空气能原理是利用冷媒压缩制冷放热循环工作，以环境空气中的热源Q2作为低温热源，经过传统空调器中的冷凝器或蒸发器进行热交换，然后通过循环热交换系统，释放热能Q3，最后利用水泵循环换热系统将能量转移到建筑物内，满足用户对生活热水、地暖或空调等需求。
空气能热泵工作原理流程：
低压气态冷媒进入压缩机，经过压缩成为高温高压气体，这时冷媒沸点随压力的升高而升高。
高沸点的冷媒进入冷凝器开始液化，这时冷媒放出热量，变成液体。接下来在进入蒸发器前先经过膨胀阀（节流阀），膨胀阀（节流阀）又使冷媒压力降低，压力降低的冷媒在蒸发器中又开始蒸发，这时冷媒吸收热量，又变为低压的气体。再次进入压缩机，整个冷媒循环系统就这样形成。
空气能热泵节能原理：
空气能热泵机组运行时节能，原因是热泵压缩机把低温低压气态冷媒转换成高压高温气态，压缩机压缩功能转化的热能为Q1，高温高压的气态冷媒与水进行热交换，高压的冷媒在常温下被冷却、冷凝为液态。
这过程中，冷媒放出热能用来加热水，使水升温变成热水。水吸收的热能为Q3，高压液态冷媒通过膨胀阀减压，压力下降，回到比外界低的温度，具有吸热蒸发的能力。
低温低压的液态冷媒经过蒸发器（空气热交换器）吸收空气中的热能自身蒸发，由液态变为气态，冷媒从空气中吸收的热能为Q2。吸收了热能的冷媒变成低温低压气体，再由压缩机吸入进行压缩，如此往复循环，不断地从空气中吸热，而在水侧换热器放热，制取热水。
这个循环过程由空气能热泵（主机）机组来完成。空气能热泵作为高效集热并转移热量的系统装置，可以把压缩机所消耗的电力变为比电热多4~6倍的热能。
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