空氣能熱水器內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四個(gè)核心部件——壓縮機(jī)，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器組成。

其工作流程是這樣的：壓縮機(jī)將回流的低壓冷媒壓縮后，變成高溫高壓的氣體排出，高溫高壓的冷媒氣體流經(jīng)纏繞在水箱外面的銅管，熱量經(jīng)銅管傳導(dǎo)到水箱內(nèi)，冷卻下來的冷媒在壓力的持續(xù)作用下變成液態(tài)，經(jīng)膨脹閥后進(jìn)入蒸發(fā)器，由于蒸發(fā)器的壓力驟然降低，因此液態(tài)的冷媒在此迅速蒸發(fā)變成氣態(tài)，并吸收大量的熱量。同時(shí)，在風(fēng)扇的作用下，大量的空氣流過蒸發(fā)器外表面，空氣中的能量被蒸發(fā)器吸收，空氣溫度迅速降低，變成冷氣釋放。隨后吸收了一定能量的冷媒回流到壓縮機(jī)，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

由以上的工作原理可以看出，空氣源熱泵熱水器的工作原理與空調(diào)原理有一定相似，應(yīng)用了逆卡諾原理，通過吸收空氣中大量的低溫?zé)崮?，經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮變?yōu)楦邷責(zé)崮埽瑐鬟f給水箱中，把水加熱起來。整個(gè)過程是一種能量轉(zhuǎn)移的過程（從空氣中轉(zhuǎn)移到水中），不是能量轉(zhuǎn)換的過程，沒有通過電加熱元件加熱熱水，或者燃燒可燃?xì)怏w加熱熱水。

總之，空能熱水器的工作原理就是把空氣中的能量加以吸收，轉(zhuǎn)變成熱量，轉(zhuǎn)移到水箱里面的水中，把水加熱起來，同時(shí)把失去大量熱量的空氣排放到室外的環(huán)境中，這是就是一般分體空氣能熱水器（又稱為空氣能冷氣熱水器）的原理；而一體式空氣能除了吸收空氣中的熱量加熱熱水，還能把失去大量熱量的空氣，即是冷氣，排放到廚房里，實(shí)現(xiàn)廚房制冷功能。

空氣能熱水器其實(shí)是空調(diào)的另一個(gè)版本，空調(diào)是吸收室內(nèi)的熱量，再將熱量排到室外。空氣能則是吸收環(huán)境的熱量，將熱量排給水箱。
首先看一下空氣能的原理。空氣能利用了熱泵的原理，首先制冷劑（空調(diào)中的稱法）吸收空氣中的熱量蒸發(fā)，經(jīng)過壓縮機(jī)，汽化后的制冷劑溫度 上升，能量提高，之后，經(jīng)過水箱，把熱量傳遞給水，制冷劑自己冷卻后冷凝，再經(jīng)過膨脹閥通過小孔膨脹進(jìn)一步降低溫度，再次與空氣熱交換開始下一個(gè)循環(huán)。這個(gè)循環(huán)體系主要是通過制冷劑吸收空氣中的熱量再利用壓縮機(jī)對(duì)制冷劑做功，對(duì)其進(jìn)行加熱，再將熱量用于水的加熱。

為什么空氣能會(huì)節(jié)能。首先要提到一個(gè)參數(shù)，性能參數(shù)COP，，Q是加熱熱水需要的熱量，W是壓縮機(jī)的做功。對(duì)于一個(gè)卡諾循環(huán)，COP=Th/(Th-Tc)，其中Th是制冷劑的最高溫度，Tc是制冷劑的蒸發(fā)溫度。對(duì)于環(huán)境溫度15℃，Tc=288K，如果需要將熱水加熱至50℃，制冷劑的溫度需要在55℃左右，Th=328K，COP=8.2。這意味著我們投入1kJ的能量驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，可以加熱8kJ的水。這并不是說明能量不守恒，只是我們利用了壓縮機(jī)將空氣中溫度較低、品質(zhì)較差的能量轉(zhuǎn)化為溫度較高、品質(zhì)較高的能量。
當(dāng)然，實(shí)際上COP要低于這個(gè)數(shù)值，一般來說，COP能達(dá)到3.5~4.5是比較高的了。而電加熱或者燃?xì)饧訜幔臒崃客耆呻娔芑蛘呷細(xì)庾陨淼哪芰刻峁捎谀芰坷眯实停牡哪芰靠隙ㄒ哂谒盏哪芰俊Ｒ虼丝諝饽苁枪?jié)能的。