空气能热水器是按照“逆卡诺”原理工作的，具体来说，就是“室外机”作为热交换器从室外空气吸热，加热低沸点工质（冷媒）并使其蒸发，冷媒蒸汽经由压缩机压缩升温进入水箱，将热量释放至其中的水并冷凝液化，随后节流降压降温回到室外的热交换器进入下一个循环。简单来说是吸收空气中的热量来加热水，被吸收热量的空气也可被运用到厨房，解决闷热问题。
由于空气能热水器本身的间接加热原理，以及全自动化的操作流程，这些都让空气能热水器在使用时降低了维修的次数，从而也在一定程度上增加了空气能热水器的使用年限。
空气能热水器温度控制设定达到55℃时就会自动停机，当开始使用热水后，就会有冷水进入，直至温度降至一定温度时，系统又会自动启动，每小时可连续产生45-55℃的热水100-700升。经过测试，每人淋浴水温需42℃，40-50升热水量，空气能热水器可以一次性连续提供3人以上淋浴。但正常3人淋浴时间会有1小时，所以补充的热水又可以再供更多人使用。
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