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空氣能熱泵的工作原理睬用的是逆卡諾原理，與空調的原理有一定的相似之處，通過空氣中的熱量通過冷媒搬運到水中，傳統的電熱水器和燃氣熱水器是通過消耗燃氣和電能來獲得熱能，而空氣能熱泵是通過吸收空氣中的熱量來達到加熱水的目的，在消耗相同電能的情況下可以吸收相當於三倍電能左右的熱能來加熱水。
空氣能熱泵其內部結構主要由四個核心部件：壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發器組成。
壓縮機將回流的低壓冷媒壓縮後，變成高溫高壓的氣體排出，高溫高壓的冷媒氣體流經纏繞在水箱外面的銅管，熱量經銅管傳導到水箱內，冷卻下來的冷媒在壓力的持續作用下變成液態，經膨脹閥後進入蒸發器，由於蒸發器的壓力驟然降低，因此液態的冷媒在此迅速蒸發變成氣態，並吸收大量的熱量。
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