工作原理一台完整的空气源热水器包含2个主要部分:
制造冷气部分和加热热水部分。但其实这两个部分又是紧密的联系在一起的，密不可分，满城供热机组，必须同时工作。即在加热热水的同时，给厨房制冷。或者说在给厨房制冷的同时也在加热热水。
其内部结构主要由四个核心部件:压缩机，冷凝器，膨胀阀，燃煤供热机组，蒸发器组成。
其工作流程是这样的:压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量。同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低，变成冷气排进厨房。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环。
由以上的工作原理可以看出，空气源热水器的工作原理与空调原理有一定相似，应用了逆卡诺原理，通过吸收空气中大量的低温热能，经过压缩机的压缩变为高温热能，传递给水箱中，把水加热起来。整个过程是一种能量转移个过程(从空气中用转移到水中)，不是能量转换的过程，没有通过电加热元件加热热水，或者燃烧可燃气体加热热水。
空气能热水器在全球的应用
能源危机是空气能热水器发展的根本推动因素。在欧美大多数发达国家，空气能热水器等热泵产品已经进入了大多数家庭，包括澳，英，法，德，北欧南欧，空气能供热机组，新加坡，马来西亚。美国热泵的产量从1971年的8.2万套/年猛增至1976年的30万套/年，1977年再次跃升为50万套/年，而此时日本后来者居上，年产量已超过50万套。据了解，现在在美国有约60%的热水设备选用了空气能热水器机组。
在2000年的欧洲热泵统计中，仅德国和奥地利所使用的专门用于家庭提供热水的热泵就达48万台；瑞士的热水设备96%采用了热泵技术，在瑞典，目前有28.5%的家用使用各类型热泵供暖和供热水，另外还有10%的用户使用中央集中供热系统，供热机组锅炉加盟，由于结构的原因，空气能的增长要快于水源或地源热泵。在芬兰，由于冬季气温可达-40℃，所以水源热泵占据主导地位。同样的斯堪的纳维亚半岛国家挪威主要是空气能热泵兼有一些地源和水源热泵系统。2006年日本市场销售32.3万台，而2013年达到255万台，而日本总的热水器市场容量为350万台/年，只有6%（大约20万）是电热的。这些国家有一个共同点，就是政府重视节能与环保，在政策上给予引导和大力支持，其中包括通过一定程度的经济补偿手段，鼓励制造商生产、鼓励用户使用热泵产品。
2008年，欧洲议会将空气能等热泵产品按规定方法计入可再生能源利用范围。 2013年以后，燃气热水器、燃气采暖炉、电热水器等产品原则上不允许单独使用。
相对来说，国外的安全节能环保意识确实走在我们的前头，各国均采取对家庭总体的节能效果进行评级补贴。在瑞典2011年前如果用热泵替换燃油和电热系统，政府将奖励每台1.2万到2万瑞典克郎(约合1800美元到3000美元)；澳大利亚对主动购买空气能热泵热水器的消费者给予每台1000澳元的补贴(约占总价的25%)；美国的节能法规定，购置太阳能热水器、空气能热泵热水器等节能设备，居民该项支出额的30%可以抵所得税；法国政府规定，从2006年起，利用可再生能源和特定型号热泵设备的发电系统，其产品可以享受50%的税额减免。 欧盟个别国家规定2013年之后，不允许单独使用电能或者燃气能的热水器。也就是说，电或者燃气只能作为热水器的辅助能源，而空气能或者太阳能将成为热水器的主要能源来源——欧盟的这个政策无疑对中国空气能热泵热水器的生产和研发起到了拉动作用。
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