一种热水器的辅助热泵装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热水器领域，尤其涉及一种外置的、为热水器提供辅助加热的热泵装置，还涉及装有上述辅助热泵装置的热水器的热水加热控制方法。
【背景技术】
[0002]现有热水器依据加热方式不同，可分为电加热管式、太阳能加热式、热泵式、燃气或/天然气式。但无论何种加热方式的热水器，在使用一定时间后，都存在能耗较大、自然能源利用率低、加热元件老化，导致热水器加热效率降低、热水出水时间延后等情况的发生。
[0003]因此，提供一种辅助加热装置，以对现有热水器直接改装后，就可直接提高其加热效率的加热设备成为了新的研究课题。现有一些专利文献提供了一些方案，如:
[0004]申请号为CN200920122278.0, 一种冷凝器外置式太阳能热泵热水一体机，包括太阳能热水器、热泵热水机组、冷凝器和控制电路，热交换铜管两端分别与压缩机出口和贮液桶进口连接，水箱中安装有温度传感器、水位传感器和排气管，水箱的进水管上安装有电磁阀，冷凝器安装于水箱近下方，两者有上、下水管相连。在下方冷凝器内胆的热水与上方水箱的冷水的热对流中交换热量。本机专用于住宅及其他场所的热水供应，供热水不受季节与天气变化的影响，水不用水泵，靠热对流循环回流，冷热水直接热交换，节能，热效高，维修方便，使用寿命长。
[0005]上述方案，在太阳能热水器上加装了外置的热泵装置，以提高热水器的加热效率。但是，上述方式仅仅是将两种热水器加热方式集成到了一起，而没有对功能上进行改进。
[0006]还有，在用户使用热水器进行完洗浴后，洗浴间的空气中会充斥有大量洗浴过程中热水所产生的大量余热，该部分热量会白白损失掉，不利于降低能量损耗、减少环境污染。同时，洗浴过程中会产生大量水蒸汽扩散至洗浴间中，增加了洗浴间中空气的湿度，普遍需要用户开启排风机等通风设备对洗浴间中的空气进行通风处理，以降低空气湿度，这就又增加了能耗。
[0007]有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供了一种热水器的辅助热泵装置，借力空气中能量对热水器中水进行加热，达到节约能源、节省热水加热成本目的。另一目的在于，对用户使用热水器热水后扩散到空气中的的余热进行收集，并利用收集余热对热水器中的水进行加热，降低热水器中热能损耗，达到节能目的；再一目的在于，对洗浴后环境中的湿热空气进行除湿处理，并对流经辅助热泵装置的空气进行杀菌处理。
[0009]为实现发明目的，采用如下技术方案:
[0010]一种热水器的辅助热泵装置，所述的热泵装置包括热泵系统；所述热泵系统包括经管路依次连接的冷凝器、压缩机、蒸发器、膨胀阀，以形成供冷媒流动的循环通道；热泵系统还包括送风装置；冷凝器上设有与热水器的进水管相连通的进水端、与热水器的出水管相连通的出水端，形成热水器与冷凝器间的循环水流，热泵系统利用空气中的热量对循环水流进行辅助加热；还可以利用热泵系统对热水器用户使用热水时扩散至环境中的余热进行收集，对热水器中的水进行辅助加热，达到降低热量损失，节能环保的目的。
[0011]进一步，所述的冷凝器为套管式冷凝器，套管式冷凝器设有供水流动的进水端及出水端,和供冷媒介质流动的进液端及出液端。
[0012]进一步，所述的套管式冷凝器包括外管和套设于外管内的内管，外管与内管间的部分为第一通道、内管中的部分为第二通道，第一通道和第二通道相互隔离设置。第一通道或第二通道的两端分别设有进水端和出水端，以形成热水器与冷凝器间的循环水流通道。相对的第二部分或第一部分的两端分别设有进液端和出液端，所述的进液端经管路与热泵系统的压缩机相连、出液端经管路与热泵系统的膨胀阀相连接，以供热泵系统的冷媒流经冷凝器，与循环水流进行热交换。
[0013]进一步，所述的送风装置还包括风道，所述的蒸发器设于风道中，所述的风道两端分别与外部环境相通，所述的风道中设有风机，使风道中形成自一端流向另一端的、流经蒸发器的换热气流。
[0014]进一步，所述的风道中设有除菌装置，对流经的气流进行除菌消毒处理。
[0015]进一步，所述的除菌装置由紫外灯构成，发射紫外线对流经的气流进行除菌消毒处理。
[0016]进一步，冷凝器的进水端或出水端设有控制热水器与冷凝器间循环水流通断的控制装置。
[0017]进一步，所述的控制装置包括设于冷凝器进水端或出水端的水泵，提供水流动力、使热水器与冷凝器间形成循环水流；设于冷凝器进水端和/或出水端的单向阀。
[0018]进一步优选的，所述的冷凝器的进水口经第一单向阀与热水器的进水管相连接，和/或冷凝器的出水口经第二单向阀与热水器的出水管相连接。
[0019]进一步，冷凝器的进水端设有检测水温度的温度传感器，所述的温度传感器设于进水端处的单向阀与热水器之间。
[0020]进一步，所述热水器的出水管和/或进水管上设有水流量传感器。
[0021]优选的，所述的流量传感器设于出水管上，并所述流量传感器处于出水管与冷凝器冷凝器的出水端连接处的下游；
[0022]和/或所述流量传感器设于进水管上，并所述流量传感器处于进水管与冷凝器冷凝器的进水端连接处的上游。
[0023]进一步，所述的辅助热泵装置包括一壳体，所述的热泵系统和除菌装置均设于壳体围成的腔室中，冷凝器的进水端和出水端设于壳体的外部。
[0024]进一步，用户使用热水器洗浴产生的湿热空气形成流经蒸发器的气流，利用湿热空气中的余热对蒸发器中的冷媒进行加热，并将收集到的余热经冷凝器传递至热水器中的水，辅助热泵装置完成对空气中的余热回收；
[0025]优选的，风道的进风端设于靠近热水器的花洒处。
[0026]本发明还提供一种装有如上任一所述热水器的辅助热泵装置的加热系统控制方法，其特征在于:热水器与辅助热泵装置的冷凝器间形成循环水流，辅助热泵装置的热泵系统对环境中的热量进行收集，利用环境中收集的热量对流经冷凝器的循环水流进行辅助加热。
[0027]进一步，热水器处于待机状态时，辅助热泵装置的控制步骤如下，
[0028]11)每间隔一定时间tl，辅助热泵装置内的控制装置开启，形成热水器与辅助热泵装置之间的循环水流，热泵系统开始工作，对流经辅助热泵装置冷凝器的水流进行加热处理；
[0029]12) 一定时间t2后，辅助热泵装置内的控制装置断开，循环水流停止流动，热泵系统停止工作；
[0030]13)依次交替重复执行上述步骤11)和12)；
[0031]优选的，所述的间隔时间tl为2小时，工作时间t2为10分钟。
[0032]进一步，热水器处于待机状态时，辅助热泵装置的控制步骤如下，
[0033]21)当辅助热泵装置的冷凝器进水端温度T与设定温度T'相比:T' —T>设定值Tl后，辅助热泵装置内的控制装置开启，形成热水器与辅助热泵装置之间的循环水流，热泵系统开始工作，对流经辅助热泵装置冷凝器的水流进行加热处理；
[0034]22)当辅助热泵装置的冷凝器进水端温度T与设定温度T'相比:T' - T彡设定值Tl后，辅助热泵装置内的控制装置断开，循环水流停止流动，热泵系统停止工作；
[0035]优选的，所述的设定值Tl为5°C。
[0036]进一步，用户使用热水器时，辅助热泵装置的控制步骤如下，
[0037]31)当热水器的出水管或进水管上的水流量传感器检测到热水器中的热水自热水器出水管流出后，辅助热泵装置内的控制装置断开，循环水流停止流动，热泵系统停止工作；
[0038]32)用户使用热水器中流出的热水，热水的余热扩散至环境空气中，使环境空气变成湿热空气；
[0039]33)当热水器中的热水自热水器出水管停止出水一定时间t3后，辅助热泵装置内的控制装置开启，形成热水器与辅助热泵装置之间的循环水流，热泵系统开始工作，将热水扩散至环境中的热量经蒸发器进行收集、对流经辅助热泵装置冷凝器的水流进行加热处理，并将环境空气中的水蒸汽冷凝成冷凝水，以对环境中的空气进行除湿处理；
[0040]优选的，t3为15分钟。
[0041]进一步，辅助热泵装置的工作方式如下:
[0042]I)风机将环境中的空气形成流经风道的换热气流，风道中的蒸发器与流经的换热气流进行热交换，以对环境空气中的余热回收、余热被流经蒸发器的冷媒介质吸热；
[0043]2)热水器的水箱中的水形成自水箱至进水管至冷凝器至出水管至水箱的循环水流，吸热后的冷媒经冷凝器与流经冷凝器的循环水流进行热交换，以对热水器水箱中的水进行辅助加热。
[0044]进一步，当辅助热泵装置的控制水泵开启/停止工作后，风道中的除菌装置启动/停止工作，对流经的气流进行除菌处理，达