热泵压缩机把低温低压气态冷媒转换成高压高温气态，压缩机压缩功能转化的热量为Q1，高温高压的气态冷媒与水进行热交换，高压的冷媒在常温下被冷却、冷凝为液态。这过程中，冷媒放出热量用来加热水，使水升温变成热水。水吸收的热为Q3，高压液态冷媒通过膨胀阀减压，压力下降，回到比外界低的温度，具有吸热蒸发的能力。低温低压的液态冷媒经过蒸发器（空气热交换器）吸收空气中的热量自身蒸发，由液态变为气态，冷媒从空气中吸收的热为Q2。吸收了热量的冷媒变成低温低压气体，再由压缩机吸入进行压缩，如此往复循环，不断地从空气中吸热，而在水侧换热器放热，制取热水。这个循环过程由空气能热泵（主机）机组来完成。空气能热泵作为高效集热并转移热量的系统装置，可以把压缩机所消耗的电力变为五倍范围内的热能（即Q1+Q2=Q3的道理）。

空气能热水器工作过程：进入蒸发器吸收热量前状态:低温低压的液体→通过蒸发器吸收空气中的热量（气化）→制冷剂变成低温低压的气体→通过压缩机做功压缩→变成高温高压气体→经过换热器跟水交换热量→变成低温高压的液体→经过节流装置节流→变成变成低温低压的液体→进入蒸发器重复循环该过程

超低温型热水机组工作原理

热量从空气中获取，所以空气能热水器耗电也很少。目前市面上比较优秀的空气能产品，比如纽恩泰的“畅享·变频速热空气能”、米特拉的“名御”制热能效比都能达到4.0甚至4.0以上，比电热水器节能80%以上。最重要的是，空气能热水器制热，不依赖于天气，不论刮风还是下雨，白天还是夜晚，都可以使用，所以它可以与太阳能热水器形成互补，两者结合利用，为住宅提供热水。