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空氣源熱泵熱水器的工作原理與空調原理有一定相似，應用了逆卡諾原理，通過吸收空氣中大量的低溫熱能，經過壓縮機的壓縮變為高溫熱能，傳遞給水箱中，把水加熱起來。整個過程是一種能量轉移的過程（從空氣中轉移到水中），不是能量轉換的過程，沒有通過電加熱元件加熱熱水，或者燃燒可燃氣體加熱熱水。第二代制熱方式：循環式蒸發器和冷凝器都在主機內，但冷水直接進到保溫水箱中，再用水泵抽回到主機加熱，必須多要一個循環泵，加熱的方式是分層式循環加熱，因為他是把水溫經多次循環分層次加熱到預設溫度。優點是能效比較直熱式高一些，因為所要增加的溫度越接近原始溫度，熱傳導效果越好，能效也越高。缺點是必須用循環泵所以會浪費一些電，熱水輸送的管徑較長，所以能耗要多一些，冷水從上面進入保溫水箱，從下面出熱水，而一般熱水比冷水輕，所在一個容器中的水通常上面的要比下面的熱，所以上面加冷水會導致出水溫度不能恒定，會混水。安全：由于它不是采用電熱元件直接加熱，故相對電熱水器而言，杜絕了漏電的安全隱患；相對燃氣熱水器來講，沒有燃氣泄露，或一氧化碳中毒之類的安全隱患，因而具有更卓越的安全性能。廚房冷氣：空氣源熱泵熱水器的廚房冷氣是根據吸收的空氣中的熱量運用到廚房，能將廚房溫度降低6~8度。
