宿舍樓智能化恒壓供水系統(tǒng)-職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文

1、<p>　　ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題　　目： 　　 宿舍樓智能化恒壓供水 </p><p>　　系 （部）： 電氣

2、工程系 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 發(fā)電廠及電力系 </p><p>　　姓 名： 龔 強(qiáng) </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 201006026 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 彭學(xué)虎

3、</p><p>　　2013年 5 月 19 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展就目前的形勢(shì)看來(lái)傳統(tǒng)的供水方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足高樓上的水能夠恒壓供給。因此在很多高樓上恒壓供水比較需求，能源緊張。變頻恒壓供水裝置已經(jīng)技術(shù)成熟，在市場(chǎng)上得到良好反映，從節(jié)能運(yùn)行到系統(tǒng)穩(wěn)定可靠得到社會(huì)認(rèn)可。</p&g

4、t;<p>　　本系統(tǒng)利用PLC、傳感器、電氣控制設(shè)備、變頻器及水泵機(jī)組組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使供水管網(wǎng)壓力保持恒定．由于具有 自動(dòng)化程度高、高效節(jié)能、安全衛(wèi)生.而且這個(gè)系統(tǒng)采用3臺(tái)水泵.實(shí)現(xiàn)兩用一備可以大大提高供水效率以及控制相對(duì)方便快捷.</p><p>　　Abstract：Along with the economic development of present situation of tr

5、aditional water seems can not satisfy the high water supply to constant pressure. So many buildings in the constant pressure water supply and demand of energy compared. Frequency constant pressure water supply device has

6、 mature technology in the world market, get good reflected from the energy-saving running into the system is stable and reliable socially approved.</p><p>　　This system USES PLC, sensors, electrical control

7、equipment, inverter and pump unit composed of closed-loop control system, make water supply pipe pressure constant. Because it has a high degree of automation, energy efficient, safe health. And this system USES 3 pump.

8、Realizing a ready and can improve the efficiency of water supply and control, convenient. </p><p>　　Key words：Maintains a constant pressure A high degree of automation, high efficiency and energy saving<

9、/p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要-----------------------------------------------------------3</p><p>　　關(guān)鍵詞---------------------------------------------------------3</p>

10、;<p>　　Abstract-------------------------------------------------------4</p><p>　　Key Words-----------------------------------------------------5</p><p>　　引言------------------------------

11、-----------------------------8</p><p>　　第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)--------------------------------------------</p><p>　　1.1 概述---------------------------------------------------9</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)目

12、的與要求----------------------------------------9</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容與示意圖------------------------------------- 10</p><p>　　第2章 調(diào)查與核算---------------------------------------------11</p><p&g

13、t;　　3.1 樓宇概況調(diào)查-----------------------------------------</p><p>　　3.2 水泵功率計(jì)算-----------------------------------------17</p><p>　　3.3 水泵的選型與布置---------------------------------20</p><

14、p>　　第3章 恒壓供水的電氣設(shè)計(jì)-----------------------------------17</p><p>　　2.3 電氣設(shè)計(jì)概述-----------------------------------------------12</p><p>　　3.4 電氣主回路-----------------------------------------------

15、24</p><p>　　3.5 電氣控制回路---------------------------------------------37</p><p>　　2.4 變頻器過(guò)濾機(jī)電控要求-----------------------------------</p><p>　　2.5 變頻器過(guò)濾版說(shuō)明書(shū)---------------------------

16、-----------</p><p>　　第4章 恒壓供水流程圖</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)---------------------------------------------------47</p><p>　　參考文獻(xiàn)----------------------

17、---------------------------------48</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　本次對(duì)水利水電恒壓供水系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)是根據(jù)我校(浙江水利水電專(zhuān)科學(xué)校電氣工程系)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)《恒壓供水系統(tǒng)改造》要求編擬的。</p><p>　　我的本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是對(duì)水利水電教學(xué)樓供水系統(tǒng)電氣一、二次及

18、水泵選型和布置進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本次的設(shè)計(jì)中，我將本著貫徹經(jīng)濟(jì)發(fā)展，安全經(jīng)濟(jì)合理，綜合考慮發(fā)展等要求規(guī)劃設(shè)計(jì)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)對(duì)我學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，涉及專(zhuān)業(yè)知識(shí)十分廣泛，是大學(xué)三年所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的大綜合，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)本專(zhuān)業(yè)的主要課程將有一個(gè)更為全面和系統(tǒng)的掌握，增強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高了實(shí)際工程的意識(shí)，鍛煉了獨(dú)立分析和解決電力工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，為以后的實(shí)際從事電力相關(guān)工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。<

19、;/p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，得到了彭學(xué)虎老師的全面輔導(dǎo)和熱情幫助，特別是我在設(shè)計(jì)中碰到的困難和問(wèn)題都得到了指導(dǎo)老師的幫助，才能使本次設(shè)計(jì)得以順利完成，在此我對(duì)指導(dǎo)老師的無(wú)私幫助表示由衷的謝意！</p><p>　　本次設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)資料不足以及我的能力有限，因此在設(shè)計(jì)中存在疏漏和錯(cuò)誤在所難免，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)和指正。</p><p>　　第一章 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)<

20、;/p><p><b>　　1.1 概述：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)：水利水電教學(xué)樓供水系統(tǒng)改造</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的要求</b></p><p>　　1．恒壓供水的必要性</p><p>　　由于城市市政自來(lái)水管網(wǎng)壓力的限制。一般高層建筑住宅小&l

21、t;/p><p>　　區(qū)5層以上的樓層供水均需采用加壓供水。而居民小區(qū)的分時(shí)用</p><p>　　水量隨著季節(jié)和作息時(shí)間而變化。例如，夏季的用水量比冬季高，</p><p>　　早晨和晚上用水量比白天和凌晨高。岡此，用水量時(shí)間曲線(xiàn)不是</p><p>　　一條平緩的曲線(xiàn)，而是有一定陡度的峰谷明顯的曲線(xiàn)。當(dāng)然，由于</p><

22、p>　　各個(gè)小區(qū)樓盤(pán)檔次不同，居民的生活習(xí)慣不一樣，造成各個(gè)小區(qū)</p><p>　　的用水量時(shí)間曲線(xiàn)也是不同的。</p><p>　　一般情況下，可以考慮水泵的特性是不變的，即H=KQ2。此時(shí)</p><p>　　水泵的Q．H特性曲線(xiàn)見(jiàn)附圖。當(dāng)水泵運(yùn)行在工頻時(shí)，其Q_T特性</p><p>　　曲線(xiàn)見(jiàn)曲線(xiàn)IlD。揚(yáng)程與流量呈反方向變化

23、。即Qt，則HJ。QJ，</p><p>　　則Ht。也就是說(shuō)，在額定工頻運(yùn)行工況下，隨著居民生活用水量</p><p>　　的改變，水泵的揚(yáng)程必然隨之改變。造成供水壓力的不穩(wěn)定，同時(shí)</p><p><b>　　造成電能的浪費(fèi)。</b></p><p>　　2．變頻恒壓供水的節(jié)能原理</p><p&

24、gt;　　由于水泵的流量與供電頻率呈正比例關(guān)系，即QdQ廣--nJnx。</p><p>　　因此，可以通過(guò)改變電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)</p><p>　　水泵供水量Q的目的。</p><p>　　由水泵的的特性，可以導(dǎo)出以下兩個(gè)公式：</p><p>　　(1)揚(yáng)程與頻率的平方成正比例關(guān)系，即Hn／Hx=(rm／nxy2．&

25、lt;/p><p>　　目前恒壓供水系統(tǒng)還有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1、節(jié)能，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)電20%--40%。能實(shí)現(xiàn)綠色用電。</p><p>　　2、占地面積小，投入少，效率高。</p><p>　　3、配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。</p><p>　　4、運(yùn)行合理，由于是軟起和軟停，不但可以消除水

26、錘效應(yīng)，而且電機(jī)軸上的平均扭曲矩和磨損小，減少了維修量和維修費(fèi)用。并且水泵的壽命大大提高。</p><p>　　5、由于變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，防止了很多傳染疾病的傳染源頭。</p><p>　　6、通過(guò)通信控制，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)約了人力物力。</p><p>　　變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備的主要應(yīng)用場(chǎng)合</p><

27、;p>　　高層建筑，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水；</p><p>　　各類(lèi)工業(yè)需要恒壓控制的用水，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補(bǔ)水等；</p><p><b>　　中央空調(diào)系統(tǒng)；</b></p><p><b>　　自來(lái)水廠增壓系統(tǒng)；</b></p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容：&l

28、t;/p><p>　　對(duì)水利水電4棟教學(xué)樓進(jìn)行恒壓供水設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用3臺(tái)水泵運(yùn)作。首先由外來(lái)水管通往樓宇附近造一較大水池。再由水池抽水并利用現(xiàn)代科技PLC與常規(guī)電氣連接控制水泵，從而對(duì)大樓分別進(jìn)行恒壓供水。每個(gè)水泵的功率以及各樓層的高度.所需要的壓力都經(jīng)過(guò)精密計(jì)算然后再選定需要的元器件以及接線(xiàn)方式。</p><p><b>　　示意圖如下：</b></p>

29、<p><b>　　第二章 調(diào)查與核算</b></p><p>　　2.1.用水狀況說(shuō)明</p><p>　　1、樓高：每幢樓高約23米</p><p>　　2、用水性質(zhì)：生活用水</p><p>　　3、用水戶(hù)數(shù)/人數(shù)：分四幢樓，</p><p>　　其中一幢樓28間*6層+底層1間

30、；</p><p>　　其余三幢均為24間*6層。</p><p>　　并且每間所需要水龍頭分3檔：</p><p>　?。?）3個(gè)普通放水龍頭</p><p><b>　　（2）1個(gè)淋浴蓬頭</b></p><p>　?。?）1個(gè)便器沖水用龍頭.</p><p>　　4幢

31、宿舍樓間距分別為25米、20米、20米</p><p>　　2.2.用水額定計(jì)算</p><p>　　1、根據(jù)給水排水手冊(cè)查得用水定額，并用下列公式計(jì)算其用水量，確定地形揚(yáng)程。</p><p>　　最高日用水量：（m3/d）</p><p>　　用水定額：，可查表取值，注意不同的用水性質(zhì)。1000升 = 1 立方米</p>&l

32、t;p>　　用水單位：，根據(jù)項(xiàng)目需要，一般是人數(shù)。</p><p>　　最大小時(shí)生活用水量：(m3/h)</p><p>　　小時(shí)變化系數(shù)：，可查表。每日用水時(shí)間：</p><p>　　2.3水泵揚(yáng)程和流量（出水量）估算</p><p>　　生活給水設(shè)計(jì)秒流量：</p><p>　　604個(gè)寢室，普通住宅，有大便

33、器、淋浴設(shè)備，生活衛(wèi)生器具為：每個(gè)宿舍洗手盆水龍頭1個(gè)，淋浴器1個(gè)，洗臉龍頭1個(gè)，大便器沖水1個(gè)，灌水龍頭1個(gè)。</p><p>　　A、建筑物用途系數(shù)：；（查表）</p><p>　　B、根據(jù)上述條件計(jì)算管段衛(wèi)生器具給水當(dāng)量總數(shù)</p><p>　　衛(wèi)生器具當(dāng)量查手冊(cè)上表1-16：</p><p>　　洗手盆水龍頭：0.75，淋浴器:0.7

34、5，，洗臉龍頭1.0，大便器（沖洗式）0.5，灌水龍頭1.2。</p><p>　　Ng=604×（0.75+0.75+1.0+0.5+1.2）=604×4.2=2536.8</p><p>　　Qg=0.2×1.02×√2536.8+0.0045×2536.8=21.61L∕s</p><p>　　=21.61&#

35、215;3600∕1000= 77.8m³∕h</p><p>　　1、使用在管線(xiàn)未定情況下，選擇水泵的方法進(jìn)行計(jì)算。設(shè)計(jì)算水泵總揚(yáng)程時(shí)，選擇阻力系數(shù)為1.3，水泵管道損失為3米，每米阻力為3.5毫米水柱，設(shè)備揚(yáng)程（末端壓力）取2米。（近似估算的一般方法，因?yàn)榇_切計(jì)算需要進(jìn)行水力計(jì)算，非本專(zhuān)業(yè)要求。計(jì)算參考水泵選擇計(jì)算資料）</p><p>　　若現(xiàn)在的大樓高21最遠(yuǎn)管長(zhǎng)設(shè)為23

36、0米，則有：</p><p>　　H=21＋1.3×230×3.5／1000＋3＋2≈27m</p><p>　　2.4確定水泵臺(tái)數(shù)及水泵選型。</p><p>　　2、根據(jù)管道總供水量和設(shè)計(jì)方案中的水泵數(shù)確定每臺(tái)泵的出水量。</p><p>　　據(jù)手冊(cè)2中P37的水泵出水量選擇規(guī)定：變頻系統(tǒng)按秒流量計(jì)算。</p&g

37、t;<p>　　若安裝兩臺(tái)同等容量的水泵，則根據(jù)已算出的流量，若最大流量為77.8須提供38.9</p><p>　　3、根據(jù)水泵揚(yáng)程和出水量計(jì)算查表選擇水泵</p><p>　　根據(jù)手冊(cè)11可選擇水泵。</p><p>　　如對(duì)上面的流量和揚(yáng)程可選擇IS型單級(jí)單吸懸臂式離心泵，查表1-1得：IS50-32-200。</p><p&

38、gt;<b>　　2.5電動(dòng)機(jī)確定</b></p><p>　　由所選水泵確定參考功率，從而選擇電機(jī)。</p><p>　　據(jù)上水泵須5.5kw電動(dòng)機(jī)，效率48%。查表可選Y132S1-2，滿(mǎn)足轉(zhuǎn)速和功率要求。</p><p>　　第三章 恒壓供水的電氣設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1電氣設(shè)計(jì)概述：</p>

39、<p>　　本裝置采用了三臺(tái)水泵實(shí)行兩用一備的方式。并且連結(jié)變頻器根據(jù)各樓層用水量多少自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)施工頻與變頻運(yùn)行.</p><p>　　3.2.電氣主回路圖</p><p>　　3.3電氣控制回路圖</p><p>　　第四章 恒壓供水流程圖</p><p><b>　　附錄：</b></p>

40、<p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水對(duì)人民生活與工業(yè)生產(chǎn)的影響日益加強(qiáng)，人民對(duì)供水的質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高。把先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)、通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用到供水領(lǐng)域，成為對(duì)供水系統(tǒng)的新要求。</p><p>　　變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高

41、供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控；同時(shí)系統(tǒng)具有良好的節(jié)能效果，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義</p><p>　　民用建筑工程，包括高層住宅、寫(xiě)字樓等一般都需要加壓供水，而用水量的變化在不同時(shí)間段差別很大，且是一個(gè)連續(xù)變化的量。變頻調(diào)速技術(shù)的運(yùn)用不僅能夠確保供水壓力的穩(wěn)定，而且可以顯著節(jié)約電能。&

42、lt;/p><p>　　變頻技術(shù)除在建筑給水系統(tǒng)上的運(yùn)用，在中央空調(diào)系統(tǒng)中也得到大力推廣。如，空調(diào)供回水系統(tǒng)的流量自動(dòng)調(diào)節(jié)、送回風(fēng)系統(tǒng)變風(fēng)量機(jī)組的風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)等。</p><p>　　變頻技術(shù)與建筑智能化控制技術(shù)的結(jié)合，將能夠極大的提高建筑物的生活品質(zhì)。為小區(qū)居民和各校公寓提供高品質(zhì)又節(jié)能的生活環(huán)境和工作環(huán)境，從而提升樓盤(pán)檔次，為產(chǎn)品和服務(wù)增加附加值。</p><p>

43、<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫平.可編程控制器原理及應(yīng)用.第一次印刷.高等教育出版社.2008.</p><p>　　[2] 魏滌非.電機(jī)技術(shù). 第六次印刷.中國(guó)水利水電出版社.2008</p><p>　　[3] 李澄.機(jī)械制圖.第八次印刷.高等教育出版社.2006</p><p>　　[

44、4] 李華德，電機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)，第四版，北京:電子工業(yè)出版社，2001，</p><p>　　[5]電子文檔 .給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)。第二冊(cè)建筑給水排水</p><p>　　[6] 電子文檔.給水排水手冊(cè)第11冊(cè)；常用設(shè)備</p><p>　　[7] 姚錫祿.變頻器控制技術(shù)入門(mén)與應(yīng)用實(shí)例 版次:1 出版社:中國(guó)電力出版社. 2009</p><