基本信息
- 项目名称：
- 携行式空气取水装置
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 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。
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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。
