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空气能热水器遵循“反向卡诺”原理。
具体来说，称为“室外”的室外空气热交换器，是加热低沸点工作介质（制冷剂）并使其蒸发，制冷剂蒸气通过压缩机压缩后的热量进入水箱，再加热到水并冷凝成液化，然后回到室外热交换器，节流降压冷却进入下一循环。
简单来说，它吸收空气中的热量来加热水。被热量吸收的空气也可以用于厨房，以解决闷气问题。
使用热泵加热和空调制冷的工作原理-国家制冷标准为1000瓦，电制冷为2800瓦。根据热平衡原理，同时至少产生2800瓦热量，再加上输入的1000瓦电能，实际产生的热量在3000-4000瓦，热量转移到保温箱中，其功耗为仅占电热水器的四分之一（即使电热水器的热效率为100％，输入的1000瓦热量也只有1000瓦）。
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