熱泵是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置。通常用於熱泵裝置的低溫熱源是我們周圍的介質——空氣、河水、海水，城市汙水，地表水，地下水，中水，消防水池，或者是從工業生產設備中排出助工質，這些工質常與周圍介質具有相接近的溫度。根據低溫熱源的不同，熱泵一般可分為：空氣源、水源、地源。
空氣源熱泵熱水器的基本原理
它主要是由壓縮機、熱交換器、軸流風扇、保溫水箱、水泵、儲液罐、過濾器、節流裝置和電子自動控制器等組成。接通電源後，軸流風扇開始運轉，室外空氣通過蒸發器進行熱交換，溫度降低後的空氣被風扇排出系統，同時，蒸發器內部的工質吸熱汽化被吸入壓縮機，壓縮機將這種低壓工質氣體壓縮成高溫、高壓氣體送入冷凝器，被水泵強制循環的水也通過冷凝器，被工質加熱後送去供用戶使用，而工質被冷卻成液體，該液體經膨脹閥節流降溫後再次流入蒸發器，如此反覆循環工作，空氣中的熱能被不斷熱泵送到水中，使保溫水箱裡的水溫逐漸升高，最後達到55℃左右，正好適合人們洗浴，這就是空氣源熱泵熱水器的基本工作原理。
機組主要部件及作用
熱泵熱水器是由：壓縮機、冷凝器、蒸發器、軸流風扇、儲液罐、過濾器、截流裝置和電子自動控制器等組成。其中壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流裝置稱為四大部件。
壓縮機
作用：
將低壓氣體提升為高壓的一種從動的流體機械。是製冷系統的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的製冷劑氣體，通過電機運轉帶動活塞對其進行壓縮後，向排氣管排出高溫高壓的製冷劑氣體，為製冷循環提供動力，從而實現壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(吸熱)的製冷循環。
節流裝置
作用：
(1)節流降壓 將來自冷凝器的中溫高壓液態製冷劑進行節流，以降低其溫度和壓力，使進入蒸發器的製冷劑成為飽和溫度較低的溼蒸氣，確保製冷劑在低溫下沸騰，以降低進入車內空氣的溫度。
(2)調節流量 根據製冷負荷和發動機轉速的變化情況自動調節制冷劑流量，使製冷系統始終保持最適宜的製冷量。
(3)防止掖擊和過熱 根據蒸發器出口處的溫度控制製冷劑流量，以確保製冷劑在蒸發器個完全汽化，防止壓縮機產生液擊現象；與此同時，將製冷劑蒸氣過熱溫度控制在從而防止異常過熱現象的發生。
常見的有三種：電子膨脹閥；熱力膨脹閥；毛細管。
熱力膨脹閥
工作原理：熱力膨脹閥是通過感受蒸發器出口氣態製冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的製冷劑流量。熱力膨脹閥由感應機構、執行機構、調整機構和閥體組成。感應機構中充注氟利昂工質，感溫包設置在蒸發器出口處，其出口處溫度與蒸發溫度之間存在溫差，通常稱為過熱度。
電子膨脹閥
工作原理：是控制器通過對傳感器採集得到的參數進行計算，向驅動板發出調節指令，由驅動板向電子膨脹閥輸出電信號，驅動電子膨脹閥的動作。電子膨脹閥從全閉到全開狀態其用時僅需幾秒鐘，反應和動作速度快，不存在靜態過熱度現象，且開閉特性和速度均可人為設定。
特點：對於熱力膨脹閥，當環境溫度較低，其感溫包內部的感溫介質的壓力變化大大減小，嚴重影響了調節性能。而對於電子膨脹閥，其感溫部件為熱電偶或熱電阻，它們在低溫下同樣能準確反應出過熱度的變化。因此，在冷藏庫的凍結間等低溫環境中，電子膨脹閥也能提供較好的流量調節。
蒸發器
工作原理：
蒸發器是製冷四大件中很重要的一個部件，低溫的冷凝“液”體通過蒸發器，與外界的空氣進行熱交換，“氣”化吸熱，達到製冷的效果。
空氣源機組採用翅片蒸發器。
水地源機組採用板式換熱器。
冷凝器
工作原理：
將管子中的熱量，以很快的方式，將熱量帶走而運轉的，把氣體或蒸氣轉變成液體的裝置。
四通閥
作用：
四通閥是熱泵系統中用於化霜的主要部件。
四通閥由三個部分組成：先導閥，主閥和電磁線圈。
工作原理：
四通閥不同於普通直動式電磁閥，它必須在一定壓力下才能正常工作，四通閥由三個部分組成：先導閥，主閥和電磁線圈， 電磁線圈可以拆卸，先導閥與主閥焊接成一體。當電磁閥線圈處於斷電狀態，如圖一，先導滑閥在右側壓縮彈簧驅動下左移，高壓氣體進入毛細管①後進入右端活塞腔，另一方面，左端活塞腔的氣體排出，由於活塞兩端存在壓差，活塞及主滑閥左移，使排氣管(S管)與室外機接管（C管）相通，另兩根接管相通，形成制熱循環。當電磁閥線圈處於通電狀態，如圖二，先導滑閥在電磁線圈產生的磁力作用下克服壓縮彈簧的張力而右移，高壓氣體進入毛細管①後進入左端活塞腔，另一方面，右端活塞腔的氣體排出，由於活塞兩端存在壓差，活塞及主滑閥右移，使排氣管(S管)與室內機接管（E管）相通，另兩根接管相通，形成除霜循環。
其他部件：
傳感器
作用：
利用物質各種物理性質隨溫度變化的規律把溫度轉換為電量，並將電信號傳給控制面板，從而進行對機組的控制。
冷媒
種類：R22，R410A，R407C，R134a
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