo của quý thầy cô

và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Hải Đăng đã tận tâm hướng dẫn chúng

em qua từng buổi học trên lớp cũng như những buổi nói chuyện, thảo luận về lĩnh vực sángtạo trong nghiên cứu khoa học Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo của thầy thì

em nghĩ bài tiểu luận này của em rất khó có thể hoàn thiện được Một lần nữa, em xin chânthành cảm ơn thầy

Biên Hòa, ngày tháng năm 2021

NHẬN XÉT CỦA GVHD

Biên Hòa, ngày… tháng… năm 2021 Giảng viên hướng dẫn

ký tên

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I HỆ THỐNG BƠM CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG 2

1.1 Giới thiệu hệ thống bơm cấp nước cho nhà cao tầng 2

1.1.1 Các loại hệ bơm cấp nước cho nhà cao tầng hiện nay 2

1.1.2 Chức năng 2

1.2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng 3

1.2.2 Các điều luật tiêu chuẩn và quy cách được áp dụng 5

CHƯƠNG II TÌM HIỂU MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG .6 2.1 Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống 6

2.2 Các lưu ý trong thiết kế 7

2.3 Ứng dụng của hệ thống bơm cấp nước trong thực tế 8

2.4 Kết cấu đặc điểm của máy bơm sử dụng trong hệ thống bơm cấp nước 10

2.4.1 Giới thiệu máy bơm 10

2.4.2 Các loại máy bơm 10

2.4.3 Các thông số năng lượng chính và vùng sử dụng bơm 12

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 14

3.1 Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước bên trong - TCVN 4513: 1988 14

3.2 Tính toán thiết kế để kiểm nghiệm lại hệ thống của tòa nhà 17

3.2.1 Các số liệu của hệ thống bơm của tòa nhà như sau 17

KẾT LUẬN 21

Tài liệu tham khảo 22

MỤC LỤC HÌ

Hình 1 1 Các hệ bơm cấp nước nhà cao tầng 2

Hình 1 2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng 3

Hình 1 3 Mô hình hệ thống cấp nước nhà cao tầng 4Y Hình 2 1 Máy bơm nước tại tòa nhà Etown - Tân Bình 7

Hình 2 2 Sơ đồ làm việc của hệ thống điều khiển nhiều bơm 8

Hình 2 3 Máy bơm nước tại tòa nhà Etown - Tân Bình 10

Hình 2 4 Model máy bơm nước tại tòa nhà Etown- Tân Bình 12

Hình 2 5 Các hệ số máy bơm làm việc 13

Hình 2 6 Biểu đồ máy bơm đẩy nước lên bể 13

MỤC LỤC BẢN Bảng 2 1 Bảng số liệu thiết bị sử dụng Bảng 3 1 TCVN 4513: 1988 14

Bảng 3 2 Tiêu chuẩn nước chữa cháy và số cột nước chữa cháy bên trong nhà lấy theo bảng 16

LỜI MỞ ĐẦU



Ngày nay máy bơm được dùng rất rộng rãi trong đời sống và các ngành kinh tế quốcdân Trong công nghiệp, máy bơm được dùng để cung cấp nước cho các lò cao, hầm mỏ,nhà máy bơm dầu trong công nghiệp khai tác dầu mỏ Trong kỹ nghệ chế tạo máy bay,trong nhà máy điện nguyên tử đều dùng máy bơm Trong nông nghiệp, máy bơm dùng

để bơm nước tưới và tiêu úng Trong đời sống máy bơm dùng cấp nước sạch cho nhu cầu

ăn uống của con người, vật nuôi

Cùng với sự phát triển không ngưng về kỹ thuật và công nghệ, hiện nay đã ra đờicủa những máy bơm rất hiện đại, đồng thời chúng ta đã có một số nhà máy chế tạo bơmnhư: Công ty chế tạo bơm Hải Dương, Công ty cơ khí điện thủy lợi, Nhà máy cơ khíDuyên Hải sản xuất máy bơm phục vụ cho đất nước

Do đó, khi được giao đề tài “khảo sát và kiểm tra hệ thống bơm nước tòa nhà Etower TÂN BÌNH”, tác giả đã dựa trên số liệu khảo sát thực tế về số nhân viên, số nhà vệsinh thực tế và dự kiến lượng nước sử dụng cùng lúc tối đa, đồng thời tìm hiểu bể cấpnước từ hệ thống nước thành phố đặt tại bể chìm tầng hầm, bể cấp nước cho các nhà vệsinh đặt trên sân thượng để hoàn thành bài tập tiểu luận này

CHƯƠNG I HỆ THỐNG BƠM CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG1.1 Giới thiệu hệ thống bơm cấp nước cho nhà cao tầng

1.1.1 Các loại hệ bơm cấp nước cho nhà cao tầng hiện nay

Hình 1 1 Các hệ bơm cấp nước nhà cao tầng

- Bể ngầm Trạm bơm Bể trung gian (có thể có) Trạm bơm trung gian Bể mái phân vùng cấp nước trọng lực và trạm bơm cho các tầng trên cùng

- Bể ngầm Trạm bơm phân vùng cấp nước tới các tầng

- Bể ngầm Trạm bơm Tới các tầng dưới và Bể trung gian Trạm bơm và phân vùng cấp nước tới các tầng

- Bể ngầm 2 bơm biến tần (1 duty, 1 stanby) + bình áp lực phân 3 vùng cấp nước (mỗi vùng 7 tầng), với 3 ống đứng từ ống gom header

Hệ thống đường ống với 3 van chống nước va, 3 van điều áp lắp trên 3 ống đứng chính vàđầy đủ van khóa khác

1.1.2 Chức năng

Chúng ta luôn bắt gặp những hệ thống bơm nước công nghiệp tuần hoàn trong cácnhà máy công nghiệp hay các hệ thống cung cấp nước sinh hoạt trong các cao ốc chứcnăng như khách sạn, văn phòng, căn hộ cao cấp, nơi cần thiết lượng nước sinh hoạt lớn vớinhu cầu (lưu lượng) luôn thay đổi thường xuyên

Việc nghiên cứu sử dụng hiệu quả nguồn điện năng cung cấp cho một nhóm phụ tảicông suất lớn và có đặc tính giao động như vậy đang được quan tâm rất nhiều, nhất là

trong bối cảnh hiện nay khi tiêu chí tiết kiệm điện năng luôn được đề cập đến trong các dự

án lớn Để đáp ứng được những yêu cầu về cấp nước với áp suất không đổi trong côngnghiệp, dân dụng, cũng như các hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước trong nông nghiệp

1.2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng.

- Hệ thống cấp thoát nước: Vấn đề về áp lực, lưu lượng, thiết kế hệ thống cấp thoát nước thường khó khăn nên cần yêu cầu cao, tính toán kỹ lưỡng ,triệt để

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy: Được trang bị đầy đủ các hệ th ống, thiết bị kỹ thuật phòng cháy chữa cháy, đảm bảo an toàn khi xảy ra hỏa hoạn

Hình 1 2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng

+ Xây dựng bể nước trên mái: Đây là phương án của các công trình Việt nam Nước đượcbơm từ bể nước ngầm lên bể chứa trên mái, sau đó từ bể nước trên mái sẽ gồm các trục cấpnước cho các tầng phía dưới, phương án này không sợ mất điện máy bơm (vì bể nước mái dựtrữ được tối thiểu 1 ngày đêm) Tuy nhiên chúng ta phải xây dựng bể nước mái khá lớn trênmái nhà (thông thường khoảng 30-50m3)

+ Phương án không dùng bể nước mái: là phương án không cần sử dụng bể nước mái,nước từ bể ngầm qua hệ thống máy bơm (có hệ thống bình tăng áp) cấp trực tiếp cho các thiết

bị dùng nước Phương án này được sử dụng rất nhiều ở các nước phát triển do nguồn điện ổnđịnh

- Nhược điểm phương án này là hệ thống bơm có công suất lớn hơn và phải có bình áp, phải có hệ thống điện dự phòng 24/24h

Hình 1 3 Mô hình hệ thống cấp nước nhà cao tầng

1.2.2 Các điều luật tiêu chuẩn và quy cách được áp dụng

Việc thiết kế và xây dựng công trình này phải tuân thủ các yêu cầu mới nhất của cácđiều luật và tiêu chuẩn quy cách Việt Nam được áp dụng do các cơ quan chức năng cóthẩm quyền ban hành về việc thiết kế, đánh giá, sản xuất, thử nghiệm lắp đặt và vận hành

Một số tiêu chuẩn tham khảo

- TCVN 4513-88 : Cấp nước bên trong

- TCVN 4519-88 : Hệ thống cấp thoát nước bên trong nhà và công trình Quy phạm nghiệm thu và thi công

CHƯƠNG II TÌM HIỂU MÔ TẢ NGUYÊN LÝ HOẠT

ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG2.1 Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống

Khi hệ thống cấp nước tự động hoạt động, sẽ có một cảm biến áp suất với độ nhạycao gắn trên đường ống để phát hiện sự thay đổi của áp suất trên đường ống do nhu cầutiêu thụ nước thay đổi gây ra, sau đó sẽ truyền tín hiệu thay đổi này về biến tần Sau khitính toán và so sánh với giá trị áp suất đặt, biến tần sẽ gửi lệnh thay đổi tần số mới xuống

bộ điều khiển tốc độ quay của của động cơ cánh quạt của bơm và có thể đưa thêm hay cắtbớt các bơm trong hệ thống Do vậy ổn định được áp suất nước trên đường ống theo yêucầu

Hệ thống cấp nước sạch

- Trên đường ống cấp nước chính đặt cảm biến đo áp suất Khi có sự thay đổi về áp suấttrong đường ống thì cảm biến sẽ truyền tín hiệu về biến tần (tín hiệu dạng tương tự) Tại biếntần tín hiệu này được so sánh với giá trị áp suất được đặt sẵn (tín hiệu dạng tương tự) Sau đóbiến tần sẽ dựa vào giá trị so sánh đó và điều khiển tần số nguồn cấp cho động cơ bơm

- Ở bể chứa nước đặt cảm biến báo mức nước Nếu mức nước xuống quá thấp (không

đủ mức nước cho bơm hoạt động), cảm biến báo mức sẽ truyền tín hiệu về biến tần để dừngbơm

Hệ thống thoát nước thải

- Tương tự hệ thống cấp nước, bể chứa nước thải cũng có đặt cảm biến báo mức bùn trong bể

Hệ thống thoát nước nhà cao tầng gồm: hệ thống thoát nước mưa, hệ thống thoát nước thải sinh hoạt

- Hệ thống thoát nước mưa dùng để thoát nước mưa từ mái nhà và ban công

- Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt dùng để thu dẫn nước thải sinh hoạt từ nhà vệ sinh,các chậu rửa, phòng tắm được thu lại qua phễu thu sàn theo đường ống thoát nước thải đến bể

tự hoại rồi thải ra ngoài theo đường ống nước thoát

Thiết kế hệ thống thoát nước nhà cao tầng cần thiết kế bể tự hoại, vị trí đặt bể tự hoại,cấu tạo bể tự hoại, đường ống dẫn nước và thoát nước trong bể, phễu thu sàn, cách đườngống đến bể tự hoại kèm theo độ dốc và độ lớn trong hệ thống thoát nước thải

2.2 Các lưu ý trong thiết kế

Các yêu cầu để bơm nước cho nhà cao tầng

- Khối lượng nước yêu cầu một ngày, với 8 giờ làm việc là 700 lít

- Nước cấp cho nhà được dùng vào việc: tắm, giặt,vệ sinh, phun sương…

- Cột áp đẩy là 10 m

Một số vấn đề có thể gặp

Hình 2 1 Máy bơm nước tại tòa nhà Etown - Tân Bình

Để đáp ứng nhu cầu áp lực nước trong hệ thống luôn đủ khi nhu cầu sử dụng nướcthay đổi bất thường, các bơm trong hệ thống luôn làm việc liên tục ở chế độ đầy tải tươngứng với trường hợp nhu cầu sử dụng nước của hệ thống ở mức cực đại Tuy nhiên đều nàydẫn đến 1 số bất lợi sau

- Áp lực nước trong hệ thống đôi khi tăng quá cao không cần thiết, do nhu cầu sử dụng nước giảm xuống nhưng hệ thống bơm vẫn chạy đầy tải

- Các bơm phải chạy liên tục dẫn đến giảm tuổi thọ cơ khí, hoặc chi phí đầu tư sẽ tăng lên (do tăng số lượng bơm) nếu muốn các bơm chạy luân phiên

- Tổn hao điện năng trên hệ thống do động cơ bơm vẫn chạy đầy tải trong khi nhu cầu sử

2.3 Ứng dụng của hệ thống bơm cấp nước trong thực tế

Hiện nay tại tòa nhà E tower-Tân Bình, sau đây là khảo sát cấu trúc của tòa nhà E (12 tầng) về các chỉ tiêu sau đây

Bồn nước để trên tầng 12 có nghĩa là ở độ cao là tổng chiềi cao tòa nhà trừ ra 4 Toàn bộ

các đường ống nước dẫn vào thiết bị sử dụng ống phi 21 và có van

m

Bảng 2 1 Bảng số liệu thiết bị sử dụng

download by : skknchat@gmail.com

2.4 Kết cấu đặc điểm của máy bơm sử dụng trong hệ thống bơm cấp nước

2.4.1 Giới thiệu máy bơm

Máy bơm là một loại máy thủy lực, nhận năng lượng từ bên ngoài (cơ năng, điệnnăng, thủy năng ) và truyền năng lượng cho dòng chất lỏng, nhờ vậy đưa chất lỏng lênmột độ cao nhất định hoặc dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống

Hình 2 3 Máy bơm nước tại tòa nhà Etown - Tân Bình

2.4.2 Các loại máy bơm

Người ta chia máy bơm ra nhiều loại dựa vào những đặc điểm như nguyên lý tácđộng của cánh bơm vào dòng nước, dạng năng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máybơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm Trong đó thường dùng đặc điểm thứ nhất đểphân loại máy bơm theo đặc điểm này máy bơm được chia làm hai nhóm bơm động học vàbơm thể tích

Nhóm 1

- Bơm động học: Trong buồng công tác của máy bơm động học, chất lỏng được nhận

năng lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho nó suốt từ cửa vào đến cửa ra của bơm

Loại máy bơm này gồm có những bơm sau

- Bơm cánh quạt: Bơm li tâm, hướng trục, cánh chéo Trong loại máy bơm này, các

cánh quạt gắn trên bánh xe công tác sẽ truyền trực tiếp năng lượng lên chất lỏng để đẩy chất

nước gọi cụ thể là cột nước và hiệu suất tương đối cao, do vậy thường được dùng trong nông nghiệp và các ngành cấp nước khác.

- Bơm xoắn: Chất lỏng qua các rãnh bánh xe công tác của máy bơm sẽ nhận được năng

lượng để tạo dòng chảy xoắn và được đẩy khỏi cửa ra bánh xe công tác Người ta dùng máybơm này chủ yếu trong công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa

- Bơm tia: Dùng một dòng tia chất lỏng hoặc dòng khí bên ngoài có động năng lớn phun

vào buồng công tác của bơm nhờ vậy hút và đẩy chất lỏng Loại bơm này bơm được lưu lượngnhỏ, thường được dùng để hút nước giếng và dùng trong thi công

- Bơm rung: Cơ cấu công tác của bơm này là pít tông-van giao động qua lại với tầng số

cao gây nên tác động rung cơ học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng Loại bơm này cólưu lượng nhỏ, thường được dùng bơm nước giếng và giếng mỏ

- Bơm khi khí ép: Loại bơm này nhờ tạo hỗn hợp khí và nước có trọng lượng riêng nhỏ

hơn trọng lượng riêng của nước để dâng nước cần bơm lên cao Loại bơm này thường dùng đểhút nước bẩn hoặc nước giếng

- Bơm nước va (bơm Taran): Lợi dụng hiện tượng nước va thủy lực để đưa nước lên

cao Loại bơm này bơm được lưu lượng nhỏ, thường được dùng cấp nưóc cho vùng nông thônmiền núi

Nhóm 2

- Bơm thể tích: Nguyên lý làm việc của loại bơm này là thay đổi có chu kỳ thể tích của

buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng Bơm này có những loại sau:

- Bơm pít tông: Pít tông chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ trong buồng công tác để

hút và đẩy chất lỏng Loại bơm này tạo được cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên trong nông nghiệp

ít dùng, thường được dùng trong máy móc công nghiệp

- Bơm rô to: Dùng cơ cấu bánh răng hoặc bánh vít, cánh trượt đặt ở chu vi phần quay

của bơm để đẩy chất lỏng Bơm này gồm có bơm răng khía, bơm pít tông quay, bơm tấmtrượt, bơm vít, bơm pít tông quay, bơm chân không vòng nước Bơm rô to có lưu lương nhỏthường được dùng trong công nghiệp

2.4.3 Các thông số năng lượng chính và vùng sử dụng bơm

Thông số năng lượng chính của máy bơm là những số liệu chủ yếu biểu thị đặc tính

cơ bản của máy bơm bao gồm lưu lượng Q, cột nước H, công suất N, số vòng quay n và độcao hút nước cho phép Những thông số này nhà máy chế tạo bơm đã ghi sẵn trên nhãnhiệu máy

Hình 2 4 Model máy bơm nước tại tòa nhà Etown- Tân Bình

Lưu lượng Q

Lưu lượng là thể tích khối chất lỏng được máy bơm bơm lên trong một đơn vị thờigian Q (l/s, m3/s, m3/h) Thể tích có thể là m3 hoặc lit, còn thời gian có thể tính là giây -thường đối với máy bơm lớn, hoặc giờ - thường dùng đối đối với máy bơm nhỏ hoặcthường dùng lưu lượng cho toàn trạm

Cột nước H

Cột nước là năng lượng mà máy bơm truyền cho một đơn vị khối lượng chất lỏng qua

nó Năng lượng đó bằng hiệu số năng lượng đơn vị của chất lỏng ở cửa ra và cửa vàocủa bơm

Hình 2 5 Các hệ số máy bơm làm việc

Công suất N

Trên nhãn hiệu máy bơm thường ghi công suất trục máy bơm

Hiệu suất h (%)

Máy bơm nhận công suất trục do động cơ truyền tới N

Vòng quay n (v/p) n là số vòng quay của máy bơm trong 1 phút

Hình 2 6 Biểu đồ máy bơm đẩy nước lên bể

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

3.1 Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước bên trong - TCVN 4513: 1988

Chú thích

- Đối với các nhà ở, nước sinh hoạt dùng hàng ngày lấy ở vòi công cộng của đường phố,tiểu khu, thì tiêu chuẩn dùng nước trung bình mỗi người lấy từ 40 đến 60 l/ngày

- Tiêu chuẩn dùng nước cho một giường bệnh trong bệnh viện, nhà an dưỡng, nhà nghỉ

và cho một chỗ trong trường nội trú đã tính đến lượng nước dùng trong nhà ăn, nhà giặt

- Tiêu chuẩn dùng nước của một cán bộ làm việc ở trụ sở, cơ quan hành chính gồm cả lượng nước cho khách Nước dùng cho nhà ăn cần tính bổ sung

- Tiêu chuẩn dùng nước của các thiết bị máy móc đặt bên trong các nhà giặt bằng máy,các công ty ăn uống, cửa hàng ăn uống và các nhà khác thì quy định theo đồ án thiết kế kĩthuật

- Nước làm nguội máy của các thiết bị lạnh và điều hòa không khí nêu trong tiêu chuẩn dùng nước trên và cần tính nêng

- Khi lấy nước nóng trực tiếp từ mạng lưới cấp nhiệt cũng như từ trạm nồi hơi khu vực, thì khi tính toán đường ống, lưu lượng nước lạnh phải tính với hệ số 0,7

- Tiêu chuẩn nước tưới đường nêu trong bảng 1 đượctính cho 1 lần tưới trong ngày phụ thuộc vào điều kiện khí hậu

- Lưu lượng nước cho thiết bị công nghệ của các cơ sở điều trị không được nêu trong bảng 3.1 thì lấy theo quy định của thiết kế công nghệ