空气能热水器是通过加热和冷却制冷剂通过热泵的室内和室外的线圈移动。像在冰箱中，使用压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器之间的制冷剂的冷液体和热气体的状态发生改变。
当在一个低的温度下的液体制冷剂通过室外的蒸发器的热交换盘管，环境的热量用于使液体沸腾。这沸腾的状态变化过程集结潜热能量。蒸气，然后吸入到的压缩机，进一步提高了蒸气的温度。
进入大楼，蒸汽进入冷凝器的热交换盘管将热量传递到室内空气的风扇，这是画在线圈。由于蒸汽冷却，冷凝成液体，并释放其潜热的空气经过冷凝器单元。
冷的液体制冷剂排出冷凝器，是在高压下的制冷剂通过膨胀阀，其中的压力降低，利用热和允许制冷剂重新进入蒸发器，以开始一个新的周期。
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