主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
携行式空气取水装置
小类:
机械与控制
简介:
该装置主要用于边防哨所、沙漠、戈壁滩等严重缺水地方的制水,不需要水源,以空气源为取水对象,将空气中的气态水转化为可供人们饮用的液态水,保证极端情况下部队和居民的饮水需求。
详细介绍:
本项目立足于解决特殊环境下的临时性应急饮水保障,装置结构紧凑、外形美观、出水量大,机动性好,适应多种能源,具有一机两用功能,还可以作为一台终端净水装置,适用于无水源边远部队、哨所和缺水地区,同时本装置成本低、使用能耗小,达到了便携、高效、低耗的宗旨。

作品图片

  • 携行式空气取水装置
  • 携行式空气取水装置
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  • 携行式空气取水装置
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作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

目的:水是人体不可缺少的物质,也是部队野营、演练作战中后勤保障的重要生存物质,有效的饮水供应是维持部队战斗力的重要保障之一。部队在执行任务时,会面对无水源的干旱山区、沙漠,或面对无法饮用的海水,如何有效保证这些极端情况下部队和居民的饮水需求?实践证明,向空气要水是最有效的途径,可以解决干旱山区、沙漠地区及海岛等供水不足的问题。 基本思路: 空气中含有大量的水分子,在海洋性气候地区每立方米空气中含水120克,在内陆性气候地区也含有40克;以空气源为取水对象,通过某种技术在空气中取得一定量的水,经过必要的、科学的水处理技术,为广大官兵提供符合卫生标准的饮用水,该装备也叫不装水管的(无水源)饮水机;将空气中的气态水转化为可供人们饮用的液态水是基本思路。 创新点: (1)设计了集空气源冷凝制水、过滤、消毒和矿化于一体的携行式空气源直饮水装置。 (2)利用载银活性炭、精密陶瓷膜、紫外线消毒器等装置,建立直饮水多道控制消毒机制,保证水质饮用安全。 (3)设计了将空气源汽态水转变为液态水过程中的智能除霜控制系统,实现了低温下的不间断连续制水功能。 (4)设计了装置的外接水源接口系统,扩展了使用范围,能利用空气源或水源水直接饮水,实现一机两用功能。 技术关键和主要技术指标: (1)产水量0.4~0.6kg/h(与空气湿度有关)。 (2)适用于气候温度范围为10℃~46℃,相对湿度50%~90%。 (3)适合多能源。 (4)出水水质达到国家生活饮用水标准。

科学性、先进性

本项目的科学性、先进性主要体现在以下几个方面: (1)通过设计切线方向式排风口和阿基米德螺旋线引风机罩,改善排风道形状和位置,取消排风口网状物,改为活动门盖。实现了风道系统多重优化,减少风道阻力,增大空气流量,提高制水量。 (2)建立了直饮水多道控制消毒机制,包括载银活性炭、精密陶瓷膜、紫外线消毒器三重机制,保证了饮用水质的安全。 (3)设计了装置的外接水源接口系统,扩展了装置使用范围,使本装置能利用空气源或水源水直接制成饮水,实现一机两用功能。 (4)设计了智能除霜控制系统,实现了低温下的不间断连续制水功能。 (5)优化调整蒸发温度,扩大了非结霜制水工况范围,达到了较高的制水能效比。 (6)采用了整体框架分层式结构,整机设备布置合理,结构紧凑,外形美观。实现了操作方便、结构合理、重量轻便,便于携行等功能。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

中试阶段

技术转让方式

作品可展示的形式

实物、产品和现场演示

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

本装置的技术特点和优势主要体现在以下几个方面: (1)采用制冷式制水原理,出水效率高、耗能低、结构动作可靠、使用寿命长。 (2)用紫外线灯及精密陶瓷滤芯双重处理措施,为获取直饮水提供了可靠的保障。 (3)体积小、布局合理、性能优良,与国内外同类型产品比较属领先地位。 (4)现自动控制,操作方便、显示清晰、一人即可操作。 (5)装置及木包箱上分别带滚轮、提手可以将装置拖行或抬运。 本装置的适应条件及范围: (1)标准工况:干球温度25℃,相对湿度60%。 (2)极限温度:10℃~46℃。 由上所述,装置展收作业比较容易、操作简单,适合于边防哨所和偏远地区等使用,可以满足部队和缺水地区的居民饮用水需求,同时装置结构紧凑、外形美观、出水量大,适应多种能源,具有一机两用功能,适用于无水源边远部队、哨所和缺水地区,且使用能耗小,成本低,因此具有广阔的市场前景和良好的经济效益。

同类课题研究水平概述

当前国内外对同类课题的研究主要有以下几家公司:美国air water公司、澳大利亚air water公司、新加坡eparez公司和青岛奥可玛等等。其研究水平的差异主要体现在水的制取和水的处理两个方面。 1.水的制取 目前,空气取水技术分为两大类:分离冷凝法和结露冷凝法。不论采用分离冷凝法和结露冷凝法哪种方式,都需要对空气进行冷却析湿。 2.水的处理 近年来国内外在饮用水深度处理技术方面取得了较大进展,作为空气冷凝水的水处理技术主要有:(1)活性炭吸附技术 (2)臭氧消毒技术 (3)膜处理技术 ① 反渗透膜(RO) ② 纳滤膜(NF) ③ 超滤膜(UF) ④ 微滤膜(MF) (4)紫外线消毒技术 (5)矿化 目前,国内外对于空气取水的研究主要还集中在冷凝制水、吸附式制水、太阳能半导体制水等的理论和技术层面,将理论用于产品的制造尚不成熟,尤其是在要求体积小、能耗低等适用性方面还不多见。 本项目中水的制取研究着重从系统运行可靠性、产水量和水质处理保证三方面出发,并考虑装置的小型化和制水的快速化,最后决定采用压缩制冷冷凝方案为本空气取水装置的技术方案。 本项目中水处理的工艺流程采用将空中取出的水,储存到水箱内,箱内安置麦饭石,对水加入微量元素,在箱内还安装紫外线灯,对水照射灭菌。当按冷水开关或热水开关,则启动,隔膜泵把水从水箱中抽出加压,经活性碳过滤,又经精密陶瓷滤芯过滤,去除水中的异味和细菌,然后分为二路,一路冷水直接到带电磁阀的冷水开关,另一路经加热器加热到带电磁阀的热水开关。 本装置优化调整了温度、实现了低温不间断连续制水、一机两用,同时保证了水质的饮用安全,实现了高效的空气取水,理论上先进、技术上可行,解决了干旱山区、沙漠地区及海岛等供水不足的问题,具有广阔的市场前景和良好的经济效益。
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