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在制冷状态下，其工作过程如下：
1）制冷剂在蒸发器中与载冷剂发生热交换，吸收载冷剂的热量并汽化。
2）产生的制冷剂低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出
3）压缩机排出的高压气态制冷剂进入冷凝器，放出热量传水，凝结成高压液体。
4）高压液体流经膨胀阀节流，变成低压低温的气、液两相混合物，进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发吸收载冷剂的热量，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入。如此周而复始，形式循环，热量由室内不断向地下转移，从而向房间内提供了冷气[6]。
2.4 水源热泵系统特点
优点：
1）高效节能
水源热泵是目前空调系统中能效比（COP值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4~6。
水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵轮回的蒸发温度进步，能效比也进步。而夏季水体温度为18~35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，从而进步机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量，用户可以得到4.3~5.0kW.h的热量或5.4~6.2kW.h的冷量。与空气源热泵比拟，其运行效率要高出20~60%，运行用度仅为普通中心空调的40%~60%。
2）属可再生能源利用技术
水源热泵是利用了地球水体所蕴藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部门的河流和湖泊以及海洋。地表泥土和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过泥土间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的泥土和水体天然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无穷的太阳能或地能成为可能。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。
3）节水省地
以地表水为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染；省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等举措措施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。
4）环保效益明显
水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，无燃烧过程，避免了排烟、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。所以，水源热泵机组运行无任何污染，无燃烧、无排烟，不产生废渣、废水、废气和烟尘，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。
5）一机多用，应用范围广
水源热泵系统可供暖、空调，还可供糊口热水，一机多用，一套系统可以替代原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着显著的长处。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时知足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。其总投资额仅为传统空调系统的60%，并且安装轻易，安装工作量比传统空调系统少，安装工期短，更改安装也轻易。
水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅、住宅小区的采暖、供冷。
6）运行不乱可靠，文护利便
水体的温度一年四季相对不乱，其波动的范围远远小于空气的变动，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、不乱，也保证了系统的高效性和经济性；采用全电脑控制，自动程度高。因为系统简朴、机组部件少，运行不乱，因此文护用度低，使用寿命长。