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基本信息

項(xiàng)目名稱:
一種太陽(yáng)能空氣水分采集裝置
小類:
能源化工
簡(jiǎn)介:
本作品為一種利用太陽(yáng)能從空氣中簡(jiǎn)單、方便地提取出淡水的裝置,可有效地從空氣中采集水分并冷凝成水,每日產(chǎn)水量達(dá)到10升,能夠滿足4-5個(gè)成年人的飲水需求。本作品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,涉及的技術(shù)比較成熟,維護(hù)和使用方便,節(jié)約人力、能源,適合海島等日照強(qiáng)、空氣濕度大、人員少的地區(qū),有望為海島地區(qū)和海上作業(yè)提供一種方便有效的淡水保障設(shè)備。
詳細(xì)介紹:
本作品主要包括冷凝模塊和吸水蒸騰模塊兩部分。 吸水蒸騰模塊為不銹鋼金字塔結(jié)構(gòu),內(nèi)有三層金屬網(wǎng)格和頂部金屬漏斗,金屬漏斗底端接一金屬管,貫穿三層金屬網(wǎng)格直達(dá)底部(與底部留有一定空隙),四面為可向下打開的鋁合金邊框的玻璃門。吸水材料放置于金屬網(wǎng)上,由吸附了飽和氯化鈣溶液的海綿組成。 冷凝模塊由太陽(yáng)能電池板為核心的供電系統(tǒng)和半導(dǎo)體制冷片為核心的制冷系統(tǒng)組成。 夜間溫度低、濕度大,打開玻璃門,放置在網(wǎng)架上的吸水材料從空氣中吸收水分。白天,關(guān)上玻璃門,在太陽(yáng)光的照射下,內(nèi)部溫度升高,吸水性物質(zhì)所吸收的水分在高溫下變成水蒸氣蒸發(fā);同時(shí)由太陽(yáng)能電池板供電的冷凝模塊開始運(yùn)行,蒸發(fā)出來(lái)的水蒸氣遇到周圍的玻璃板和頂部的冷凝器,溫度降低凝結(jié)成水,最后通過(guò)管道流入收集瓶,得到干凈的淡水。 本裝置可有效地從空氣中采集水分并冷凝成水,每日產(chǎn)水量達(dá)到10升,能夠滿足 4-5個(gè)成年人的飲水需求。本作品可以有效提取空氣中水分。且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,涉及的技術(shù)比較成熟,維護(hù)和使用方便,節(jié)約人力、能源,適合海島等日照強(qiáng)、空氣濕度大、人員少的地區(qū),有望為海島地區(qū)和海上作業(yè)提供一種方便有效的淡水保障設(shè)備。

作品圖片

  • 一種太陽(yáng)能空氣水分采集裝置
  • 一種太陽(yáng)能空氣水分采集裝置
  • 一種太陽(yáng)能空氣水分采集裝置
  • 一種太陽(yáng)能空氣水分采集裝置
  • 一種太陽(yáng)能空氣水分采集裝置

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)

如何在廣袤的海洋及其小島簡(jiǎn)單而又方便地提取出可使用的淡水一直是困擾人類活動(dòng)的難題。本作品發(fā)明者于2006年在海軍某海島調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn),這些島嶼上空氣濕度很高,相對(duì)濕度可高達(dá)85%以上,如果能夠充分利用空氣中含有的大量水分,將可以很好地給這些地區(qū)提供淡水資源,有效地彌補(bǔ)原有淡水供給方式的不足。我們針對(duì)的海島和海上作業(yè)環(huán)境日照強(qiáng)度高的特點(diǎn),將蒸騰性較好的金字塔結(jié)構(gòu)和對(duì)太陽(yáng)能利用率高的太陽(yáng)能半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)出一種太陽(yáng)能空氣水分采集裝置??捎行У貜目諝庵胁杉植⒗淠伤?,每日產(chǎn)水量近10升,能夠滿足4-5個(gè)成年人的飲水需求。 創(chuàng)新點(diǎn): 1.本裝置的工作過(guò)程不需人員參與,涉及的技術(shù)比較成熟,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)和使用方便。 2.本裝置采用太陽(yáng)能發(fā)電的冷凝設(shè)備,效率要高于國(guó)內(nèi)外同類研究所采用的自然冷凝方式。 3.本裝置可采用就地補(bǔ)給的方式、所需的各種技術(shù)相對(duì)成熟、技術(shù)限制小、節(jié)約人力和能源,可作為海上作業(yè)和海島地區(qū)一種新的淡水供給方式。

科學(xué)性、先進(jìn)性

該作品是針對(duì)的海島和海上作業(yè)環(huán)境日照強(qiáng)度高的特點(diǎn),將蒸騰性較好的金字塔結(jié)構(gòu)和對(duì)太陽(yáng)能利用率高的太陽(yáng)能半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)設(shè)計(jì)的一種太陽(yáng)能蒸發(fā)烘干介質(zhì)的“吸附–蒸騰–收集水分”裝置,適用于海島等日照強(qiáng)、空氣濕度大、人員少的地區(qū)。 國(guó)內(nèi)外類似的研究研究的熱點(diǎn)主要集中在蒸騰手法上,對(duì)于冷凝方法,主要還是通過(guò)自然冷凝,冷凝效率低。我們?cè)O(shè)計(jì)出了利用太陽(yáng)能電池板供電的冷凝模塊并應(yīng)用于本裝置,取得了較好的冷凝效果。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2010年12月參加所在學(xué)?!靶@杯”學(xué)員課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽獲二等獎(jiǎng)。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

專利實(shí)施許可

作品可展示的形式

現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、樣品

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)

我們選取蒸騰性能較好的金字塔結(jié)構(gòu)和對(duì)太陽(yáng)能利用率較高的太陽(yáng)能半導(dǎo)體式降溫系統(tǒng),首次將兩者結(jié)合起來(lái)成功了制成太陽(yáng)能空氣水分收集產(chǎn)品,該裝置具有金字塔結(jié)構(gòu)從而蒸騰性能好、太陽(yáng)能半導(dǎo)體式降溫系統(tǒng)從而太陽(yáng)能的利用率高等優(yōu)點(diǎn),本裝置一天可以從空氣中收集到近10L淡水,能夠滿足4-5成年人的飲水需求,具有較好的空氣收集效果。 與現(xiàn)有的需能式空氣水分收集裝置相比,我們研制的裝置耗能少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用和維護(hù)方便,適合海島等人員、能源缺乏地區(qū)使用。與現(xiàn)有的太陽(yáng)能空氣水分收集裝置相比,我們研制的裝置具有更高的水分收集效率,更能滿足實(shí)際需求,具有很好的應(yīng)用前景。

同類課題研究水平概述

現(xiàn)有的空氣中水分提取裝置主要有兩大類:一是通過(guò)將濕空氣溫度降低至零度以下,應(yīng)用冷凝原理直接從空氣中提取水分,這類設(shè)備效率低而且耗能大;另一種是先用介質(zhì)(吸水劑)吸附空氣中的水分,然后烘干介質(zhì)得到濕度很高的熱空氣,再將這些熱空氣送入到冷凝裝置中收集,這種方法可以顯著提高收集效率,降低資源消耗,受空氣濕度限制較小,目前國(guó)際上多采用這種方法,本裝置即屬于此類。對(duì)于這類“吸附–蒸騰–收集水分”的設(shè)備,目前研究主要集中在使用電源等烘干介質(zhì)將水分從吸水材料中蒸出、再通過(guò)壓縮等方式將其冷凝,該方法收集水分的效率較好,但同樣需要耗能,且技術(shù)難度高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易安裝和維護(hù),不適合海島等缺少能源和技術(shù)人員的特殊環(huán)境。
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