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

Bài tập lớn IBMS: Hệ thống cấp thoát nước cho tịa nhà thơng minh GVHD: PGS.TS Bùi Đăng Thảnh Nhóm 04: Lê Văn Công Nguyễn Khắc Linh Nguyễn Ngọc Đức Thắng 20173694 20174019 20174203 Vũ Văn Hoan Nguyễn Quang Thiều Nguyễn Hải Nam 20173890 20174236 20174088 NỘI DUNG Nhiệm vụ phân cơng Mơ tả tốn yêu cầu thiết kế Hệ thống cấp thoát nước Hệ thống xử lý nước thải Thiết kế lựa chọn thiết bị phần cứng truyền thông Thiết kế mơ hình mơ giám sát vận hành Nhiệm vụ phân công Thành viên Nhiệm vụ Nguyễn Hải Nam Tìm hiểu tốn chung u 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 truyền thông Nguyễn Khắc Linh Thiết kế phần mềm điều khiển giám sát Lê Văn Công Thiết kế web browser giám sát vận hành thuyết minh vẽ Mô tả toán yêu cầu thiết kế 2.1 Lựa chọn đối tượng cho tốn thiết kế Tịa chung cư cao cấp với đầy đủ tiện nghi: • Trung tâm thương mại • Văn phịng cho th • Khu vui chơi giải trí • Phịng gym tiêu chuẩn • Bể bơi bốn mùa Hình 2.1 Tịa chung cư cao cấp Cần thiết kế hệ thống cấp thoát nước để đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, thoát nước xử lý nước thải cho tòa nhà Mơ tả tốn u cầu thiết kế 2.2 Yêu cầu thiết kế • Giám sát lượng nước cung cấp cho hệ thống đảm bảo liện tục • Giám sát mức nước bể chứa nước sinh hoạt, bể xử lý nước thải để tránh trường hợp bể tràn bể cạn nước, gây cháy thiết bị làm nhiễm mơi trường xung quanh • Giám sát hoạt động máy bơm van hoạt động tốt • Giám sát q trình xử lý nước thải diễn trơn tru, hiệu quả, đảm bảo tiêu chuẩn kĩ thuật môi trường Mơ tả tốn u cầu thiết kế 2.2 Các u cầu thơng số kĩ thuật • Tịa chung cư : 15 tầng nhà • Với tầng dùng làm trung tâm thương mại, diện tích sử dụng : 400 m2 • Tầng khu văn phòng cho thuê với số lượng người sử dụng ước tính : 310 người • Số tầng cịn cịn lại (13 tầng) sử dụng cho mục đích hộ nhà • Mỗi tầng có hộ • Mỗi trung bình có người Mơ tả tốn u cầu thiết kế 2.2 Các u cầu thơng số kĩ thuật • • • • Tính tốn lượng nước sinh hoạt cần cho tịa nhà ngày, đêm Tịa nhà có 104 hộ, trung bình có người người trung bình sử dụng 300 lit/ngày đêm => Lượng nước sinh hoạt cho cư dân tòa nhà là: 93.6 m3/ngày đêm Khối văn phịng có 310 người Với tiêu chuẩn người sử dụng 25lit/ngày đêm => Lượng nước sử dụng khối văn phòng là: 7.75 m3/ngày đêm Lưu lượng nước cho khu trung tâm thương mại là: Q = P*S = 400*5/1000 = 2m3/ngày,đêm P : tiêu chuẩn dùng nước 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…) 10% lượng nước tính tốn cho tịa nhà Tổng lượng nước 114 m3/ngày đêm 3.Hệ thống cấp thoát nước 3.1 Hệ thống cấp nước Đặc điểm tòa nhà chung cư : • Mọi người điều xài chung bồn cấp nước phía mái nhà bồn nước ngầm cấp phía dưới, với hệ thống máy bơm nước dùng chung • Ở tầng phía áp lực cao dùng thêm van giảm áp để giảm áp lực, thường bar Các tầng gần mái gần bồn nước mái nhà, nên áp lực thấp lắp thêm bơm tăng áp để đảm bảo áp lực nước cấp Nguồn nước từ nhà máy nước Bể chứa Bơm Bể chứa Bơm tăng áp Van giảm áp Bình điều áp Các hộ gần mái Các hộ phía 3.Hệ thống cấp thoát nước Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống van bơm cấp nước cho tòa nhà: Các hạng mục tính tốn : • Dung tích bể ngầm • Dung tích bể nước mái nhà • Đường kính ống dẫn • Cơng suất máy bơm Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý cấp nước 3.Hệ thống cấp thoát nước 3.2 Hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước gồm hệ thống thoát nước thải hệ thống thoát nước mưa Cấu tạo bao gồm đường ống như: ống thoát phân, ống thoát nước sinh hoạt, ống thoát nước nhà bếp, ống thoát ống thoát nước mưa • Hệ thống nước thải: Dùng để thu dẫn nước thải từ nhà nhà vệ sinh, chậu rửa.phòng tắm nước thu lại, qua phễu thu sàn theo đường ống thoát nước thải tới bể chứa tới bể xử lý Hình 3.2 Đường ống thoát nước thải 10 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 5.1.1 Bồn chứa nước cấp • ₋ ₋ ₋ ₋ ₋ ₋ ₋ Các ưu điểm bồn nước inox: Trọng lượng nhẹ Tuổi thọ cao (Khoảng 40 năm) Lắp đặt đơn giản Chi phí thấp Dễ dàng vệ sinh, khơng độc hại, chống ăn mịn cao Có thể phản xạ ánh sáng mặt trời để hấp thụ nhiệt Đảm bảo hồn tồn nước bên bồn chứa thép không gỉ, không nuôi tảo Hình 5.1 Bồn chứa nước inox Hwata 20 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 5.1.2 Bồn chứa nước thải • Tiêu chí chọn buồn chứa nước thải: ₋ Chịu đựng hóa chất ăn mịn, chống nước ₋ Tính động cao, đặc biệt xử lý linh hoạt trình vận hành ₋ Bền tuổi thọ cao ₋ Khả chịu nhiệt chịu lực tốt • Các gân cứng kết nối tank bao bọc hoàn toàn chất liệu composite, để giúp bảo vệ bồn tốt Hình 5.2 Bồn chứa nước thải composite 21 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 5.1.3 Van cấp nước • Một số loại van thơng dụng: Hình 5.3 Van nước dạng van cổng Hình 5.4 Van nước dạng van bi Hình 5.5 Van nước giảm áp 22 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 5.1.4 Máy bơm tăng áp ₋ ₋ ₋ Máy bơm tăng áp loại máy bơm giúp tăng áp lực nước Máy bơm tăng áp loại bơm tự động Khi mở thiết bị cấp nước đó, máy bơm tăng áp hoạt động, đẩy lực vừa đủ để nước nhanh Khi khóa thiết bị cấp nước, máy bơm tự động cắt Một số loại máy bơm tăng áp: ₊ Máy bơm tăng áp lắp ghép ₊ Máy bơm tăng áp ₊ 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 23 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 5.1.5 Đường ống cấp nước Có loại ống nhựa ứng dụng phổ biến bao gồm ống PVC, ống HDPE ống PPR: Hình 5.7 Ống nhựa PVC Hình 5.8 Ống HDPe SuperPlas DN450 Hình 5.9 Ống PPR 24 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 5.1.6 Cảm biến áp suất nước Sử dụng cảm biến áp suất nước điều khiển biến tần thay cho cơng tắc áp suất dùng để đóng ngắt bơm truyền thống.Trong số ứng dụng dùng cảm biến áp suất điều khiến biến tần thay cho van điều khiển Áp suất nước đo đầu bơm để đảm bảo độ xác cao Cảm biến áp suất nước 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 25 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.1 Lựa chọn thiết bị phần cứng 5.1.7 Cảm biến đo mức nước Hình 5.11 Cảm biến điện dung mức nước Hình 5.14 Cảm biến mức nước que dung cho loại tank Hình 5.12 Cảm biến siêu âm Hình 5.15 Cảm biến mực nước que dùng cho tank dần điện Hình 5.13 Cảm biến đo mức nước dạng phao tuyến tính Hình 5.16 Bộ điều khiển mực nước CDSU-552 26 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.2 Lựa chọn phần cứng cho tủ điều khiển 5.2.1 Biến tần Điều khiển bơm Biến tần cho bơm điều áp tích hợp chức bảo vệ động thiết bị hệ thống Khi khởi động, bơm nhanh chóng đạt đến vận tốc cực tiểu để đảm bảo cho hoạt động hệ thống mà không gây áp lực lớn lên van Hình 5.17 Tủ điều khiển biến tần điều khiển máy bơm Hình 5.18 Biến tần Hitachi 27 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.2 Lựa chọn phần cứng cho tủ điều khiển 5.2.2 Thiết bị DDC Switch kết nối Hình 5.19 DDC-8446 Hình 5.20 Switch Cisco 24-Port 28 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.2 Lựa chọn phần cứng cho tủ điều khiển 5.2.3 Bảng nút điều khiển • Gồm có nút Start/Stop để bật/tắt mơ hệ thống • Các nút Auto/Man cho phép vận hành tự động tay • Nút Simulation bật cho mơ hệ thống • Các nút Manual Control để bấm vận hành van, bơm, quạt chế độ tay Hình 5.21 Bảng điều khiển nút 29 Lựa chọn thiết bị giao thức truyền thông 5.3 Giao thức truyền thơng tịa chung cư Giao thức truyền thơng ứng dụng hệ thống cấp nước tịa nhà thơng minh BACnet Hình 5.22 Giao thức truyền thơng 30 Thiết kế mơ hình mơ giám sát vận hành Hình 7.1 Mơ hình mơ hệ thống 31 6.1 Giao diện giám sát hệ thống phần mềm WinCC 32 6.2 Thiết kế web browser giám sát vận hành 33 Thank you for watching 34 ... nước 3.2 Hệ thống thoát nước Hệ thống thoát nước gồm hệ thống thoát nước thải hệ thống thoát nước mưa Cấu tạo bao gồm đường ống như: ống thoát phân, ống thoát nước sinh hoạt, ống thoát nước nhà bếp,... ống nước thải 10 3 .Hệ thống cấp nước • Hệ thống nước mưa: Dùng để thoát nước mưa từ mái nhà Hệ thống thoát nước mưa gồm: máng dẫn nước, phễu thu lưới chắn, ống đứng thoát nước rãnh thoát nước. .. cho tịa nhà Tổng lượng nước 114 m3/ngày đêm 3 .Hệ thống cấp thoát nước 3.1 Hệ thống cấp nước Đặc điểm tòa nhà chung cư : • Mọi người điều xài chung bồn cấp nước phía mái nhà bồn nước ngầm cấp phía