空气能利用了热泵的原理,首先制冷剂(空调中的称法)吸收空气中的热量蒸发,经过压缩机,汽化后的制冷剂温度上升,能量提高,之后,经过水箱,把热量传递给水,制冷剂自己冷却后冷凝,再经过膨胀阀通过小孔膨胀进一步降低温度,再次与空气热交换开始下一个循环。这个循环体系主要是通过制冷剂吸收空气中的热量再利用压缩机对制冷剂做功,对其进行加热,再将热量用于水的加热。
为什么空气能会节能。首先要提到一个参数,性能参数COP,Q是加热热水需要的热量,W是压缩机的做功。对于一个卡诺循环,COP=Th/(Th-Tc),其中Th是制冷剂的温度,Tc是制冷剂的蒸发温度。对于环境温度15℃,Tc=288K,如果需要将热水加热至50℃,制冷剂的温度需要在55℃左右,Th=328K,COP=8.2。