半导体冷水机是按照“逆卡诺”原理工作的，形象地说，就是“室外机”像打气筒一样压缩空气，使空气温度升高，然后通过一种-17℃就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内，再将热量释放传导到水中。运用热泵工作原理制热，与空调制冷相反——国家制冷标准是1000瓦，电制冷2800瓦。根据热平衡的原理，同时最少产生2800瓦的热量，加上输入的1000瓦电， 实际产生的热 量在3000——4000瓦，把这些热量输送到保温水箱，其耗电量只是电冷水机的四分之一（电冷水机即使热效率100%，输入1000电也只有1000瓦的热）。
半导体冷水机则不需要阳光，因此放在家里或室外都可以。半导体制冷片储存的水用完之后，很难再马上产生冷水。如果电加热又需要很长的时间，而半导体冷水机只要有空气，温度在零摄氏度以上，就可以24小时全天候承压运行。这样一来，即使用完一箱水，一个小时左右就会再产生一箱冷水。同时它也能从根本上消除了电冷水机漏电、干烧以及燃气冷水机使用时产生有害气体等安全隐患，克服了半导体制冷片阴雨天不能使用及安装不便等缺点，具有高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点。半导体冷水机的寿命一般可以达到15至20年。
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