空气能热泵热水器(即:空气源热泵)是创新一代的热水设备,是一种高效集热并转移热量的装置,用电能驱动热泵,由热泵装置中的压缩机、电子膨胀阀、干燥过滤器、四通阀、蒸发器、套管冷凝器、风机等主要部件组成,它成功地运用了逆卡诺原理,压缩机从蒸发器中吸入低温低压气体制冷剂,通过做功将制冷剂压缩成高温高压气体,高温高压气体进入冷凝器与水交换热量,在冷凝器中被冷凝成低温液体而释放出大量的热量,水吸收其释放出的热量而温度不断上升。被冷凝的高压低温液体经膨胀阀节流降压后,在蒸发器中通过风扇的作用,吸收周围空气热量从而挥发成低压气体,又被吸入压缩机中压缩,这样反复循环,从而制取热水。
作为自然现象,正如水由高处流向低处那样,热量也总是从高温流向低温。但人们可以创造机器,如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样,采用空气能热泵可以把热量从低温区抽吸到高温区。所以热泵实质上是一种热量提升装置,热泵的作用是从周围环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象(温度较高的物体),其工作原理与制冷机相同,都是按照逆卡诺循环工作的。同时空气源热泵不是把电能转变成热能,少量电能只是用于提升热的品位,所以热泵不是永动机。