空氣能(源)熱泵利用冷媒壓縮制冷放熱循環(huán)工作原理，以環(huán)境空氣中的熱源Q2作為低溫熱源，經(jīng)過傳統(tǒng)空調(diào)器中的冷凝器或蒸發(fā)器進行熱交換，然后通過循環(huán)熱交換系統(tǒng)，釋放熱能Q3，最后利用水泵循環(huán)換熱系統(tǒng)將能量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi)，滿足用戶對生活熱水、地暖或空調(diào)等需求。
下面的動圖，簡單描繪了空氣能熱泵工作時的原理。
空氣能熱泵工作原理流程：
低壓氣態(tài)冷媒進入壓縮機，經(jīng)過壓縮成為高溫高壓氣體，這時冷媒沸點隨壓力的升高而升高。
高沸點的冷媒進入冷凝器開始液化，這時冷媒放出熱量，變成液體。接下來在進入蒸發(fā)器前先經(jīng)過膨脹閥（節(jié)流閥），膨脹閥（節(jié)流閥）又使冷媒壓力降低，壓力降低的冷媒在蒸發(fā)器中又開始蒸發(fā)，這時冷媒吸收熱量，又變?yōu)榈蛪旱臍怏w。
再次進入壓縮機，整個冷媒循環(huán)系統(tǒng)就這樣形成。
空氣能熱泵節(jié)能原理：
空氣能熱泵機組運行時為什么會節(jié)能？
其實原因很簡單，熱泵壓縮機把低溫低壓氣態(tài)冷媒轉(zhuǎn)換成高壓高溫氣態(tài)，壓縮機壓縮功能轉(zhuǎn)化的熱能為Q1，高溫高壓的氣態(tài)冷媒與水進行熱交換，高壓的冷媒在常溫下被冷卻、冷凝為液態(tài)。
這過程中，冷媒放出熱能用來加熱水，使水升溫變成熱水。水吸收的熱能為Q3，高壓液態(tài)冷媒通過膨脹閥減壓，壓力下降，回到比外界低的溫度，具有吸熱蒸發(fā)的能力。
低溫低壓的液態(tài)冷媒經(jīng)過蒸發(fā)器（空氣熱交換器）吸收空氣中的熱能自身蒸發(fā)，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，冷媒從空氣中吸收的熱能為Q2。吸收了熱能的冷媒變成低溫低壓氣體，再由壓縮機吸入進行壓縮，如此往復循環(huán)，不斷地從空氣中吸熱，而在水側(cè)換熱器放熱，制取熱水。
這個循環(huán)過程由空氣能熱泵（主機）機組來完成。空氣能熱泵作為高效集熱并轉(zhuǎn)移熱量的系統(tǒng)裝置，可以把壓縮機所消耗的電力變?yōu)楸入姛岫?~6倍的熱能（即Q1+Q2=Q3的道理），這也是空氣能熱泵為什么能節(jié)能的原理詳解。
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