热水器系统及该热水器系统的换热方法技术方案

本发明专利技术提供了一种热水器系统及该热水器系统的换热方法。该热水器系统包括：水箱以及依次相连通的冷凝器、节流元件、蒸发器和压缩机，冷凝器设置在水箱内以加热水箱内的水；热水器系统还包括：空气预热装置，空气预热装置与蒸发器间隔设置，且蒸发器的进风侧与空气预热装置的出风侧相对设置，空气预热装置用于对通过蒸发器的空气进行预热处理。本发明专利技术的热水器系统可以解决现有技术中的热水器系统的蒸发器在冬季结霜情况频发而影响热水器系统的换热性能问题。

Water heater system and heat exchange method of the water heater system

The invention provides a water heater system and a heat exchange method of the water heater system. Including the water heater system: water tank and connected through a condenser, a throttling element, an evaporator and a compressor, the condenser is arranged in the water tank to heat water in the water tank; the water heater system includes air preheating device, air preheating device is provided with the evaporator and evaporator interval, the inlet side and the outlet air preheating device the opposite set, air preheater for preheating air through the evaporator. The water heater system of the invention can solve the problem that the evaporator of the water heater system in the prior art has frequent frosting in winter, and affects the heat exchange performance of the water heater system.

【技术实现步骤摘要】
热水器系统及该热水器系统的换热方法
本专利技术涉及卫浴电器领域，具体而言，涉及一种热水器系统及该热水器系统的换热方法。
技术介绍
现有的热水器设备主要包括：燃气热水器、电热水器以及太阳能热水器。燃气热水器通过燃烧可燃气体加热水；电热水器采用电阻加热技术通过发热电阻加热水；太阳能热水器依靠太阳光辐射的热量加热水；以上热水器在日常使用过程中都有一定的局限性，如燃气热水器和电热水器均有一定安全隐患，燃气热水器存在燃气泄漏的危险，电热水器存在电路短路或漏电的危险，这些均威胁使用者的人身安全；再如太阳能热水器在日常使用的过程中受限于日照情况，在日常良好时太阳能热水器能够正常工作，而在阴天、雨天或雪天等日照恶劣的情况下则不能正常工作。近几年市面上出现了热泵热水器，热泵热水器采用卡诺循环原理，利用换热介质的气液两相之间变化进行吸热，然后换热介质放热加热水，将热量从低温的环境中转移到高温的环境中，即将室外空气环境中的热量转移到温度较高的待加热水中。在理论上，热泵热水器的热力学耗能系统的经济性比消耗电能和燃料能直接供暖的热水器系统的经济性要好。因此，相对于现有的燃气热水器、电热水器及太阳能热水器而言，热泵热水器具有输入功率小，能效高，使用稳定性好，以及更加安全可靠的优点。如图1所示，其是现有市面上的热泵热水器系统的结构原理图。该热泵热水器系统包括包括压缩机1′、冷凝器2′、节流元件3′、蒸发器4′、风机5′和水箱6′，待加热水存放在水箱6′中，空气依靠风机5′提供流动动力形成气流。该系统工作过程为：压缩机1′抽吸蒸发器4′中换热介质蒸汽，将换热介质蒸汽压缩后送往冷凝器2′，在冷凝器2′中换热介质等压冷却成液体，然后输向水箱6′并向其中的待加热水释放一定热量，之后换热介质通过节流元件3′，在经过节流元件3′后换热介质以气液两相混合物状态进入蒸发器4′，换热介质在蒸发器4′中从空气中吸热蒸发(风机5′为蒸发器4′提供强制对流空气)，然后换热介质再次进入压缩机进行下一循环。如此多次循环换热操作，直至待加热水达到加热温度要求。但是，现有的热泵热水器系统的蒸发器4′置于室外并直接与外界空气接触，因而蒸发器4′受室外环境温度变化的影响十分明显，尤其在冬季空气寒冷时，蒸发器4′会结霜情况频发，这严重影响热泵热水器的换热性能。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种热水器系统及该热水器系统的换热方法，以解决现有技术中的热水器系统的蒸发器在冬季结霜情况频发而影响热水器系统的换热性能问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种热水器系统，包括：水箱以及依次相连通的冷凝器、节流元件、蒸发器和压缩机，冷凝器设置在水箱内以加热水箱内的水；热水器系统还包括：空气预热装置，空气预热装置与蒸发器间隔设置，且蒸发器的进风侧与空气预热装置的出风侧相对设置，空气预热装置用于对通过蒸发器的空气进行预热处理。进一步地，空气预热装置包括：辅助冷凝器，辅助冷凝器的出口与蒸发器的入口相连通；节流阀，节流阀的出口与辅助冷凝器的进口相连通，节流阀的进口与压缩机的出口相连通，节流阀用于控制流向辅助冷凝器的换热介质的流量。进一步地，热水器系统还包括：控制器，控制器与压缩机电连接，控制器与节流阀电连接；温度传感器，温度传感器与控制器电连接，温度传感器用于检测水箱中的水的温度；控制器根据温度传感器检测到的水箱中的水的温度控制节流阀的开度大小，并控制压缩机的启动或关闭。进一步地，空气预热装置包括发热设备，发热设备的出风侧与蒸发器的进风侧相对设置。进一步地，空气预热装置包括导热部件，导热部件的第一端裹设在压缩机的壳体上，导热部件的第一端将压缩机产生的热量传递至导热部件的第二端，且导热部件的第二端对通过蒸发器的空气进行预热处理。进一步地，热水器系统还包括：轴流式风机，轴流式风机用于使空气依次通过空气预热装置和蒸发器。进一步地，节流元件为毛细管节流设备或热力膨胀阀或电子膨胀阀中的一种。进一步地，热水器系统还包括：安装基座，蒸发器、压缩机、节流元件、空气预热装置以及轴流式风机均固定安装在安装基座上。进一步地，热水器系统还包括：散热装置，散热装置固定设置在安装基座上，散热装置用于对压缩机进行散热处理。根据本专利技术的另一方面，提供了一种热水器系统的换热方法，该换热方法应用前述的热水器系统进行换热操作，该换热方法包括以下步骤：步骤S10：换热介质在热水器系统的蒸发器中从空气吸热，以使换热介质由液相转变为气相，其中，通过热水器系统的空气预热装置对输向蒸发器的空气进行预热处理；步骤S20：通过热水器系统的压缩机将气相的换热介质进行压缩；步骤S30：将压缩完成后的气相换热介质输送至热水器系统的冷凝器中与水箱中的水进行换热，以使水的温度升高。进一步地，在步骤S10的通过空气预热装置对输送至蒸发器的空气进行预热处理的过程中，由输送进冷凝器的换热介质中分流出一路气相换热介质对空气进行预热处理，其中，该路换热介质通过空气预热装置中的辅助蒸发器对空气进行放热。进一步地，在换热介质通过辅助蒸发器对空气进行放热的过程中，通过控制空气预热装置中的节流阀的开度大小来控制进入辅助蒸发器的换热介质的流量，以控制该路换热介质通过辅助蒸发器向空气放出的热量保持稳定。应用本专利技术的技术方案，该热水器系统包括水箱以及依次相连通的冷凝器、节流元件、蒸发器和压缩机，冷凝器设置在水箱内以加热水箱内的水蒸发器利用液相换热介质从空气中吸收热量以使换热介质蒸发为气相，由压缩机压缩并将换热介质输向冷凝器中对水箱中的水进行加热，其中，利用空气预热装置对通过蒸发器的空气进行预热操作。该热水器系统通过利用空气预热装置对空气进行预热后再与蒸发器中的换热介质换热以使换热介质吸收热量，在寒冷易结霜的冬季，预热升温后的空气能够首先对结霜的蒸发器进行解冻除霜，与现有技术相比，避免了换热介质一边吸热一边对蒸发器解冻除霜的工作，提高了换热效率，并且，预热升温后的空气能够进一步提高换热介质与空气在蒸发器中进行换热的换热效能，提高能耗利用率。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了现有技术的热泵热水器系统的换热原理结构示意图；图2示出了根据本专利技术的热水器系统的第一实施例的换热原理结构示意图；图3示出了根据本专利技术的热水器系统的第一实施例的详细换热原理结构示意图；图4示出了根据本专利技术的热水器系统的第二实施例的换热原理结构示意图；图5示出了根据本专利技术的热水器系统的第三实施例的换热原理结构示意图；图6示出了本专利技术的热水器系统的实施例的集成装配结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、水箱；20、冷凝器；31、蒸发器；32、轴流式风机；40、压缩机；50、空气预热装置；51、辅助冷凝器；52、节流阀；60、控制器；70、温度传感器；80、安装基座；90、散热装置；100、汽液分离器；200、节流元件；201、水箱进水管；202、水箱出水管。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1至图5中的空心箭头表示空气的流动方向；图1至图5中的实心黑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热水器系统，包括：水箱(10)以及依次相连通的冷凝器(20)、节流元件(200)、蒸发器(31)和压缩机(40)，所述冷凝器(20)设置在所述水箱(10)内以加热所述水箱(10)内的水；其特征在于，所述热水器系统还包括：空气预热装置(50)，所述空气预热装置(50)与所述蒸发器(31)间隔设置，且所述蒸发器(31)的进风侧与所述空气预热装置(50)的出风侧相对设置，所述空气预热装置(50)用于对通过所述蒸发器(31)的空气进行预热处理。

【技术特征摘要】
1.一种热水器系统，包括：水箱(10)以及依次相连通的冷凝器(20)、节流元件(200)、蒸发器(31)和压缩机(40)，所述冷凝器(20)设置在所述水箱(10)内以加热所述水箱(10)内的水；其特征在于，所述热水器系统还包括：空气预热装置(50)，所述空气预热装置(50)与所述蒸发器(31)间隔设置，且所述蒸发器(31)的进风侧与所述空气预热装置(50)的出风侧相对设置，所述空气预热装置(50)用于对通过所述蒸发器(31)的空气进行预热处理。2.根据权利要求1所述的热水器系统，其特征在于，所述空气预热装置(50)包括：辅助冷凝器(51)，所述辅助冷凝器(51)的出口与所述蒸发器(31)的入口相连通；节流阀(52)，所述节流阀(52)的出口与所述辅助冷凝器(51)的进口相连通，所述节流阀(52)的进口与所述压缩机(40)的出口相连通，所述节流阀(52)用于控制流向辅助冷凝器(51)的换热介质的流量。3.根据权利要求2所述的热水器系统，其特征在于，所述热水器系统还包括：控制器(60)，所述控制器(60)与所述压缩机(40)电连接，所述控制器(60)与所述节流阀(52)电连接；温度传感器(70)，所述温度传感器(70)与所述控制器(60)电连接，所述温度传感器(70)用于检测所述水箱(10)中的水的温度；所述控制器(60)根据所述温度传感器(70)检测到的所述水箱(10)中的水的温度控制所述节流阀(52)的开度大小，并控制所述压缩机(40)的启动或关闭。4.根据权利要求1所述的热水器系统，其特征在于，所述空气预热装置(50)包括发热设备，所述发热设备的出风侧与所述蒸发器(31)的进风侧相对设置。5.根据权利要求1所述的热水器系统，其特征在于，所述空气预热装置(50)包括导热部件，所述导热部件的第一端裹设在所述压缩机(40)的壳体上，所述导热部件的第一端将所述压缩机(40)产生的热量传递至所述导热部件的第二端，且所述导热部件的第二端对通过所述蒸发器(31)的空气进行预热处理。6.根据权利要求1至5中任一项所述的热水器系统，其特征在于，所述热水器系统还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江，崔凯，
申请(专利权)人：杭州三花家电热管理系统有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33