蒸气压缩式制冷原气制冷工质（如氟利昂）经压缩机压缩成高温高压气体后进入冷凝器，与水（空气风冷式制冷系统（图））进行等压热交换，变成低温高压液态。液态工质经干燥过滤器去除水份、杂质，进入膨胀阀节流减压，成为低温低压液态工质，在蒸发器内汽化。液体汽化过程要吸收汽化潜热，而且液体压力不同，其饱和温度（沸点）也不同，压力越低，饱和温度越低。例如，1kg的水，压力为0.00087MPa，饱和温度为5℃，汽化时需要吸收2488.7KJ热量；1kg的氨，在1个标准大气压力（0.10133MPa）下，汽化时需要吸收1369.59KJ热量，温度可抵达-33.33℃。因此，只要创造一定的低压条件，就可以利用液体的汽化获取所要求的低温。依此原理，汽化过程吸取冷冻水的热量，使冷冻水温度降低（一般降为7℃）。制冷工质在蒸发器内吸取热量，单螺杆式水源热泵机组，温度升高变成过热蒸气，进入压缩机重复循环过程。蒸气压缩式制冷系统主要分为水冷式和风冷式

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超低温空气能热泵采暖的原理是把空气中的热量通过冷媒搬运到水中，并加热水，然后通过水泵把热水输送到末端的以达到采暖的过程。

传统的燃气壁挂炉和燃煤锅炉是通过消耗天燃气和燃煤来获得热能，而空气能热泵是通过吸收空气中的热量来达到加热水的目的，在消耗相同电能的情况下可以吸收相当于三倍电能左右的热能来加热水，运行不产生废气，并且无需专人管理。

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