空氣能熱水器是按照“逆卡諾”原理工作的，具體來說，就是“室外機”作為熱交換器從室外空氣吸熱，加熱低沸點工質（冷媒）并使其蒸發，冷媒蒸汽經由壓縮機壓縮升溫進入水箱，將熱量釋放至其中的水并冷凝液化，隨后節流降壓降溫回到室外的熱交換器進入下一個循環。

空氣能熱水器是一種儲熱式熱水器，出水量大，水溫一般設定在45℃－55℃。多數的空氣能熱水器都具有溫度保持功能，如水溫設定45℃－55℃，溫度高于55℃，就自動停機，停止加熱，如果水溫低于45℃，就自動啟動開始加熱，使水箱水溫保持在55℃以上。水箱保溫效果差的熱水器，由于熱損失較大，會經常啟動加熱。

空氣能是一種廣泛存在、平等給予和可自由利用的低品位能源，利用空氣能熱水器原理（熱泵熱水器原理）循環提高其能源品位，因而是一項極具開發和應用潛力的節能、環保新技術，具有實用價值。可以在空氣能十大品牌中，選擇節能環保，實用性強的空氣能產品。


空氣源熱泵工作原理簡化圖

通過熱泵機組的通電工作，將周圍空氣中的低溫熱量吸收到換熱器上，通過換熱器，將熱量通過熱傳遞原理傳遞到水里，達到加熱的作用。空氣能熱泵機組工作時，在風機的吸力作用下，室外普通空氣從進風口進入機組內部，經過換熱器，此時空氣中的低溫熱量被換熱器吸收，并轉移到保溫水箱中，給水加熱；失去熱量的空氣溫度降低，變成冷空氣從風機吹出來。



空氣能熱水器工作原理圖

空氣能機組一般由膨脹閥（節流閥）、壓縮機、冷凝器、蒸發器等主要部件組成，這些主要部件在機組中所發揮的作用。

膨脹閥（節流閥）的作用

膨脹閥（節流閥）是在制冷系統中通過改變節流截面或節流長度達到控制制冷劑流量的裝置，一般安裝于蒸發器和儲液筒之間。膨脹閥（節流閥）使中溫高壓的液體制冷劑通過其節流成為低溫低壓的濕蒸汽，然后制冷劑在蒸發器中吸收熱量達到制冷效果，膨脹閥（節流閥）通過蒸發器末端的過熱度變化來控制閥門流量，防止蒸發器面積利用不足和敲缸現象的發生。

壓縮機的作用

低溫低壓的R134a冷媒，在壓縮機的作用下，成為高溫高壓的狀態。

冷凝器的作用

冷凝器為制冷系統的機件，屬于換熱器的一種，能把氣體或蒸氣轉變成液體，將管子中的熱量，以很快的方式，傳到管子附近的空氣中。氣體通過一根長長的管子（通常盤成螺線管），讓熱量散失到四周的空氣中，銅之類的金屬導熱性能強，常用于輸送蒸氣。為提高冷凝器的效率經常在管道上附加熱傳導性能優異的散熱片，加大散熱面積，以加速散熱，并通過風機加快空氣對流，把熱量帶走。冷凝器工作過程是個放熱的過程，所以冷凝器溫度都是較高的。

蒸發器的作用

在蒸發器上，熱能的傳遞者——R134a冷媒，從低溫低壓的液體狀態，蒸發成為低溫低壓的氣體狀態。

簡而言之，空氣能熱水器工作原理就是由壓縮機系統內的低溫冷媒不斷吸收室外空氣中的低品位熱能，帶回壓縮機提升為可用的高品位熱能加熱冷水。空氣能熱水器與空調的制熱原理是一樣，只是產品配置上有所區別，空氣能熱水器主要用于制熱燒水，加大了蒸發器和冷凝器的換熱面積，采用耐高溫耐高壓的壓縮機系統。