热泵实质上是一种热量提升装置，其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。
直热式空气源热泵热水机组工作原理
1、压缩过程
蒸发后的运行工质被吸入压缩机，通过压缩机的压缩功能，将工质压缩成高压高温气体，使其对于较低温度的自来水易于放热、液化。
2、冷凝过程
从压缩机排出的高压高温工质被常温的自来水吸收热量而变成的液态工质。
3、节流过程
把液化后的工质送入热泵主机蒸发器之前，利用毛细管的压力差，使工质在保温水箱的冷凝器内冷凝降压，将它变成即使在低温下也易于蒸发的状态。
4、蒸发过程
液态工质从周围空气中吸收热量而不断蒸发汽化，被吸收热量后的空气变为“冷气”。系统简图(图1)
图1
直热式空气源热泵热水机组性能特点
·采用最先进的水路自控系统，保证出水温度恒定在60℃左右；
·降低了系统压力，使压缩机运转更轻松，更节能，延长压缩机的寿命；
·直接使用自来水压力，省去了循环水泵，减少投资，降低能耗；
·直接补热水到水箱，防止大量用水导致水箱温度下降。可减小保温水箱的容积，从而降低了初投资。(图2)
图2
直热式空气源热泵热水机组工程应用
1、工程概况
该项目为广东省东莞市某电子厂员工宿舍，主要是向宿舍全天提供生活热水。该工厂共有员工1000人。在综合对比了各种热水器的经济效益后，该工厂决定采用空气源热泵热水机组。
2、设计依据：
1)《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)；
2)《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)；
3)《给水排水制图标准》(GB/T50106-2001)；
4)《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002)；
5)《建筑给排水设计手册》；
6)本工程依据业主提供的要求；
7)空气源热泵热水机性能特点；
8)根据国家规定的供热水标准设计规范进行设计；
3、设计参数：
东莞市年平均最低气温14℃，非常适合使用空气源热泵热水机组。
4、设计选型：
(1)设计用热水基本情况：每天供给55℃以上热水每人每天25L，即总共为25吨。
(2)设计选型过程：
空气源热泵热水机组选型重点在于冬季能满足高峰期的热水使用量。
在标准工况下，进水温度15℃时，热水出水温度55℃、即需温升40℃。
热负荷计算：
Q=CM△t=4.187×1000×25×(55℃-15℃)=4187000Kj。按照客户要求机组每天运行12小时，则所需热量为Q=4187000/3600×12=97KW
设备选型:选空气源热泵热水机PASHW130SB-2-C2台。
在标准工况下，单台机组额定制热量为45KW，2台机组额定制热量:45KW×2台=90KW。
附件一、直热式热泵热水机组的机型参数表：(表一)
表1
直热式额定制热工况：室外干湿球温度：20℃/15℃，自来水进水温度15℃，出水温度55℃；
循环式额定制热工况：室外干湿球温度：20℃/15℃，进/出水温度45℃/55℃；
热泵热水机与其他热水器的运行费用经济性分析
若1吨自来水从15℃升温至55℃，则需热量40000KCAL；加热1吨水所需费用见下表：
注：能源价格有地区、时间差价(表二)
表2
本工程热水项目日用热水量按25吨，其各个季度运行费用计算如下：
夏季：自来水温度为15度，升温至55度，能效率为430%，运行时间为235天；
过度季节：自来水温度为15度，升温至55度，能效率400%，运行时间为50天；
冬季：自来水温度为15度，升温至55度，能效率为380%，运行时间为80天。