太空氣能熱水器的概念最早應用于熱水器工程，后來逐漸發展為家用型號。太空能熱水器因其優異的節能性能成為第五代熱水器，也是目前市場上最節能的熱水器。

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     太陽能熱水器的儲水箱與空氣源熱泵的冷凝器集成在一起，在立式或臥式水箱中安裝有換熱裝置，換熱裝置與熱泵工質的循環管道連通。它主要由太陽能集熱器、蒸發器、壓縮機、冷凝器、熱力膨脹閥儲水罐等部件組成。晴天時，太陽能真空管集熱器吸收的太陽輻射可以通過微循環直接加熱儲水罐內的冷水。
     當自動控制裝置檢測到太陽能水箱中的水溫達不到設定值時，熱泵開始工作，通過混合工質與水箱中的水進行熱交換，最終保持水溫穩定。
熱泵的工作原理是儲存在環境介質中的能量被蒸發器吸收并蒸發。蒸發的制冷劑被壓縮機吸入并壓縮成高溫高壓氣體，然后排入設置在太陽能儲熱罐底部的冷凝器中釋放熱量。制冷劑在工質循環系統中與水進行對流換熱冷凝，同時水升溫。冷凝器的工作介質通過膨脹閥或毛細管節流再次流入蒸發器，從而完成一個工作循環。或者在夜間，熱泵蒸發器通過吸收周圍大氣中的低品位熱源，保證熱泵的正常工作，使其始終能產生熱水。