空氣源熱泵原理就是利用逆卡諾原理，以極少的電能，吸收空氣中大量的低溫熱能，通過壓縮機的壓縮變為高溫熱能，是一種節能高效的熱泵技術。空氣源熱泵在運行中，蒸發器從空氣中的環境熱能中吸取熱量以蒸發傳熱工質，工質蒸氣經壓縮機壓縮后壓力和溫度上升，高溫蒸氣通過永久黏結在貯水箱外表面的特制環形管冷凝器冷凝成液體時，釋放出的熱量傳遞給了空氣源熱泵貯水箱中的水，冷凝后的傳熱工質通過膨脹閥返回到蒸發器，然后再被蒸發，如此循環往復。
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空氣源熱泵傳熱工質是一種特殊物質（R22冷媒），常壓下其沸點為零下40℃，凝固點為零下100℃以下，該物質冷的時候是液體，但很容易被蒸發成氣體，反之亦然。在實際運行中，空氣源熱泵中傳熱工質的蒸發極限溫度為零下25℃左右，因此5℃的環境溫度對如此低的溫度也是"熱"的，甚至下雪的溫度，比如說0℃，相比之下也是熱的，因此，仍可交換一些熱能。
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