空气源热泵热水器由热泵――换热器――节流器――吸热器――热泵等装置构成了一个循环系统。热媒（也叫冷媒）在热泵的作用下在系统中循环流动。
它在热泵内完成气态的升压升温过程（通常温度都达到100摄氏度），进入换热器后释放出高温热量加热水，同时冷却并转化为流液态，当它运行到吸热器后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态。
同时温度下降至零下20到30摄氏度，这时吸热器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给热媒，热媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水过程。空气源热泵热水器具有节能环保的特点，其耗电量大概是是同等容量电热水器的四分之一，燃气热水器的三分之一。
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