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空氣源熱水器，又稱熱泵熱水器，是采用制冷原理從空氣中吸收熱量來制造熱水的“熱量搬運”裝置。通過讓工質不斷完成蒸發（吸取環境中的熱量）→壓縮→冷凝（放出熱量）→節流→再蒸發的熱力循環過程，從而將環境里的熱量轉移到水中。
制冷四大件：蒸發器、壓縮機、冷凝器和節流裝置四個部件。
穩定三大件：儲液罐（壓縮機），膨脹閥（毛細管），干燥器（水份）
除霜一大件：四通閥
突破傳統能量轉換理論，實現高能效：
熱泵在工作時，工質能在蒸發器中吸收環境介質貯存的能量QA；
而啟動系統需要消耗能量，即壓縮機耗電QB；
同時工質在冷凝器中釋放到高溫介質的熱量QC；
QC=QA+QB
壓縮機輸入功啟動系統后，由機械動能變成熱能。所以熱泵輸出的能量為壓縮機做的功QB和熱泵從環境中吸收的熱量QA之和；輸入一個QB，得到QB+QA，突破傳統單一不同能之間轉變無法達到100%效率的瓶頸；采用熱泵技術能效比更高。
熱泵技術發展史
  隨著工業革命的發展，19世紀初，人們對能否將熱量從溫度較低的介質“泵”送到溫度較高的介質中這一問題發生了濃厚的興趣。英國物理學家J.P.Joule提出了“通過改變可壓縮流體的壓力就能夠使其溫度發生變化”的原理。1854年，W.Thomson教授（即大家熟知的Lord Kelvin勛爵）發表論文，提出了熱量倍增器（Heat Multiplier）的概念，首次描述了熱泵的設想吸收空氣中的低能熱量，經過中間介質的熱交換，并壓縮成高溫氣體，通過管道循環系統對水加熱，耗電只有電熱水器的1/4。該新產品避免了太陽能熱水器依靠陽光采熱和安裝不便的缺點。由于空氣能熱水器的工作是通過介質換熱，因此其不需要電加熱元件與水接觸，沒電熱水器漏電的危險，也沒燃氣熱水器有可能爆炸和中毒的危小型家用空氣能熱水器險，更沒有燃油熱水器排放廢氣造成的空氣污染。
制冷劑情況
  目前我國大部分廠家所采用的熱媒（冷媒）還是R22，采用環保熱媒（冷媒）R417A、R410A的時代還未到來。而日本等一些國家已率先采用CO2作為熱媒（冷媒），不對臭氧層造成破壞（所以在安裝時，銅管務必要連接緊密，防止R22漏出）。另外，剛剛所說的R22、R417A、R410A、CO2是對人體不造成傷害的，即使有漏出，整個空氣能熱水器都是安全的。

空氣能熱水器VS電熱水器
  空氣能熱水器是運用制冷原理制熱——國家制冷標準要求輸入1000瓦輸出制冷2800瓦。根據熱平衡的原理，制熱量=輸入功1000W+制冷量2800W=3800W，實際應用在標準環境下產生的熱量在3000-4000W，而傳統電熱水器得到功率永遠沒辦法達到1000W，所以熱泵的制熱效果是傳統電熱水器的3-4倍。
空氣能熱水器采用電啟動，不需要陽光，占地小，突破時間、空間、方向等條件嚴格約束限制。太陽能熱水器儲存的水用完之后，很難再馬上產生熱水，特別是晚上沒有陽光。如果電加熱又需要很長的時間，而空氣能熱水器只要有空氣，溫度在-5℃～43℃攝氏度之間，都可以24小時全天候使用。同功率制熱時間又差不多是電熱水器的1/4。同時它也能從根本上消除了電熱水器漏電、干燒以及燃氣熱水器使用時產生有害氣體等安全隱患，克服了太陽能熱水器陰雨天不能使用及安裝不便等缺點，具有高安全、高節能、壽命長、不排放毒氣等諸多優點。空氣能熱水器的壽命一般可以達到15至20年。