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基本信息
- 項目名稱：
- 一種太陽能空氣水分采集裝置
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品為一種利用太陽能從空氣中簡單、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)水量達到10升，能夠滿足4-5個成年人的飲水需求。本作品結(jié)構(gòu)簡單，涉及的技術(shù)比較成熟，維護和使用方便，節(jié)約人力、能源，適合海島等日照強、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)；同時由太陽能電池板供電的冷凝模塊開始運行，蒸發(fā)出來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)水量達到10升，能夠滿足 4-5個成年人的飲水需求。本作品可以有效提取空氣中水分。且結(jié)構(gòu)簡單，涉及的技術(shù)比較成熟，維護和使用方便，節(jié)約人力、能源，適合海島等日照強、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
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、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單而又方便地提取出可使用的淡水一直是困擾人類活動的難題。本作品發(fā)明者于2006年在海軍某海島調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，這些島嶼上空氣濕度很高，相對濕度可高達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，有效地彌補原有淡水供給方式的不足。我們針對的海島和海上作業(yè)環(huán)境日照強度高的特點，將蒸騰性較好的金字塔結(jié)構(gòu)和對太陽能利用率高的太陽能半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)結(jié)合起來，設(shè)計出一種太陽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個成年人的飲水需求。 創(chuàng)新點： 1.本裝置的工作過程不需人員參與，涉及的技術(shù)比較成熟，結(jié)構(gòu)簡單，維護和使用方便。 2.本裝置采用太陽能發(fā)電的冷凝設(shè)備，效率要高于國內(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給的方式、所需的各種技術(shù)相對成熟、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、先進性
- 該作品是針對的海島和海上作業(yè)環(huán)境日照強度高的特點，將蒸騰性較好的金字塔結(jié)構(gòu)和對太陽能利用率高的太陽能半導(dǎo)體降溫系統(tǒng)結(jié)合起來設(shè)計的一種太陽能蒸發(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、空氣濕度大、人員少的地區(qū)。 國內(nèi)外類似的研究研究的熱點主要集中在蒸騰手法上，對于冷凝方法，主要還是通過自然冷凝，冷凝效率低。我們設(shè)計出了利用太陽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)科技作品競賽獲二等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實施許可
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示、圖片、樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 我們選取蒸騰性能較好的金字塔結(jié)構(gòu)和對太陽能利用率較高的太陽能半導(dǎo)體式降溫系統(tǒng)，首次將兩者結(jié)合起來成功了制成太陽能空氣水分收集產(chǎn)品，該裝置具有金字塔結(jié)構(gòu)從而蒸騰性能好、太陽能半導(dǎo)體式降溫系統(tǒng)從而太陽能的利用率高等優(yōu)點，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)簡單、使用和維護方便，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，目前國際上多采用這種方法，本裝置即屬于此類。對于這類“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，不適合海島等缺少能源和技術(shù)人員的特殊環(huán)境。
