一台完整的家用多功能热水器包含2个主要部分:其内部结构主要由四个核心部件:压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。其工作流程是这样的:压缩机将回流的低压冷媒压缩后,变成高温高压的气体流经管道,家用太阳能厂高温高压的气态冷媒流经缠绕在水箱外面的铜管,热量经铜管传导到水箱内,进行换热,冷却下来的气态冷媒在压力的持续作用下变成液态,经膨胀阀后进入蒸发器,由于蒸发器的压力骤然降低,因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态,并吸收大量的热量。同时,在风扇的作用下,大量的空气流过蒸发器外表面,空气中的能量被蒸发器吸收,空气温度迅速降低,变成冷气排进厨房。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机,进入下一个循环。由以上的工作原理可以看出,家用多功能热水器的工作原理与空调原理有一定相似,应用了逆卡诺原理,家用太阳能厂通过吸收空气中大量的低温热能,经过压缩机的压缩变为高温热能,传递给水箱中,把水加热起来。整个过程是一种能量转移个过程(从空气中用转移到水中),不是能量转换的过程,没有通过电加热元件加热热水,或者燃烧可燃气体加热热水。
太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需。太阳能集热器(solar collector)在太阳能集热系统中,家用太阳能厂接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20~30年。家用太阳能厂自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40~50年且很少进行维修。
空气(热泵)热水器有多省电:使用220~240V一般电源,750W~910W左右功率,每次(压缩机一个工作间隙)可制造热水160~180L,家用太阳能厂可供2—4人使用,日耗电2~3度左右(冷天环境温度低时,耗电量会稍高),家用太阳能厂日耗钱1~2元钱左右,所以2—4人家庭适用仅需每月平均电费30~40元。而一般燃气费约150元,而200L电热水器以2000W计,保温和加热每天需要耗15度电,约7.5元,月费用200多元(冷天时耗电量会更高)。空气(热泵)热水器和电热水器相比每月可节省费用约70~80%。
空气能热水器的原理是:通过压缩机系统运转工作,吸收空气中热量制造热水。具体过程是:压缩机将冷媒压缩,压缩后温度升高的冷媒,经过水箱中的冷凝器制造热水。热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环。在这一过程中,空气热量通过蒸发器被吸收导入水中,产生热水。这样的通过压缩机空气制热的新一代热水器,家用太阳能厂即是空气能热水器(空气能热泵热水器)空气能热水器就是把空气中的热量通过冷媒搬运到水中,传统的电热水器和燃气热水器消耗的能源是电力或燃气,其热效率都是小于100%。由于大部分热量从空气中吸收,其热效率可达到300%以上,它最大的优势就是制冷。空气能热水器吸取空气中的热量加热水温后,被吸掉热量的冷气被运用到厨房,实现厨房制冷,家用太阳能厂解决厨房的闷热问题。空气能热水器按照加热形式可分为氟循环与水循环两类,各有优点,互不排斥;氟循环机分为:家用型阳台机、外墙机、厨房机,商用型的壁虎机、阁楼机;水循环机可分为:家用型阳台机、露台机、厨房机,商用型的壁虎机、阁楼机,工程型的屋顶机,地面机。
家用太阳能厂空间太阳电池在地球大气层外工作,必然会受到高能带电粒子的辐照,引起电池性能的衰减,主要原因是由于电子或质子辐射使少数载流子的扩散长度减小。其光电参数衰减的程度取决于太阳电池的材料和结构。还有反向偏压、低温和热效应等因素也是电池性能衰减的重要原因,家用太阳能厂尤其对叠层太阳电池,由于热胀系数显著不同,电池性能衰减可能更严重。