Hệ thống cung cấp nước nhà cao tầng

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 Biên Hòa - Đồng Nai, tháng 1, năm 2021 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cảm ơn khoa công nghệ, trường đại học công nghệ Đồng Nai, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập Chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn Hải Đăng tận tình hướng dẫn bảo chúng em trình thực đề tài tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa tận tình giảng dạy, trang bị cho em kiến thức quý báu năm vừa qua Chúng em xin cảm ơn quan tâm giúp đỡ ủng hộ anh chị bạn bè trình thực khóa đề tài Mặc dù cố gắng hồn thành khóa luận phạm vi khả cho phép chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận thơng cảm, góp ý tận tình bảo q thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Hải Đăng tận tâm hướng dẫn chúng em qua buổi học lớp buổi nói chuyện, thảo luận lĩnh vực sáng tạo nghiên cứu khoa học Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ tiểu luận em khó hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành 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 CHƯƠNG I HỆ THỐNG BƠM CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG 1.1 Giới thiệu hệ thống bơm cấp nước cho nhà cao tầng 1.1.1 Các loại hệ bơm cấp nước cho nhà cao tầng 1.1.2 Chức 1.2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng 1.2.2 Các điều luật tiêu chuẩn quy cách áp dụng CHƯƠNG II TÌM HIỂU MƠ TẢ NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG .6 2.1 Mô tả nguyên lý hoạt động hệ thống .6 2.2 Các lưu ý thiết kế 2.3 Ứng dụng hệ thống bơm cấp nước thực tế 2.4 Kết cấu đặc điểm máy bơm sử dụng 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 thơng số lượng vùng sử dụng bơm .12 CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG .14 3.1 Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước bên - TCVN 4513: 1988 14 3.2 Tính toán thiết kế để kiểm nghiệm lại hệ thống tòa nhà 17 3.2.1 Các số liệu hệ thống bơm tòa nhà sau 17 KẾT LUẬN 21 Tài liệu tham khảo 22 MỤC LỤC HÌ Hình 1 Các hệ bơm cấp nước nhà cao tầng .2 Hình Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng Hình Mơ hình hệ thống cấp nước nhà cao tầng 4Y Hình Máy bơm nước tịa nhà Etown - Tân Bình Hình 2 Sơ đồ làm việc hệ thống điều khiển nhiều bơm Hình Máy bơm nước tịa nhà Etown - Tân Bình 10 Hình Model máy bơm nước tòa nhà Etown- Tân Bình 12 Hình Các hệ số máy bơm làm việc 13 Hình Biểu đồ máy bơm đẩy nước lên bể 13 MỤC LỤC BẢN Bảng Bảng số liệu thiết bị sử dụng Bảng TCVN 4513: 1988 14 Bảng Tiêu chuẩn nước chữa cháy số cột nước chữa cháy bên nhà lấy theo bảng 16 LỜI MỞ ĐẦU  Ngày máy bơm dùng rộng rãi đời sống ngành kinh tế quốc dân Trong công nghiệp, máy bơm dùng để cung cấp nước cho lò cao, hầm mỏ, nhà máy bơm dầu công nghiệp khai tác dầu mỏ Trong kỹ nghệ chế tạo máy bay, nhà máy điện nguyên tử dùng máy bơm Trong nông nghiệp, máy bơm dùng để bơm nước tưới tiêu úng Trong đời sống máy bơm dùng cấp nước cho nhu cầu ăn uống người, vật nuôi Cùng với phát triển không ngưng kỹ thuật công nghệ, đời máy bơm đại, đồng thời có số nhà máy chế tạo bơm như: Công ty chế tạo bơm Hải Dương, Cơng ty khí điện thủy lợi, Nhà máy khí Duyên Hải sản xuất máy bơm phục vụ cho đất nước Do đó, giao đề tài “khảo sát kiểm tra hệ thống bơm nước tịa nhà E tower TÂN BÌNH”, tác giả dựa số liệu khảo sát thực tế số nhân viên, số nhà vệ sinh thực tế dự kiến lượng nước sử dụng lúc tối đa, đồng thời tìm hiểu bể cấp nước từ hệ thống nước thành phố đặt bể chìm tầng hầm, bể cấp nước cho nhà vệ sinh đặt sân thượng để hoàn thành tập tiểu luận CHƯƠNG I HỆ THỐNG BƠM CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG 1.1 Giới thiệu hệ thống bơm cấp nước cho nhà cao tầng 1.1.1 Các loại hệ bơm cấp nước cho nhà cao tầng Hình 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 trạm bơm cho tầng - Bể ngầm  Trạm bơm  phân vùng cấp nước tới tầng - Bể ngầm  Trạm bơm  Tới tầng Bể trung gian  Trạm bơm phân vùng cấp nước tới tầng - Bể ngầm  bơm biến tần (1 duty, stanby) + bình áp lực  phân vùng cấp nước (mỗi vùng tầng), với ống đứng từ ống gom header Hệ thống đường ống với van chống nước va, van điều áp lắp ống đứng đầy đủ van khóa khác 1.1.2 Chức Chúng ta bắt gặp hệ thống bơm nước cơng nghiệp tuần hồn nhà máy công nghiệp hay hệ thống cung cấp nước sinh hoạt cao ốc chức khách sạn, văn phòng, hộ cao cấp, nơi cần thiết lượng nước sinh hoạt lớn với nhu cầu (lưu lượng) thay đổi thường xuyên Việc nghiên cứu sử dụng hiệu nguồn điện cung cấp cho nhóm phụ tải cơng suất lớn có đặc tính giao động quan tâm nhiều, bối cảnh tiêu chí tiết kiệm điện ln đề cập đến dự án lớn Để đáp ứng yêu cầu cấp nước với áp suất không đổi công nghiệp, dân dụng, hệ thống tưới tiêu tiết kiệm nước nông nghiệp 1.2 Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng - Hệ thống cấp thoát nước: Vấn đề áp lực, lưu lượng, thiết kế hệ thống cấp nước thường khó khăn nên cần u cầu cao, tính tốn kỹ lưỡng ,triệt để - Hệ thống phòng cháy chữa cháy: Được trang bị đầy đủ hệ th ống, thiết bị kỹ thuật phịng cháy chữa cháy, đảm bảo an tồn xảy hỏa hoạn Hình Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng + Xây dựng bể nước mái: Đây phương án cơng trình Việt nam Nước bơm từ bể nước ngầm lên bể chứa mái, sau từ bể nước mái gồm trục cấp nước cho tầng phía dưới, phương án khơng sợ điện máy bơm (vì bể nước mái dự trữ tối thiểu ngày đêm) Tuy nhiên phải xây dựng bể nước mái lớn mái nhà (thông thường khoảng 30-50m3) + Phương án không dùng bể nước mái: 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 thiết bị dùng nước Phương án sử dụng nhiều nước phát triển nguồn điện ổn định - Nhược điểm phương án hệ thống bơm có cơng suất lớn phải có bình áp, phải có hệ thống điện dự phịng 24/24h Hình Mơ hình hệ thống cấp nước nhà cao tầng 1.2.2 Các điều luật tiêu chuẩn quy cách áp dụng Việc thiết kế xây dựng cơng trình phải tn thủ yêu cầu điều luật tiêu chuẩn quy cách Việt Nam áp dụng quan chức có thẩm quyền ban hành việc thiết kế, đánh giá, sản xuất, thử nghiệm lắp đặt vận hành  Một số tiêu chuẩn tham khảo - TCVN 4513-88 : Cấp nước bên - TCVN 4519-88 : Hệ thống cấp thoát nước bên nhà cơng trình Quy phạm nghiệm thu thi công - TCVN 5576 : 1991 : Hệ thống cấp thoát nước - TCVN 6140 : 1996 : Oáng polyvinyl clorua cứng (PVC-U) dùng để cung cấp nước (ISO 6992 : 1986) - TCVN 6151 : 1996 : Ống phụ tùng nối polyvinyl clorua cứng (PVC-U)dùng (ISO 4422 : 1920) để cấp nước - TCVN 6250 : 1997 : Ống polyvinyl clorua cứng (PVC-U) Hướng dẫn lắp đặt (ISO 4191 : 1989) - TCVN 6253 : 1997 : Ống nhựa dùng để vận chuyển nước sinh hoạt (ISO 8795 : 1990) Phương pháp thử - TCVN 5436 : 1998 : Sản phẩm sứ vệ sinh, phương pháp thử - TCVN 6073 : 1995 : Sản phẩm sứ vệ sinh - TCVN 3786 : 1994 : Ống sành thoát nước phụ tùng - TCVN 4038 - 85 : Thoát nước - TCVN 4474 - 87 : Thoát nước bên 2.3 Ứng dụng hệ thống bơm cấp nước thực tế Hiện tòa nhà E tower-Tân Bình, sau khảo sát cấu trúc tòa nhà E (12 tầng) tiêu sau - Số lavapo/ tầng - Số bồn tiểu/ tầng - Số bồn cầu/ tầng - Số vòi nước phụ/ tầng - Số phòng/ tầng - Số người / phòng/ tầng - Chiều cao/ phòng/ tầng - Các ghi khác Hình 2 Sơ đồ làm việc hệ thống điều khiển nhiều bơm Tầng Tầng Bồn Bồn Lavap o tiểu cầu 0 Vòi nước phụ Chiều Số phòng Chỉ để xe Số Người cao 4m Ghi hầm Tầng Phòng máy Phòng làm Tầng Tầng 3 Công cụ 10 25 4m 4m việc Phòng làm Tầng 12 25 4m việc Phòng làm Tầng 16 25 4m việc Phòng làm Tầng 6 14 25 4m việc Phòng làm Tầng 14 25 4m việc Phòng làm Tầng 14 25 4m việc Phòng làm Tầng 14 25 4m việc Phòng làm Tầng 10 11 100 4m việc Phòng làm Tầng 11 0 0 10 100 4m việc Phòng làm Tầng 12 0 0 100 4m việc Phòng làm việc Bồn nước để tầng 12 có nghĩa độ cao tổng chiềi cao tòa nhà trừ Toàn đường ống nước dẫn vào thiết bị sử dụng ống phi 21 có van m Bảng Bảng số liệu thiết bị sử dụng 2.4 Kết cấu đặc điểm máy bơm sử dụng hệ thống bơm cấp nước 2.4.1 Giới thiệu máy bơm Máy bơm loại máy thủy lực, nhận lượng từ bên (cơ năng, điện năng, thủy ) truyền lượng cho dòng chất lỏng, nhờ đưa chất lỏng lên độ cao định dịch chuyển chất lỏng theo hệ thống đường ống Hình Máy bơm nước tịa nhà Etown - Tân Bình 2.4.2 Các loại máy bơm Người ta chia máy bơm nhiều loại dựa vào đặc điểm nguyên lý tác động cánh bơm vào dòng nước, dạng lượng làm chạy máy bơm, kết cấu máy bơm, mục đích bơm, loại chất lỏng cần bơm Trong thường dùng đặc điểm thứ để phân loại máy bơm theo đặc điểm máy bơm chia làm hai nhóm bơm động học bơm thể tích Nhóm - Bơm động học: Trong buồng công tác máy bơm động học, chất lỏng nhận lượng liên tục từ cánh bơm truyền cho suốt từ cửa vào đến cửa bơm Loại máy bơm gồm có bơm sau - Bơm cánh quạt: Bơm li tâm, hướng trục, cánh chéo Trong loại máy bơm này, cánh quạt gắn bánh xe công tác truyền trực tiếp lượng lên chất lỏng để đẩy chất lỏng dịch chuyển Loại bơm thường có lưu lượng lớn, cột áp thấp bơm 10 nước gọi cụ thể cột nước hiệu suất tương đối cao, thường dùng nông nghiệp ngành cấp nước khác - Bơm xoắn: Chất lỏng qua rãnh bánh xe công tác máy bơm nhận lượng để tạo dòng chảy xoắn đẩy khỏi cửa bánh xe công tác Người ta dùng máy bơm chủ yếu công tác hút nước hố thấm, tiêu nước, cứu hỏa - Bơm tia: Dùng dịng tia chất lỏng dịng khí bên ngồi có động lớn phun vào buồng cơng tác bơm nhờ hút đẩy chất lỏng Loại bơm bơm lưu lượng nhỏ, thường dùng để hút nước giếng dùng thi công - Bơm rung: Cơ cấu công tác bơm pít tơng-van giao động qua lại với tầng số cao gây nên tác động rung học lên dòng chất lỏng để hút đẩy chất lỏng Loại bơm có lưu lượng nhỏ, thường dùng bơm nước giếng giếng mỏ - Bơm khí ép: Loại bơm nhờ tạo hỗn hợp khí nước có trọng lượng riêng nhỏ trọng lượng riêng nước để dâng nước cần bơm lên cao Loại bơm thường dùng để hút nước bẩn nước giếng - Bơm nước va (bơm Taran): Lợi dụng tượng nước va thủy lực để đưa nước lên cao Loại bơm bơm lưu lượng nhỏ, thường dùng cấp nưóc cho vùng nơng thơn miền núi Nhóm - Bơm thể tích: Nguyên lý làm việc loại bơm thay đổi có chu kỳ thể tích buồng công tác truyền áp lực hút đẩy chất lỏng Bơm có loại sau: - Bơm pít tơng: Pít tơng chuyển động tịnh tiến qua lại có chu kỳ buồng công tác để hút đẩy chất lỏng Loại bơm tạo cột áp cao, lưu lượng nhỏ nên nơng nghiệp dùng, thường dùng máy móc cơng nghiệp - Bơm rơ to: Dùng cấu bánh bánh vít, cánh trượt đặt chu vi phần quay bơm để đẩy chất lỏng Bơm gồm có bơm khía, bơm pít tơng quay, bơm trượt, bơm vít, bơm pít tơng quay, bơm chân khơng vịng nước Bơm rơ to có lưu lương nhỏ thường dùng cơng nghiệp 11 2.4.3 Các thơng số lượng vùng sử dụng bơm Thơng số lượng máy bơm số liệu chủ yếu biểu thị đặc tính máy bơm bao gồm lưu lượng Q, cột nước H, cơng suất N, số vịng quay n độ cao hút nước cho phép Những thông số nhà máy chế tạo bơm ghi sẵn nhãn hiệu máy Hình Model máy bơm nước tịa nhà Etown- Tân Bình  Lưu lượng Q Lưu lượng thể tích khối chất lỏng máy bơm bơm lên đơn vị thời gian Q (l/s, m3/s, m3/h) Thể tích m3 lit, cịn thời gian tính giây -thường máy bơm lớn, - thường dùng đối máy bơm nhỏ thường dùng lưu lượng cho toàn trạm 12  Cột nước H Cột nước lượng mà máy bơm truyền cho đơn vị khối lượng chất lỏng qua Năng lượng hiệu số lượng đơn vị chất lỏng cửa cửa vào bơm Hình 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 động truyền tới N  Vòng quay n (v/p) n số vòng quay máy bơm phút Hình Biểu đồ máy bơm đẩy nước lên bể 13 CHƯƠNG III TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 3.1 Tiêu chuẩn thiết kế cấp nước bên - TCVN 4513: 1988 Bảng TCVN 4513: 1988 14  Chú thích - Đối với nhà ở, nước sinh hoạt dùng hàng ngày lấy vịi cơng cộng đường phố, tiểu khu, tiêu chuẩn dùng nước trung bình người lấy từ 40 đến 60 l/ngày - Tiêu chuẩn dùng nước cho giường bệnh bệnh viện, nhà an dưỡng, nhà nghỉ cho chỗ trường nội trú tính đến lượng nước dùng nhà ăn, nhà giặt - Tiêu chuẩn dùng nước cán làm việc trụ sở, quan hành gồm lượng nước cho khách Nước dùng cho nhà ăn cần tính bổ sung - Tiêu chuẩn dùng nước thiết bị máy móc đặt bên nhà giặt máy, công ty ăn uống, cửa hàng ăn uống nhà khác quy định theo đồ án thiết kế kĩ thuật - Nước làm nguội máy thiết bị lạnh điều hịa khơng khí nêu tiêu chuẩn dùng nước cần tính nêng - Khi lấy nước nóng trực tiếp từ mạng lưới cấp nhiệt từ trạm nồi khu vực, tính tốn đường ống, lưu lượng nước lạnh phải tính với hệ số 0,7 - Tiêu chuẩn nước tưới đường nêu bảng đượctính cho lần tưới ngày phụ thuộc vào điều kiện khí hậu - Lưu lượng nước cho thiết bị công nghệ sở điều trị khơng nêu bảng 3.1 lấy theo quy định thiết kế công nghệ 15  Tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy Bảng Tiêu chuẩn nước chữa cháy số cột nước chữa cháy bên nhà lấy theo bảng  Chú thích - Nếu ống vịi rồng vải bạt đường kính từ 66mm dài 125m đường kính đầu phun lăng 19mm lưu lượng nước l/s - Ở khu dân dụng hay ga xe lửa phụ, trường hợp đặc biệt vị trí bất lợi áp lực nước tự hạ thấp xuống 7m 16 3.2 Tính tốn thiết kế để kiểm nghiệm lại hệ thống tòa nhà 3.2.1 Các số liệu hệ thống bơm tòa nhà sau  Công suất bơm: 15 HP  Tần số: 50 Hz  Lưu lượng: Q = 14 ÷ 34 m3/h  Số vòng quay: 2900 vòng/phút  Voltage: 400 V  Nhiệt độ nước đo 20 0C  Đường kính ống đẩy 75mm, đường kính ống hút 90mm, có valve  Chiều cao cần đưa nước lên là: 48m  Bơm ly tâm đặt độ cao: 5m  Trên đường ống hút (chiều dài 15m) đặt hai valve chiều có hai khúc cong 900  Trên đường ống đẩy (chiều dài 58m) có hai khúc cong 900 bốn khúc cong 1100  Áp kế ống đẩy từ bơm ra: 7bar  Chân không kế ống hút: 12,94 mmHg Yêu cầu: - Tính vận tốc ống hút - Tính tổn thất ma sát đường ống đẩy - Chọn bơm - Chiều cao hút tối đa bơm 17 Vận tốc nước ống hút Tính tổn thất ma sát đường ống đẩy Do: 1.10 < Re = 110597 < 5.10 - chế độ chảy rối Tính tổn thất ma sát đường ống hút: Độ nhám ống dẫn ∆ = 0,2mm ( bảng phụ lục 17- page 311- bơm, quạt, máy nén – Bùi Trung Thành) Hệ số ma sát ống đẩy: Hệ số ma sát ống hút: 18 Tổng hệ số ma sát cục đường ống hút: Tổn thất cột áp đường ống hút: Tổng hệ số ma sát cục đường ống đẩy: Tổn thất cột áp đường ống đẩy: Tổng tổn thất cột áp: Chọn bơm Áp suất ống hút: P1 = 760 - 12,94 = 747,06 mmHg = 10,16 m nước 19 Áp suất ống đẩy: P2 = + 0,98 = 7,98 bar = 81,43 m Cột áp toàn phần bơm tạo ra: Cơng suất có ích bơm: Đối với bơm ly tâm có lưu lượng trung bình, chọn = 0,6 Khi cơng suất động bơm: N dc = 5,178 / 0,6 = 8,63 KW = 12 HP ( 1HP = 736 W) Ở đây, người ta chọn bơm ly tâm hiệu: PCWM 151 – D13 có thơng số: N = HP, n = 2900 v/ph, = 0,55, Q = 14 ÷ 34 m3 /h Chiều cao hút tối đa bơm Để tránh trường hợp xâm thực, chiều cao hút bơm xác định: Chiều cao hút tối đa bơm tính sau: Vậy bơm đặt độ cao 5m so với mức nước bể hút đạt yêu cầu 20 KẾT LUẬN Đề tài tiểu luận có ý nghĩa lớn ứng dụng thực tiễn, đề tài giúp cho thân chúng em học tập nhiều kiến thức, trang bị hành trang cho người kĩ sư trước rời mái trường đại học công nghệ Đồng Nai Một lần nữa, cảm ơn thầy ThS Nguyễn Hải Đăng hết lòng tận tâm tận lực dạy truyền đạt kiến thức bổ ích cho toàn thể cho chúng em Chúng em cố gắng thu thập tài liệu thực tế chỉnh sửa cho hoàn thiện đề tài tiểu luận giao Tuy cố gắng nhiều chắn không tránh khỏi sai sót, chúng em mong nhận góp ý 21 Tài liệu tham khảo http://nhietlanhvietnam.net/forum/showthread.php?t=976 http://www.ant7.com/forum/forum_post.asp?TID=8475 http://www.ant7.com/forum/forum_post.asp?TID=8474 http://www.nuoc.com.vn/component/option,com_fireboard/Itemid,28/func,view/c atid,31/ id,2533/ http://tudonghoa24.com/index.php?pg=newsdetail&idnews=1679&idnewscat=1 http://www.grundfos.vn/web/homevn.nsf/Webopslag/474DF6B96616DA14C125 759700 1D4C0C http://giaxaydung.vn/diendan/archive/index.php/f-120.html 22 ... CHƯƠNG I HỆ THỐNG BƠM CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG 1.1 Giới thiệu hệ thống bơm cấp nước cho nhà cao tầng 1.1.1 Các loại hệ bơm cấp nước cho nhà cao tầng Hình 1 Các hệ bơm cấp nước nhà cao tầng - Bể... Hình 1 Các hệ bơm cấp nước nhà cao tầng .2 Hình Sơ đồ hệ thống cấp nước nhà cao tầng Hình Mơ hình hệ thống cấp nước nhà cao tầng 4Y Hình Máy bơm nước tòa nhà Etown... I HỆ THỐNG BƠM CẤP NƯỚC CHO NHÀ CAO TẦNG 1.1 Giới thiệu hệ thống bơm cấp nước cho nhà cao tầng 1.1.1 Các loại hệ bơm cấp nước cho nhà cao tầng 1.1.2 Chức 1.2 Sơ đồ hệ thống