Đề tài Thiết kế và thi công các thiết bị tiết kiệm điện, nước cho trường Đại học Lạc Hồng

-1- THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CÁC THIẾT BỊ TIẾT KIỆM ĐIỆN NƯỚC CHO TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG Hoàng Văn Hùng Hồ Văn Sỹ Lớp 05ĐCN – Khoa Cơ Điện – Trường ĐH Lạc Hồng. TÓM TẮT. Vấn đề tiết kiệm điện, nước đối với đất nước ta hiện nay là vô cùng quan trọng và cấp thiết. Qua khảo sát ở trường ĐH Lạc Hồng cho thấy tình hình sử dụng điện nước vẫn chưa thật sự tiết kiệm (hết giờ làm việc mà máy lạnh không được tắt hoặc quên tắt, nước vẫn còn khi không có người,…). Xuất phát từ những lý đó nhóm thực hiện đã chọn đề tài “Thiết Kế Và Thi Công Các Thiết Bị Tiết Kiệm Điện Nước Cho Trường ĐH Lạc Hồng”. Thiết bị thi công gồm 2 loại: ƒ Bộ tiết kiệm điện. ƒ Bộ tiết kiệm nước. PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYẾT. Thu thập và cập nhật những tài liệu kỹ thuật mới nhất về vấn đề tiết kiệm năng lượng điện, nước ở Việt Nam và thế giới để đưa ra phương án thiết kế phù hợp với thực trạng ở trường ĐH Lạc Hồng. Nhóm thực hiện thiết kế và thi công 2 loại thiết bị: ƒ Thiết kế bộ tiết kiệm điện để thực hiện việc đóng mở tự động theo thời gian cài đặt theo yêu cấu. ƒ Thiết kế bộ tiết kiệm nước thực hiện việc đóng mở nguồn nước tự động. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI. Trên cơ sở khảo sát tình hình sử dụng nguồn năng lượng điện, nước ở trường ĐH Lạc Hồng, từ đó nhóm thực hiện đã xây dựng và phát triển phương án thiết kế phù hợp với tình hình thực tế tại trường Đại Học Lạc Hồng. TẦM QUAN TRỌNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI. Hạn chế đến mức thấp nhất việc sử dụng thiết bị lạng phí, mang lại hiệu quả cao trong việc tiết kiệm năng lượng điện, nước. Đề tài đã được thiết kế và thi công theo yêu cầu của phòng quản trị thiết bị trường ĐH Lạc Hồng. Với bộ tiết kiệm điện dùng để đóng mở nguồn máy điều hòa nhiệt độ theo thời gian cài đặt và bộ tiết kiệm nước dùng để đóng mở nguồn nước tự động. THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG. 1. Bộ tiết kiệm điện. Phương pháp thiết kế được nhóm thực hiện minh họa bằng sơ đồ khối như sau: Hình 1: Sơ đồ khối của bộ tiết kiệm điện. Với: ƒ Nguồn cung cấp: cấp nguồn 220V AC qua biến áp cung cấp điện 5V DC cho bộ điều khiển và SSR để đóng mở thiết bị . ƒ Điều khiển (ĐK): sử dụng vi xử lý kết hợp Real time đọc thời gian thực so sánh với thời gian cài đặt để đóng mở thiết bị đúng thời gian đã cài đặt. ƒ SSR: là thiết bị bán dẫn dùng để đóng mở thiết bị có dòng tải lớn, không gây ra tiếng ồn. ƒ CB (Circurt breacker): là thiết bị dự phòng khi cần sử dụng thiết bị dùng điện ngoài thời gian cài đặt trước. -2- ƒ Thiết bị điều khiển (TB): là máy điều hoà nhiệt độ, bóng đèn, vv… Hình ảnh thiết bị tiết kiệm điện thi công lắp đặt thực tế: Hình 2: Hình ảnh của bộ tiết kiệm điện. Nguyên lý hoạt động của bộ tiết kiệm điện như sau: Máy biến áp dùng để cung cấp nguồn 5V DC cho bộ điều khiển. Bộ điều khiển sử dụng real time kết hợp vi xử lý; có thể hiển thị thời gian thực và xuất tín hiệu để điều khiển đóng mở thiết bị đóng cắt đúng thời gian định trước. Khi cuộn dây của thiết bị đóng cắt được cấp nguồn điện (DC), tiếp điểm động lực (NO: thường hở) của thiết bị đóng cắt đóng lại cấp nguồn điện cho thiết bị dùng điện. Thời gian thực và thời gian cài đặt đóng mở thiết bị có thể thay đổi được bằng các phím chỉnh ở trên bộ điều khiển. Bộ tiết kiệm điện sử dụng vi xử lý kết hợp với Real Time và màn hình hiển thị LCD sẽ hiển thị thời gian thực (giờ, phút, giây, thứ, ngày, ngày, tháng, năm), đồng thời kiểm tra xem khoảng thời gian cài đặt thiết bị trong khoảng thời gian nào (Ví dụ: buổi sáng mở máy lạnh lúc 8 giờ, tắt máy lạnh lúc 11 giờ 30 và buồi chiều mở máy lạnh lúc 13 giờ, tắt lúc 16 giờ, các ngày chủ nhật và ngày lễ bộ tiết kiệm sẽ tự động tắt máy lạnh) để đóng mở thiết bị tự động theo thời gian cài đặt. Hình 3: Sơ đồ lắp đặt của bộ tiết kiệm điện điều khiển đóng mờ máy lạnh. Ưu điểm: ƒ Có thể hiển thị thời gian, ngày, tháng, năm và thông báo tình trạng hoạt động của thiết bị thông qua màn hình LCD. ƒ Real time sử dụng DALLAS DS 12C887 có khả năng đọc thời gian và cho phép xuất tín hiệu ngõ ra tại thời điểm cài đặt trong chương trình để đóng cắt thiết bị, các ngày lễ và chủ nhật thiết bị sẽ tự động tắt các thiết bị điều khiển. ƒ Có thể chỉnh được thời gian đóng mở thiết bị khi sử dụng ngoài thời gian cài đặt hoặc sử dụng vào ngày chủ nhật và các ngày lễ bằng các phím chỉnh có ở trên hệ thống. ƒ Chi phí thấp, hiệu quả và tiết kiệm. Nhược điểm: Còn phải phụ thuộc vào ý thức của người sử dụng. Phương án khắc phục: Lắp thêm thiết bị đóng mở bằng tay (CB) để điều khiển thiết bị nếu muốn sử dụng thêm ngoài thời gian cài đặt. -3- 2. Bộ tiết kiệm nước. Phương pháp thiết kế được nhóm thực hiện minh họa bằng sơ đồ khối như sau: Hình 4: Sơ đồ khối của bộ tiết kiệm nước. Với: ƒ Tín hiệu đầu vào là người hoặc các đối tượng phát ra tia hồng ngoại mà PIR có thể thu được. ƒ PIR là bộ thu các tia hồng ngoại do người hoặc các đối tượng phát ra tín hiệu hồng ngoại để xuất tín hiệu ngõ ra của PIR đưa vào vi xử lý. ƒ Bộ điều khiển sử dụng vi xử lý nhận tín hiệu từ ngõ ra của bộ thu tín hiệu hồng ngoại để tác động ngõ ra điều khiển đóng mở các thiết bị sử dụng điện (van điện, chuông điện…). ƒ Thiết bị đóng cắt là khối động lực sử dụng Relay để đóng mở thiết bị. ƒ Nguồn cung cấp là điện áp 220V AC qua biến áp để cấp điện áp 5 VDC cho bộ điều khiển. Hình ảnh bộ tiết kiệm nước thực tế: Hình 6: Hình ảnh bộ tiết kiệm nước kết nối với van đóng mở nước điều khiển bằng điện. Nguyên lý hoạt động của bộ tiết kiệm nước: Khi PIR nhận biết có sự hiện diện của người di chuyển, khi đã xác nhận chắc chắn có người, PIR xuất tín hiệu ở ngõ ra đưa vào bộ điều khiển xuất tín hiệu để đóng các thiết bị đóng cắt. Khi người không còn trong phòng nữa thì chương trình sẽ tạo một khoảng thời gian trễ phù hợp. Nếu sau thời gian cài đặt mà không có sự hiện diện của người bộ điều khiển sẽ nhận tín hiệu của PIR kiểm tra chắc chắn còn người hay không, nếu không còn thì sẽ xuất tín hiệu ngắt các thiết bị đóng cắt. Sơ đồ lắp đặt thực tế bộ tiết kiệm nước: Hình 7: Sơ đồ lắp đặt thực tế bộ tiết kiệm nước. Hình 5: Hình ảnh bộ tiết kiệm nước đã thi công. -4- Ưu điểm: ƒ PIR có khả năng thu bức xạ hồng ngoại do con người hay đối tượng tạo ra, khi đối tương đó di chuyển trong vùng hoạt động của cảm biến. ƒ Không phát hiện thú nuôi dưới 15kg như mèo, chó, côn trùng, chuột hoặc chim,… ƒ Chi phí thấp, khoảng cách phát hiện lên đến 12m, có vùng bao phủ tối đa 9mx9m. Nhược điểm: ƒ Không phát hiện được con người hay đối tượng đứng yên. ƒ Dễ tác động sai nếu như có nguồn nhiệt với bước sóng phù hợp nằm trong vùng phát hiện của cảm biến. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI. Do đây là hệ thống làm theo đơn đặt hàng của phòng quản trị thiết bị trường Đại Học Lạc Hồng nên hướng phát triển là gắn hệ thống tiết kiệm điện ở tất cả các phòng có gắn máy lạnh của trường. Hệ thống có thể ghi nhận và báo cho người quản lí biết thời gian sử dụng thiết bị ngoài giờ của các phòng có gắn thiết bị dùng điện. Đối với module PIR có thể ứng dụng vào hệ thống chống trộm. Nhóm thực hiện mong muốn các bộ tiết kiệm này có thể được ứng dụng ở nhiều nơi (như: bệnh viện, khách sạn, các công ty, gia đình,…). KẾT LUẬN. Các hệ thống hoàn thành nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc sử dụng năng lượng lãng phí (cụ thể ở đây là năng lương điện, nước). Với việc sử dụng bộ tiết kiệm điện, nước sẽ mang lại nhiều lợi ích cho nhà trường trong việc tiết kiệm nguồn năng lượng điện nước, giảm được chi phí tiền điện và tiền nước phải trả. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Xuân Phú (CB), Nguyễn Công Hiển, Nguyễn Bội Khuê, Cung Cấp Điện, NXB Hà Nội Khoa Học Kỹ Thuật, 1999. [2]. Vi điều khiển lý thuyết và thực hành (Nguyễn Đình Phú _ ĐH sư phạm kỹ thuật TPHCM). [3]. Lê Hoàng Anh _ Đại Học Lạc Hồng “Tài liệu thí nghiệm vi điều khiển”. [4]. Các website tham khảo: 325