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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 攜行式空氣取水裝置
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 該裝置主要用于邊防哨所、沙漠、戈壁灘等嚴(yán)重缺水地方的制水，不需要水源，以空氣源為取水對(duì)象，將空氣中的氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為可供人們飲用的液態(tài)水，保證極端情況下部隊(duì)和居民的飲水需求。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項(xiàng)目立足于解決特殊環(huán)境下的臨時(shí)性應(yīng)急飲水保障，裝置結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、出水量大，機(jī)動(dòng)性好，適應(yīng)多種能源，具有一機(jī)兩用功能，還可以作為一臺(tái)終端凈水裝置，適用于無(wú)水源邊遠(yuǎn)部隊(duì)、哨所和缺水地區(qū)，同時(shí)本裝置成本低、使用能耗小，達(dá)到了便攜、高效、低耗的宗旨。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的:水是人體不可缺少的物質(zhì)，也是部隊(duì)野營(yíng)、演練作戰(zhàn)中后勤保障的重要生存物質(zhì)，有效的飲水供應(yīng)是維持部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的重要保障之一。部隊(duì)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，會(huì)面對(duì)無(wú)水源的干旱山區(qū)、沙漠，或面對(duì)無(wú)法飲用的海水，如何有效保證這些極端情況下部隊(duì)和居民的飲水需求？實(shí)踐證明，向空氣要水是最有效的途徑，可以解決干旱山區(qū)、沙漠地區(qū)及海島等供水不足的問(wèn)題。 基本思路: 空氣中含有大量的水分子，在海洋性氣候地區(qū)每立方米空氣中含水120克，在內(nèi)陸性氣候地區(qū)也含有40克；以空氣源為取水對(duì)象，通過(guò)某種技術(shù)在空氣中取得一定量的水，經(jīng)過(guò)必要的、科學(xué)的水處理技術(shù)，為廣大官兵提供符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的飲用水，該裝備也叫不裝水管的（無(wú)水源）飲水機(jī)；將空氣中的氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為可供人們飲用的液態(tài)水是基本思路。 創(chuàng)新點(diǎn)： （1）設(shè)計(jì)了集空氣源冷凝制水、過(guò)濾、消毒和礦化于一體的攜行式空氣源直飲水裝置。 （2）利用載銀活性炭、精密陶瓷膜、紫外線消毒器等裝置，建立直飲水多道控制消毒機(jī)制，保證水質(zhì)飲用安全。 （3）設(shè)計(jì)了將空氣源汽態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水過(guò)程中的智能除霜控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低溫下的不間斷連續(xù)制水功能。 （4）設(shè)計(jì)了裝置的外接水源接口系統(tǒng)，擴(kuò)展了使用范圍，能利用空氣源或水源水直接飲水，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用功能。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： （1）產(chǎn)水量0.4～0.6kg／h（與空氣濕度有關(guān)）。 （2）適用于氣候溫度范圍為10℃～46℃，相對(duì)濕度50%～90%。 （3）適合多能源。 （4）出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本項(xiàng)目的科學(xué)性、先進(jìn)性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）通過(guò)設(shè)計(jì)切線方向式排風(fēng)口和阿基米德螺旋線引風(fēng)機(jī)罩，改善排風(fēng)道形狀和位置，取消排風(fēng)口網(wǎng)狀物，改為活動(dòng)門蓋。實(shí)現(xiàn)了風(fēng)道系統(tǒng)多重優(yōu)化，減少風(fēng)道阻力，增大空氣流量，提高制水量。 （2）建立了直飲水多道控制消毒機(jī)制，包括載銀活性炭、精密陶瓷膜、紫外線消毒器三重機(jī)制，保證了飲用水質(zhì)的安全。 （3）設(shè)計(jì)了裝置的外接水源接口系統(tǒng)，擴(kuò)展了裝置使用范圍，使本裝置能利用空氣源或水源水直接制成飲水，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用功能。 （4）設(shè)計(jì)了智能除霜控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了低溫下的不間斷連續(xù)制水功能。 （5）優(yōu)化調(diào)整蒸發(fā)溫度，擴(kuò)大了非結(jié)霜制水工況范圍，達(dá)到了較高的制水能效比。 （6）采用了整體框架分層式結(jié)構(gòu)，整機(jī)設(shè)備布置合理，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀。實(shí)現(xiàn)了操作方便、結(jié)構(gòu)合理、重量輕便，便于攜行等功能。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品和現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本裝置的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1）采用制冷式制水原理，出水效率高、耗能低、結(jié)構(gòu)動(dòng)作可靠、使用壽命長(zhǎng)。 （2）用紫外線燈及精密陶瓷濾芯雙重處理措施，為獲取直飲水提供了可靠的保障。 （3）體積小、布局合理、性能優(yōu)良，與國(guó)內(nèi)外同類型產(chǎn)品比較屬領(lǐng)先地位。 （4）現(xiàn)自動(dòng)控制，操作方便、顯示清晰、一人即可操作。 （5）裝置及木包箱上分別帶滾輪、提手可以將裝置拖行或抬運(yùn)。 本裝置的適應(yīng)條件及范圍： （1）標(biāo)準(zhǔn)工況：干球溫度25℃，相對(duì)濕度60%。 （2）極限溫度：10℃～46℃。 由上所述，裝置展收作業(yè)比較容易、操作簡(jiǎn)單，適合于邊防哨所和偏遠(yuǎn)地區(qū)等使用，可以滿足部隊(duì)和缺水地區(qū)的居民飲用水需求，同時(shí)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、出水量大，適應(yīng)多種能源，具有一機(jī)兩用功能，適用于無(wú)水源邊遠(yuǎn)部隊(duì)、哨所和缺水地區(qū)，且使用能耗小，成本低，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)同類課題的研究主要有以下幾家公司：美國(guó)air water公司、澳大利亞air water公司、新加坡eparez公司和青島奧可瑪?shù)鹊?。其研究水平的差異主要體現(xiàn)在水的制取和水的處理兩個(gè)方面。 1.水的制取 目前，空氣取水技術(shù)分為兩大類：分離冷凝法和結(jié)露冷凝法。不論采用分離冷凝法和結(jié)露冷凝法哪種方式，都需要對(duì)空氣進(jìn)行冷卻析濕。 2．水的處理 近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在飲用水深度處理技術(shù)方面取得了較大進(jìn)展，作為空氣冷凝水的水處理技術(shù)主要有：（1）活性炭吸附技術(shù) （2）臭氧消毒技術(shù) （3）膜處理技術(shù) ① 反滲透膜(RO) ② 納濾膜(NF) ③ 超濾膜(UF) ④ 微濾膜(MF) （4）紫外線消毒技術(shù) （5）礦化 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于空氣取水的研究主要還集中在冷凝制水、吸附式制水、太陽(yáng)能半導(dǎo)體制水等的理論和技術(shù)層面，將理論用于產(chǎn)品的制造尚不成熟，尤其是在要求體積小、能耗低等適用性方面還不多見(jiàn)。 本項(xiàng)目中水的制取研究著重從系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、產(chǎn)水量和水質(zhì)處理保證三方面出發(fā)，并考慮裝置的小型化和制水的快速化，最后決定采用壓縮制冷冷凝方案為本空氣取水裝置的技術(shù)方案。 本項(xiàng)目中水處理的工藝流程采用將空中取出的水，儲(chǔ)存到水箱內(nèi)，箱內(nèi)安置麥飯石，對(duì)水加入微量元素，在箱內(nèi)還安裝紫外線燈，對(duì)水照射滅菌。當(dāng)按冷水開(kāi)關(guān)或熱水開(kāi)關(guān)，則啟動(dòng)，隔膜泵把水從水箱中抽出加壓，經(jīng)活性碳過(guò)濾，又經(jīng)精密陶瓷濾芯過(guò)濾，去除水中的異味和細(xì)菌，然后分為二路，一路冷水直接到帶電磁閥的冷水開(kāi)關(guān)，另一路經(jīng)加熱器加熱到帶電磁閥的熱水開(kāi)關(guān)。 本裝置優(yōu)化調(diào)整了溫度、實(shí)現(xiàn)了低溫不間斷連續(xù)制水、一機(jī)兩用，同時(shí)保證了水質(zhì)的飲用安全，實(shí)現(xiàn)了高效的空氣取水，理論上先進(jìn)、技術(shù)上可行，解決了干旱山區(qū)、沙漠地區(qū)及海島等供水不足的問(wèn)題，具有廣闊的市場(chǎng)前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益。
