Bài tập lớn IBMS hệ thống cấp thoát nước cho tòa nhà thông minh

Nhiệm vụ phân côngNguyễn Hải Nam Tìm hiểu bài toán chung và yêu cầu thiết kế Vũ Văn Hoan Hệ thống cấp thoát nước sinh hoạt Nguyễn Quang Thiều Xây dựng hệ thống xử lý nước thải Nguyễn Ngọ

Trang 1

Hệ thống cấp thoát nước cho tòa nhà thông minh

201736942017401920174203

201738902017423620174088

Bài tập lớn IBMS:

Trang 2

1 Nhiệm vụ phân công

2 Mô tả bài toán và yêu cầu thiết kế

Trang 3

1 Nhiệm vụ phân công

Nguyễn Hải Nam Tìm hiểu bài toán chung và yêu cầu thiết kế

Vũ Văn Hoan Hệ thống cấp thoát nước sinh hoạt

Nguyễn Quang Thiều Xây dựng hệ thống xử lý nước thải

Nguyễn Ngọc Đức Thắng Lựa chọn thiết bị phần cứng và truyền thông

Nguyễn Khắc Linh Thiết kế phần mềm điều khiển và giám sát

Lê Văn Công Thiết kế web browser giám sát vận hành và thuyết minh bản vẽ

Trang 4

2.1 Lựa chọn đối tượng cho bài toán thiết kế

Hình 2.1 Tòa chung cư cao cấp

Tòa chung cư cao cấp với đầy đủ các tiện nghi:

• Trung tâm thương mại

• Văn phòng cho thuê

• Khu vui chơi giải trí

• Phòng gym tiêu chuẩn

• Bể bơi bốn mùa

Cần thiết kế hệ thống cấp thoát nước để đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, thoát nước và xử lý nước thải cho tòa nhà

Trang 5

2.2 Yêu cầu thiết kế

• Giám sát lượng nước cung cấp cho hệ thống luôn đảm bảo liện tục

• Giám sát mức nước ở các bể chứa nước sinh hoạt, bể xử lý nước thải để tránhtrường hợp bể tràn hoặc bể cạn nước, gây cháy thiết bị và làm ô nhiễm môitrường xung quanh

• Giám sát hoạt động của các máy bơm và các van hoạt động tốt

• Giám sát quá trình xử lý nước thải diễn ra trơn tru, hiệu quả, đảm bảo các tiêuchuẩn kĩ thuật và môi trường

Trang 6

2.2 Các yêu cầu về thông số kĩ thuật

• Tòa chung cư : 15 tầng nhà

• Với tầng trệt dùng làm trung tâm thương mại, diện tích sử dụng : 400 m2

• Tầng tiếp theo là khu văn phòng cho thuê với số lượng người sử dụng ước tính : 310 người

• Số tầng còn còn lại (13 tầng) sử dụng cho mục đích căn hộ nhà ở

• Mỗi tầng có 8 căn hộ

• Mỗi căn trung bình có 3 người ở

Trang 7

2.2 Các yêu cầu về thông số kĩ thuật

Tính toán lượng nước sinh hoạt cần cho tòa nhà trong một ngày, đêm

• Tòa nhà có 104 căn hộ, mỗi căn trung bình có 3 người ở và mỗi người trung bình sử dụng 300

lit/ngày đêm

=> Lượng nước sinh hoạt cho cư dân của tòa nhà là: 93.6 m 3 /ngày đêm

• Khối văn phòng có 310 người Với tiêu chuẩn mỗi người sử dụng 25lit/ngày đêm

=> Lượng nước sử dụng của khối văn phòng là: 7.75 m 3 /ngày đêm

• Lưu lượng nước cho khu trung tâm thương mại là: Q = P*S = 400*5/1000 = 2m 3 /ngày,đêm

P : tiêu chuẩn dùng nước của Trung tâm thương mại 5lit/m2/ngày đêm

S : diện tích khu thương mại (m2)

• Theo TCXDVN-33-2006, lưu lượng nước cấp cho nhu cầu công cộng (tưới cây, rửa sàn…) bằng

10% lượng nước tính toán cho tòa nhà.

Tổng lượng nước là 114 m 3 /ngày đêm

Trang 8

3.Hệ thống cấp thoát nước

3.1 Hệ thống cấp nước

Đặc điểm của tòa nhà chung cư :

• Mọi người điều xài chung một bồn cấp nước phía trên mái nhà và một bồn nước ngầm cấp phía dưới, cùng với một hệ thống máy bơm nước dùng chung

• Ở các tầng phía dưới do áp lực cao sẽ dùng thêm van giảm áp để giảm áp lực, thường là 2 bar Các tầng gần mái do gần bồn nước mái nhà, nên áp lực thấp có thể sẽ lắp thêm bơm tăng áp để đảm bảo áp lực nước cấp

Các hộ gần mái

Nguồn nước từ nhà

máy nước sạch Bể chứa 1 Bơm Bể chứa 2 Bơm tăng áp Bình điều áp

Van giảm áp Các hộ phía dưới

Trang 9

Sơ đồ nguyên lý hoạt động

của hệ thống van và bơm cấp

nước cho tòa nhà:

Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý cấp nước

Trang 10

3.2 Hệ thống thoát nước

Hệ thống thoát nước gồm hệ thống thoát nước

thải và hệ thống thoát nước mưa

Cấu tạo bao gồm các đường ống như: ống thoát

phân, ống thoát nước sinh hoạt, ống thoát nước nhà

bếp, ống thoát hơi và ống thoát nước mưa

• Hệ thống thoát nước thải:

Dùng để thu dẫn nước thải từ nhà nhà vệ sinh, các

chậu rửa.phòng tắm nước được thu lại, đi qua phễu

thu sàn theo đường ống thoát nước thải tới bể chứa

rồi đi tới các bể xử lý

Hình 3.2 Đường ống thoát nước thải

Trang 11

• Hệ thống thoát nước mưa:

Dùng để thoát nước mưa từ mái nhà

Hệ thống thoát nước mưa gồm: máng dẫn nước, phễu thu và lưới chắn, ống đứng thoát nước và rãnh thoát nước mưa

Hình 3.3 Máng dẫn nước Hình 3.4 Lưới chắn rác

Trong đó:

₋ Sê nô (máng dẫn) là nới tập trung

nước mưa chảy từ mái xuống

₋ Lưới chắn có nhiệm vụ giữ lại rác,

lá cây, cặn bẩn và không cho côn

trùng chiu vào làm tắc ống

₋ Phễu thu nối giữa lưới chắn và ống

đứng

Trang 12

4.Hệ thống xử lý nước thải

4.1 Nguồn phát sinh

Nước thải tòa nhà phát sinh từ sinh hoạt hang ngày của người dân hoạt động trong tòa nhà, ngoài ra có thể

từ các đơn vị hành chính, dịch vụ trong nhà

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị

Loại nước thải

Trung bình cộng

Đậm đặc Vừa phải Loãng Rất loãng

Trang 13

4.2 Công nghệ xử lý nước thải

Hình 4.2 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước thải trong tòa nhà

Trang 14

• Xử lý rác sơ bộ: Thu gom và tách dầu mỡ

₋ Song chắn rác, lưới chắn rác: dùng để chắn giữ các cặn

bản có kích thước lớn hoặc dạng sợi

Tác dụng :

₊ Bảo vệ bơm van đường ống cánh khuấy…

₊ Giảm được các bước xử lý rác(thu gom, chuyên chở)

khi kết hợp với thiết bị nghiền

Hình 4.2 Cấu tạo song chắn rác

Trang 15

₊ Hoạt động theo nguyên tắc trọng lực.

Dầu mỡ có khối lượng riêng nhỏ hơn nênnổi lên trên Bùn đất và nước ở dưới =>

tách được mỡ và bùn đất Hình 4.3 Bể tách mỡ

Trang 16

• Xử lý nước thải

₋ Bể điều hòa: hệ thống phân phối khí sẽ hòa

trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể

Tác dụng : ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể

sinh ra mùi khó chịu, đồng thời có chức năng

điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu

vào

Hình 4.4 Bể điều hòa

Trang 17

₋ Bể Anoxic:

₊ Nước thải được xáo trộn bơm vào

bể trong điều kiện thiếu oxy

₊ Quá trình nhằm loại bỏ 1 phần các

chất hữu cơ trong nước thải đồng

thời khử ni tơ từ nitrat do dòng tuần

hoàn bể hiếu khí

Hình 4.5 Bể Anoxic và bể Aerotank

₋ Bể Aerotank:

Trong bể Aerotank có hệ thống sục khí trên khắp diện

tích bể nhằm cung cấp oxi, tạo điều kiện thuận lợi cho

vi sinh vật hiếu khí sống, phát triển và phân giải các

chất ô nhiễm

Trang 18

₋ Bể lắng:

Dưới tác động của trọng lượng phần bùn sẽ được lắng xuống

đáy bể; phần bùn lắng được ở đáy bể sẽ bơm tuần hoàn lại bể

sinh học và phần bùn dư sẽ được bơm về bể phân hủy bùn để

xử lý

₋ Bể khử trùng:

Trong bể khử trùng hoá chất khử trùng là Chlorine hoặc

Javen sẽ được bơm vào liên tục bằng bơm định lượng Sau

thời gian tiếp xúc cần thiết, hầu hết các vi khuẩn gây bệnh

trong nước sẽ bị tiêu diệt hoàn toàn, đảm bảo an toàn cho

nước thải về mặt vi sinh trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Hình 4.6 Bể lắng

Hình 4.7 Bể khử trùng

Trang 19

• Ưu điểm:

₋ Xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn

₋ Các công trình phụ trợ ít, ít tốn diện tích xây dựng

₋ Dây chuyền vận hành đơn giản

₋ Các thiết bị đơn giản dễ giám sát, quản lý

• Nhược điểm:

₋ Chủ yếu ứng dụng công nghệ xử lý sinh học nên cần lưu ý tới điều kiện cho bùn hoạt động tốt

nhất

Trang 20

5 Lựa chọn thiết bị và giao thức truyền thông

5.1.1 Bồn chứa nước cấp

Hình 5.1 Bồn chứa nước inox Hwata

• Các ưu điểm của bồn nước inox:

₋ Đảm bảo hoàn toàn nước sạch vì bên trong bồn chứa bằng thép

không gỉ, không nuôi tảo

5.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng

Trang 21

5.1.2 Bồn chứa nước thải

• Tiêu chí chọn buồn chứa nước thải:

₋ Chịu đựng được các hóa chất ăn mòn, chống nước

₋ Tính cơ động cao, đặc biệt xử lý linh hoạt trong quá trình

vận hành

₋ Bền và tuổi thọ cao

₋ Khả năng chịu nhiệt và chịu lực tốt

• Các gân cứng kết nối các tank được bao bọc hoàn toàn bằng

chất liệu composite, để giúp bảo vệ bồn tốt hơn

Hình 5.2 Bồn chứa nước thải composite

Trang 22

5.1.3 Van cấp thoát nước

• Một số loại van thông dụng:

Hình 5.3 Van nước dạng van cổng Hình 5.4 Van nước dạng van bi Hình 5.5 Van nước giảm áp

Trang 23

5.1.4 Máy bơm tăng áp

₋ Máy bơm tăng áp là một loại máy bơm giúp tăng áp lực nước

₋ Máy bơm tăng áp là một loại bơm tự động Khi mở một thiết bị cấp

nước nào đó, máy bơm tăng áp sẽ hoạt động, đẩy một lực vừa đủ để

nước đi nhanh hơn Khi khóa thiết bị cấp nước, thì máy bơm sẽ tự

động cắt

₋ Một số loại máy bơm tăng áp:

₊ Máy bơm tăng áp lắp ghép

₊ Máy bơm tăng áp cơ

₊ Máy bơm tăng áp điện từ

₊ Máy bơm tăng áp có hẹ thống biến tần

Hình 5.6 Máy bơm tăng áp điện tử chịu nhiệt Wilo PB-S125EA loại bơm xuống

Trang 24

5.1.5 Đường ống cấp thoát nước

Có 3 loại ống nhựa được ứng dụng phổ biến nhất hiện nay bao gồm ống PVC, ống HDPE và ống PPR:

Hình 5.7 Ống nhựa PVC Hình 5.8 Ống HDPe SuperPlas DN450 Hình 5.9 Ống PPR

Trang 25

5.1.6 Cảm biến áp suất nước

Sử dụng cảm biến áp suất nước điều khiển biến tần thay

thế cho các công tắc áp suất dùng để đóng ngắt bơm truyền

thống.Trong một số ứng dụng có thể dùng cảm biến áp suất

điều khiến biến tần thay thế cho van điều khiển

Áp suất nước được đo ngay đầu ra của bơm để đảm bảo

độ chính xác cao nhất Cảm biến áp suất nước sẽ chuyển

đổi giá trị áp suất từ đầu bơm thành tín hiệu điện 4-20mA

Hình 5.10 Cảm biến áp suất sử dụng cho biến tần

Trang 26

5.1.7 Cảm biến đo mức nước

Hình 5.12 Cảm biến siêu âm Hình 5.13 Cảm biến đo mức nước

dạng phao tuyến tính

Hình 5.14 Cảm biến mức nước 3

que dung cho mọi loại tank

Hình 5.15 Cảm biến mực nước 2 que dùng cho các tank dần điện

Hình 5.16 Bộ điều khiển mực nước

CDSU-552

Hình 5.11 Cảm biến điện dung do mức nước

Trang 27

5.2 Lựa chọn phần cứng cho tủ điều khiển

5.2.1 Biến tần

Hình 5.17 Tủ điều khiển biến tần điều khiển máy bơm

Điều khiển bơm bằng Biến tần cho bơm

điều áp sẽ được tích hợp các chức năng về

bảo vệ động cơ và các thiết bị trong hệ thống

Khi khởi động, bơm sẽ nhanh chóng đạt đến

vận tốc cực tiểu để đảm bảo cho hoạt động

của hệ thống mà không gây áp lực lớn lên các

van

Hình 5.18 Biến tần Hitachi

Trang 28

5.2.2 Thiết bị DDC và Switch kết nối

Hình 5.19 DDC-8446 Hình 5.20 Switch Cisco 24-Port

Trang 29

• Nút Simulation bật cho mô phỏng hệ thống

• Các nút Manual Control để bấm vận hành van, bơm,

quạt ở chế độ bằng tay

Trang 30

Giao thức truyền thông được ứng dụng trong hệ thống cấp thoát nước tòa nhà thông minh là BACnet

5.3 Giao thức truyền thông của tòa chung cư

Hình 5.22 Giao thức truyền thông

Trang 31

6 Thiết kế mô hình mô phỏng giám sát vận hành

Hình 7.1 Mô hình mô phỏng hệ thống

Trang 32

6.1 Giao diện giám sát hệ thống trên phần mềm WinCC

Trang 33

6.2 Thiết kế web browser giám sát vận hành

Trang 34

Thank you

for watching

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	4 MB