DE CUONG NHA CAO TANG

trang thiết bị nhà cao tầng hệ thống van giảm áp cấu tạo và nguyên lý làm viêc thiết kếJFJEEGJEGHGOGEHGHGHWGGHG;GHEGHEGHGHGHIGOGHORGHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH

e-mail: binhnguyen-sales@fpt.vn

Rev.01 Dated 04/03/2006

- 2 -

MỤC LỤC I Tổng quan……….3

II THỰC TRẠNG CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG HIỆN NAY 4

1 Trạm bơm tăng áp: 4

2.Hệ thống điều khiển két mái: 4

3 Hệ thống van trong nhà trạm: 4

4 Hệ thống bảo vệ bơm: 4

5.Hệ thống điều áp cho hai tầng áp mái: 4

III GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ TỔNG THỂ MẠNG CẤP NƯỚC NHÀ CAO TẦNG 5

IV GIẢI PHÁP TRẠM BƠM TĂNG ÁP 6

1 Sơ đồ chọn bơm: 6

2 Tính toán thực tế để chọn bơm: 7

3 Một số loại bơm điển hình: 8

3.1 Bơm ly tâm trục ngang đa tầng cánh RNP & AP 8

3.2 Bơm ly tâm trục ngang 9

3.3 Bơm ly tâm trục đứng đa tầng cánh 11

4 Giải pháp về hệ thống bảo vệ đường ống và bơm tăng áp 13

4.1 Thiết bị bảo vệ trạm bơm tăng áp 13

4.1.1 Van bảo vệ bơm 740: 14

4.1.2 Van chống nước va 735: 16

4.1.3 Van một chiều cho bơm tăng áp 17

4.2 Bảo vệ đường ống cấp cho sinh hoạt 20

4.2.1 Sơ đồ đường ống cấp 20

4.2.3 Van giảm áp thuỷ lực 420: 23

5 Hệ thống điều áp cho hai tầng áp mái: 25

6 Các thiết bị cảnh báo mức nước bể chứa 26

6.1 Sơ đồ bố trí các thiết bị kiểm soát mức ở bể mái và bể ngầm 26

6.2 Bộ Kiểm Soát Mức 27

6.2.1 Bộ Kiểm Soát Mức Bể Mái 27

6.3.2 Kiểm soát mức bể ngầm 28

V PHỤ LỤC………29

1 Cách tính toán trở lực mạng đường ống……… 29

2 Hướng dẫn cách tra cứu phần mêm kiểm soát nước va 735……….30

I TỔNG QUAN

Việt Nam hiện nay nhu cầu về nhà đất đang bùng nổ, đặc biệt tại các thành phố lớn

Ngoài ra các dự án về văn phòng, khách sạn cũng liên tiếp mọc lên, khiến cho thị trường

địa ốc vô cùng sôi động Do quỹ đất eo hẹp, việc phát triển các toà nhà cao tầng đang là

giải pháp được nhiều chủ đầu tư lựa chọn Khi các toà nhà càng ngày càng cao thì một

trong những vấn đề được đặt ra hiện nay là làm thế nào để xây dựng một hệ thống cấp

nước hoàn chỉnh bên trong, để đạt các tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt như đảm bảo về an

toàn và chất lượng, hệ thống cấp nước hoạt động an toàn và tránh được tối đa những ảnh

hưởng tiêu cực do độ cao của nhà gây ra

Công ty Bình Nguyên chúng tôi là nhà cung cấp thiết bị cho ngành nước cấp và nước

thoát đã qua nhiều năm kinh nghiệm hoạt động trong việc cấp thiết bị hệ thống nước cho

nhà cao tầng xin đưa ra mô hình hệ thống nước cấp cho nhà cao tầng hiệu quả nhất mà

chúng tôi đã tích luỹ được sau nhiều năm kinh nghiệm Mục tiêu của chúng tôi đưa ra là:

Vận hành hệ thống ổn định

Điều khiển tối ưu và dễ dàng

Bảo vệ hệ thống an toàn trong mọi tình huống

Đưa ra 1 vài tuỳ chọn cho khách hang

Bảo hành bảo dưỡng đơn giản

Hệ thống tích hợp cao

Về cơ bản hệ thống trong nhà cao tầng được chia ra thành 5 phần như sau:

Hệ thống bơm tăng áp cấp nước cho bể mái

Các thiết bị bảo vệ đường ống, bảo vệ bơm

Các thiết bị bảo vệ trạm bơm tăng áp Các thiết bị giảm áp bảo vệ đường ống

Thiết bị kiểm soát bể ngầm và két mái

Rev.01 Dated 04/03/2006

- 4 -

II THỰC TRẠNG CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG HIỆN NAY

Hiện nay có một vài khu đô thị mới như là Linh đàm, Pháp Vân, Trung Hoà Nhân Chính

….có độ cao thường từ 9 tầng đến 34 tầng Với mỗi một nhà trạm lại sử dụng hệ tăng áp

cấp nước cho bể mái theo một cách khác nhau

1 Trạm bơm tăng áp:

Mỗi một khu đô thị hay một nhà cao tầng lại sử dụng hệ thống bơm cấp nước

2.Hệ thống điều khiển két mái:

Tuỳ theo nguồn cấp cho bể mái dùng nước của bể ngầm hay là nước mạng thành phố mà

ứng dụng van phao hay báo mức Nếu nguồn cấp là nước mạng thành phố thì dùng van

phao cơ điều khiển đóng hay mở Khi dùng bơm để cấp nước từ bể ngầm lên bể mái sẽ

dùng van phao điện hoặc bộ báo mức để điều khiển ngắt bơm hay dừng bơm tuỳ theo chế

độ vận hành là tự động hay bằng tay

3 Hệ thống van trong nhà trạm:

Hầu hết các nhà cao tầng đều chưa chú trọng đến phần van bảo vệ bơm, theo điều tra

được tại các nhà trạm chỉ sử dụng van một chiều, van cửa, khớp nối mềm lắp trên đầu đẩy

của bơm Cơ chế hoạt động của bơm có thể là tự động, bằng tay Với mỗi cơ chế hoạt

động có thể mô tả như sau :

Cơ chế hoạt động bằng tay: khi nhân viên vận hành bật bơm thì van cửa đóng

hoàn toàn, nhân viên vận hành dựa vào áp suất trên đồng hồ áp lực để mở dần van

cửa cho nước đi lên bể mái.Khi bơm dừng nhân viên vận hành dựa vào dồng hồ áp

lực để xả áp khi áp suất trên đường ống quá lớn

Cơ chế hoạt động tự động hoàn toàn không có van điều khiển bơm tự động: với cơ

chế này thì van cửa sẽ mở hoàn toàn ngay từ đầu Với cơ chế hoạt động như vậy

ảnh hưởng đến độ bền của bơm rất lớn về độ xâm thực

4 Hệ thống bảo vệ bơm:

Thời gian sử dụng bơm ngắn hay dài phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống van bảo vệ bơm

Bơm cần được bảo vệ về điện và phải tuân thủ những nguyên tắc hoạt động về thuỷ lực

Ở đây chúng tôi chỉ trình bày sâu phần hệ thống van bảo vệ cho bơm như Van kiểm soát

bơm, Van chống nước va ( Trong trường hợp xảy ra hiện tượng nước va theo tính toán

của phần mềm ), Van một chiều…

5 Hệ thống điều áp cho hai tầng áp mái:

Với chiều cao giữa bể mái và tầng sử dụng nước trên cùng không lớn vì vậy áp lực nước

đầu vòi ở tầng sử dụng là không đạt yêu cầu Chúng tôi đưa ra giải pháp dùng hệ thống

điều áp cho 2 tầng áp mái nhằm cung cấp đủ về lưu lượng và áp lực cho hệ thống

Rev.01 Dated 04/03/2006

- 6 -

IV GIẢI PHÁP TRẠM BƠM TĂNG ÁP

1 Sơ đồ chọn bơm:

Để chọn được bơm tăng áp cho nhà cao tầng, 2 thông số cơ bản nhất là Lưu lượng (Q) và

cột áp (H) của bơm cần được xác định Sau đó dựa theo sơ đồ chọn bơm (H1) để xác định

loại bơm mà bạn cần Bảng sơ đồ chọn bơm mà chúng tôi đưa ra dựa trên sự tối ưu của

bơm như Hiệu suất, Công suất (P) và giá cả + chi phí vận hành và độ ồn

Bơm ly tâm trục ngang Bơm ly tâm trục Bơm ly tâm trục

đa tầng cánh RNP,AP đứng NLV, NX ngang RNI, RFI, GNI

Bơm ly tâm trục ngang

Bơm ly tâm trục ngang

đa tầng cánh

3)

60 40

60

150

H

Ví dụ: Tính toán chiều cao đẩy thực tế nhà 25 tầng, đô thị Nam Cường - Hải Dương

V: Vận tốc dòng chất lỏng trong đường ống Khi chọn ống dẫn ta nên chọn sao cho vận

Trở lực do các van lắp trên đường ống

H tb : Chiều cao dự trữ cần thiết của bơm

H tb = 4 (m)

Cột áp đẩy của bơm H d tính theo công thức:

Hd = H + Hdo + Htb *

* H d được tính với điện áp định mức 380v ,cosφ = 0.9 Đối với những nơi có điện áp không ổn định xin liên

hệ với CÔNG TY KỸ NGHỆ BÌNH NGUYÊN để được tư vấn cụ thể

3.2 Bơm ly tâm trục ngang RNI, RFI, GNI

Với Q < = 60m3 /h và H < = 60m việc lựa chọn bơm ly tâm trục ngang là giải pháp tối

ưu:

Bơm đạt hiệu suất đến 65%

Cấp độ bảo vệ IP55 có thể đặt bơm ngoài trời

Nhiệt độ dung chất bơm lên đến 800 C

3.3 Bơm ly tâm trục đứng đa tầng cánh NLV, NLX

Với Q < 40m3 /h và H < 150m việc lựa chọn bơm ly tâm trục đứng đa tầng cánh ở giải

này thì hiệu suât cao, công suất nhỏ, tiếng ồn giảm thiểu tối đa

Đặc điểm kỹ thuật của bơm ly tâm trục đứng đa tầng cánh:

Hiệu suất rất cao khi lưu lượng nhỏ và cột áp cao, lên đến 70%

Trục bơm được chế tạo bằng thép không gỉ 420 hoặc 304

Bánh công tác được chế tạo bằng NORYL

Gioăng cơ học được chế tạo bằng Gốm-Carbon chịu được áp lực đến 25 bar

Một số hình ảnh lắp đặt điển hình:

Rev.01 Dated 04/03/2006

- 14 -

4.1.1 Van bảo vệ bơm 740:

Van kiểm soát bơm tăng áp 740 Bermad là van một chiều chủ động, vận hành

kiểu thuỷ lực, màng dẫn động, mở hoàn toàn hoặc đóng kín theo tín hiệu điện Van

cách ly bơm hoàn toàn khỏi hệ thống trong quá trình bơm dừng và khởi động để ngăn

chặn hiện tượng nước va đường ống

Đặc điểm kỹ thuật:

Bảo trì trực tiếp không cần tháo khỏi đường ống

Vận hành bằng áp lực trên đường ống, không cần động cơ

Gioăng bịt có tuổi thọ cao

Công tắc hành trình: Bộ này cũng được nối với bộ điều khiển BR740 và nó sẽ tham gia

trong quá trình dừng bơm

Van một chiều: Nó sẽ tham gia trong quá trình mất điện Khi đó van một chiều sẽ đóng

vai trò một van khóa để tạo áp suất tĩnh trong hệ thống van

Van 740 được tích hợp một hệ thống hoàn chỉnh để van có thể tham ra hoạt

động trong bất cứ trường hợp nào

QUY TRÌNH VẬN HÀNH BƠM NHÀ CAO

TẦNG

Quy trình khởi động bơm

Trước khi khởi động bơm, van vẫn đóng bằng thuỷ

lực cho dù không có điện Van điện từ [1] đang ở

trạng thái nghỉ nên sẽ nối khoang kiểm soát trên [2]

tới hạ lưu van áp suất tĩnh trong đường ống gây ra

lực đóng van

Khi khởi động bơm, áp lực thượng lưu van tăng vượt

Quá áp suất tĩnh trong hệ thống tạo ra lực nâng thủy

lực làm cho áp suất khoang kiểm soát trên giải

phóng về hạ lưu van thông qua van điện từ, cho phép

van từ từ mở ra

Quy trình dừng bơm

Trong hệ thống bơm với van một chiều thông

thường,lệnh tắt truyền trực tiếp tới bơm, làm bơm

dừng đột ngột, gây ảnh hưởng không tốt tới hệ thống

bơm do áp lực từ trên dội xuống

Hệ thống van 740 với “van một chiều chủ động”, sau

khi nước bể mái đầy tới mức đã đặt sẵn, rơle báo

mức sẽ báo về tủ điều khiển, cấp tín hiệu điều khiển

điện tới BR740 [3] làm kích hoạt van điện từ Van

điện từ sẽ truyền áp từ thượng lưu vào khoang kiểm

soát phía trên làm van chính dần đóng lại, khi núm

chỉ [4] chạy xuống, nó tác động lên công tắc hành

trình [5] tín hiệu truyền tới bộ điều khiển BR740 để

tắt bơm Sau một khoảng thời gian đặt trước, bộ điều

khiển tắt nguồn nuôi van điện từ và cài đặt lại lệnh

của công tắc hành trình, cho phép bơm khởi động

khi có tín hiệu tiếp theo

Khi mất điện-lò xo đẩy

Nếu mất điện trong thời gian bơm, áp lực thượng lưu

ngay lập tức giảm xuống gây ra lực đẩy thủy lực tác

động lên màng [6] và đĩa chặn [7] để cân bằng Lò

xo [8] ngay lập tức phá cân bằng làm van đóng lại

trước khi dòng có thể thay đổi hướng Một khi van

chính đã đóng lại, van một chiều [9] cho phép áp

suất hạ lưu vào khoang kiểm soát trên trong khi van

một chiều [10] đóng và duy trì áp, cài đặt lại van

chính cho quá trình hoạt động tiếp theo của bơm

Nguyên lý hoạt động:Van kiểm soát chống nước va model 735 là một van màng dẫn

động, vận hành thuỷ lực và lắp trên đường nhánh Van luôn cảm nhận áp suất đường ống

và sẽ mở ra khi áp suất trên đường ống giảm xuống nhanh do bơm dừng đột ngột gây ra

Van chủ động mở trước để triệt tiêu sóng cuộn có áp suất cao dội trở lại, loại trừ nước va

Đặc điểm kỹ thuật:

Thay thế bình chống nước va

Bảo trì trực tiếp trên đường ống

Gioăng bịt có tuổi thọ cao

Van đóng nhẹ nhàng (không tạo nước va)

Chi phí đấu nối điện thấp

Vận hành theo áp lực đường ống, không cần động cơ

Kiểu lắp đặt điển hình van 740 v à van 735(H.03):

4.1.3 Van một chiều cho bơm tăng áp

Van một chiều là thiết bị không thể thiếu được lắp trên đầu đẩy bơm tăng áp nhằm tránh

hiện tượng nước hồi ngược trở lại bơm làm bánh công tác quay ngược chiều làm hỏng

bơm đồng thời van một chiều còn có nhiệm vụ giữ không cho nước hồi để khi bơm hoạt

động không phải mồi bơm

Chúng tôi giới thiệu hai loại van một chiều 402,407 của hãng Danfoss và van 70N

của hãng BERMAD với tính năng và đặc điểm được đưa ra dưới đây Khách hàng

có thể tuỳ chọn theo yêu cầu về giá

Hình dạng thuỷ lực có tổn thất nhỏ nhất

Lò xo bằng thép không gỉ cho phép van làm việc ở mọi hướng

Phần lồi được khoan theo yêu cầu dành cho đường nhánh

VAN MỘT CHIỀU HƯỚNG TRỤC 402

Rev.01 Dated 04/03/2006

- 18 -

- Vận hành không gây ồn (theo mọi hướng)

- Bảo vệ chống nước va

- Độ tin cậy cao

- Phù hợp với dòng thay đổi

VAN MỘT CHIỀU KIỂU M ÀNG 407

Đối với van có kích thước lớn sử dụng màng lệch tâm Màng mỏng

có thể sử dụngcho các ứng dụng đặc biệt như khí hoặc chân không

VAN MỘT CHIỀU THUỶ LỰC 70N

Đây là loại van một chiều thuỷ lực do hãng

BERMAD sản xuất, được ứng dụng rộng rãi

tại các nước phát triển

Đặc tính kỹ thuật:

- Vận hành êm ái không gây ồn

- Dễ dàng lắp đặt

- Loại trừ nước va

- Độ tin cậy cao

Khi van hoạt động Khi van đóng

KHUYẾN CÁO: ĐỂ BẢO VỆ HỆ THỐNG BƠM VÀ TRÁNH VA ĐẬP CƠ KHÍ

CHÚNG TÔI KHUYẾN CÁO NHƯ SAU:

Giải pháp 1: Đối với nhà từ 6 đến 9 tầng - lắp van một chiều 402

Giải pháp 2: Đối với nhà 10 đến 15 tầng - Lắp van một chiều 407

Giải pháp 3; Đối với nhà từ 16 đến 25 tầng sử dụng van 1 chiều 70N của

BERMAR

Giải pháp 4: Đối với nhà cao tầng trên 25 tầng - lắp van bảo vệ bơm 740 và van

một chiều 407 Đồng thời kiểm tra phần mềm Bersoft để tính toán nước va (xem

phần tính toán nước va trang30) Nếu trong trường hợp nước va thì phải sử dụng

van 735 để phòng chống

4.2.2 Thực trạng vấn đề giảm áp nhà cao tầng và khuyến cáo

Khi thiết kế đưa nước từ các bể mái xuống các căn hộ ở các tầng dưới của nhà cao tầng,

các kĩ sư nước phải đối mặt với bài toán làm sao áp lực phải ổn định, không quá lớn và

nước vẫn phải cấp liên tục và đủ cho người dân

Trước kia để giải quyết điều này, người ta thường thiết kế rất nhiều ống nhỏ đi từ trên

xuống, và dùng van giảm áp trực tiếp - điều này giúp cho việc điều chỉnh áp dễ dàng hơn

Tuy nhiên, áp lực thường thay đổi khi lưu lượng sử dụng thay đổi Có nơi thừa có nơi lại

thiếu nước

Hiện nay với sự xuất hiện van giảm áp thuỷ lực (có kích thước lớn), nhiệm vụ này trở lên

đơn giản hơn bao giờ Khi sử dụng van giảm áp thuỷ lực (phương án mới) chúng ta có

một số ưu điểm như sau4:

Chi phí mua ống giảm đồng thời giảm chi phí mua vật tư đi kèm

Chi phí nhân công lắp đặt giảm

Giảm thiểu rủi ro rò gỉ ống (do ít các khớp nối)

Hộp kĩ thuật nhỏ hơn

Đảm bảo yếu tố thẩm mĩ

Dễ tiếp cận trong quá trình bảo dưỡng

Hiện nay một số nhà cao tầng có sử dụng van giảm áp trực tiếp, tuy nhiên van này có một

số nhược điểm như sau:

Một số nhược điểm của loại van này:

Giảm áp chủ yếu dựa vào việc thắng lực lò xo của nước thượng lưu

Áp lực đầu ra phụ thuộc vào áp lực đầu vào và lưu lượng dùng nước ở các hộ sinh

hoạt

Tất cả những nhược điểm trên làm cho việc giảm áp không chủ động

Khi áp lực thượng lưu thay đổi sẽ làm cho áp lực hạ lưu thay đổi theo

Khi áp lực thượng lưu giữ nguyên, lưu lượng dùng tại các hộ sinh hoạt giảm đi

(VD như vào ban đêm), khi đó đối với van giảm áp trực tiếp thì thiết bị vệ sinh

vẫn phải chịu một áp lực tĩnh Nhiều trường hợp áp lực này lên cao, vượt quá giới

hạn chịu đựng của thiết bị vệ sinh làm cho thiết bị vệ sinh bị hư hỏng, nước tràn ra

sàn gây hư hỏng sàn nhà gỗ và các thiết bị điện tử đặt sát mặt sàn

KHUYẾN CÁO:

Lắp van giảm áp từ tầng thứ 6 tính cả tầng áp mái - chiều dài tối đa từ mực nước

bể đến vị trí lắp van đầu tiên là 21 mét (Cột áp tĩnh được xác định ở mực nước

cao nhất ở bể mái)

Sau đó cứ mỗi 4 tầng sẽ lắp thêm 1 van giảm áp (lấy trung bình mỗi nhà cao 3,3

đến 3,5 mét)

Van có thể lắp bích hoặc ren

Vói thiết kế này, hệ thống đ ường ống và các thiết bị vệ sinh được bảo vệ một cách tối

ưu nhất, sử dụng lâu dài cũng như chi phí bảo hành bảo dưỡng là thấp nhất

Rev.01 Dated 04/03/2006

- 22 -

SO SÁNH Đ ẶC TÍNH VAN GIảM ÁP THUỶ LỰC VÀ VAN GIẢM ÁP TRỰC

TIẾP STT Van giảm áp thuỷ lực Van giảm áp trực tiếp

01 Dùng năng lượng áp suất dòng điều khiển giảm áp Dùng lò xo đẩy lại áp lực nước để giảm áp

02 Không phụ thuộc vào áp lực và lưu lượng thượng lưu Phụ thuộc vào áp lực và lưu lưọng thượng lưu

03 Độ chính xác điều chỉnh cao Độ chính xác điều chỉnh thấp

04 Áp lực hạ lưu van ổn định Áp lực hạ lưu van thường xuyên

thay đổi

05

Van đóng kín khít khi lưu lượng bằng “

0 “ – các thiết bị vệ sinh không phải chịu

áp lực tĩnh khi không có lưu lượng

Van không đóng khi lưu lượng bằng

“ 0 “ – các thiết bị vệ sinh phải chịu

áp lực tĩnh khi lưu lượng bằng “ 0 “

06 Van đóng mở nhẹ nhàng, không tạo ra

tiếng va chạm cơ khí

07 Nhiều loại kích cỡ khác nhau ứng dụng

08 Giải quyết triệt để được vấn đề áp lực nước đầu vòi Không giải quyết triệt để được vấn đề áp lực nước đầu vòi

Những sự cố đã từng xảy ra với van giảm áp trực tiếp:

Áp lực quá cao dẫn đến bục đầu vòi xịt làm nước tràn ra sàn nhà và làm hỏng

sàn gỗ

Tại Làng Quốc tế Thăng Long các hộ dân ở đây phàn nàn rất nhiều về áp lực

nước lúc quá yếu và lúc lại quá mạnh