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直熱式空氣能熱水器工程是指冷水流進去，出來的水溫度就能達到45度左右，可以直接用于沖涼。優點是制熱速度快，沒有水箱所以占地面積小。其工作原理與水循環空氣能原理差不多，只是為了能在短時間達到出水溫度45度這一效果，一般需要采用2千瓦以上的大功率制熱，和普通電熱水器耗電量差不多，并不體現節能。且沒有水箱一旦斷電，則沒有后備水源。其次，直熱式空氣能內部部件要求嚴格，一般多為工程機所采用，而家用機方面由于造價成本的問題，一般選配較小，所以技術上常帶有缺陷。

循環式空氣能熱水器工程又包括：氟循環和水循環兩種循環方式。
一、氟循環家用機因換熱器直接與水箱中的水進行熱交換，其熱效率略高一些。而水循環需要增加循環泵的用電量，同時水管、水泵及連接處銅/鐵配件的散熱增加，均導致用電量增加。
二、氟循環技術相對成熟、質量較為穩定，但在安裝方面要求較高。水循環機組多一個循環水泵，一般來說，配件越多，越復雜的系統其不穩定性就越高，故障機率相對也越高。
三、氟循環機組的內置盤管受水質影響，而有腐蝕漏氟的隱患，故內置盤管應選用耐腐蝕性強的材質（如316L不銹鋼、紫銅），并保證一定的厚度。同理，水循環機組同樣存在換熱器內漏的隱患。
四、水循環機組增加了循環水泵，成本及售價比氟循環機組略高。
綜上所述，每個產品都有自己的優缺點，目前空氣能熱水器工程家用機中，因為技術的原因，氟循環應用的頗為廣泛，但是水循環、直熱式也因其固有的優勢而成為未來空氣能行業發展的方向。
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