空氣源熱泵熱水器其主體是熱泵系統，以電能作為驅動力，利用制冷劑吸收環境中的低品位熱能，在熱泵循環中通過換熱器將該部分熱量傳遞給水來制取熱水，最后將熱水通過水循環系統送人用戶。水的加熱方式有兩種，一種是直接利用冷凝器的殼體作為貯水容器，使用時，將冷凝器內充滿水，待水溫上升到滿足使用要求后，即可以從冷凝器上部出水口放出熱水使用，下部進水口則自動補充冷水，這種方法適用于小型的家用熱水器。另一種方式是在冷凝器的一側設一個較大的貯水箱，貯水箱的水不斷由水泵送入冷凝器的下部，經加熱后由上部出來回到貯水箱，經過這樣不斷重復的循環，貯水箱里的水溫逐漸升高。
國內外現有的除霜方法分析：
空氣源熱泵熱水器在低溫狀態下運行制熱，室外運行環境惡劣，當室外換熱器(制熱時起蒸發器作用)表面溫度低于空氣露點溫度且小于0℃時，室外換熱器表面會結霜，影響制熱效果和運行，霜與冰的形成和影響因素比較復雜，國內外關于常壓下結霜的傳熱傳質性能的研究已經比較多。目前，國內的熱泵系統除霜方式主要有以下幾種方式。
自然除霜：即當系統需要除霜時停止運行一定時間，利用周圍環境中的熱量，使蒸發溫度恢復到O℃以上，將結在換熱器表面的霜層融化掉，這是一種最簡單的方法。融霜結束后，重新啟動制冷系統進行工作。此除霜方式最大的優點在于方法簡單，且不消耗額外的能量。但這種除霜方式存在一定的缺陷，除霜時間越長則熱量損失越多，導致熱泵制熱效率下降。空氣源熱泵熱水器的蒸發器多以露天放置為主，在北方溫度較低的地區，冬季溫度大多能夠到達℃以下，無法采用此種方式進行除霜。
水沖霜：水沖霜是在冷卻盤管、肋片表面淋水以加熱管道。即使對于大容量盤管也能在很短的時間內把霜除去，但此種除霜方式對水資源的浪費較大，在北方地區溫度較低時，當淋水溫度過高時，淋水時產生的熱蒸汽會在用冷單元的表面上結露或結冰，增大冷單元表面的傳熱熱阻。并且，在淋水后如果不能及時把余水除凈，反而會在下一除霜進程中加快結霜的速度。
熱氣除霜：熱氣除霜是將壓縮機排氣通人蒸發器，利用排氣的熱量使其外壁積霜融化脫落，有些情況所使用的是熱氣的過熱部分的熱量，更多的情況是熱氣在蒸發器凝結，利用它的顯熱和潛熱除霜。熱氣除霜的優點在于霜層融化由內至外。
電加熱除霜：電加熱除霜是用電加熱提供化霜熱，多用在翅片管式冷風機上。電熱元件附在翅片上。化霜時，壓縮機和冷風機風扇停止運行，關閉電磁閥，電加熱器開始供電加熱化霜。化霜結束后，壓縮機啟動運行，加熱繼電器停止給電加熱器供電，電磁閥打開，制冷劑進入蒸發器。電加熱除霜具有系統簡單、除霜完全、實現控制簡單的優點，在小型裝置上廣泛采用，但缺點是耗電多，不宜在大型裝置上采用。
國內空氣源熱泵熱水器生產廠家常用的除霜方法：
目前，國內大多數空氣源熱泵熱水器生產企業主要采用熱氣除霜方法，具體為逆循環除霜和熱氣旁通除霜。
逆循環除霜：一種是在室外蒸發器盤管上安裝溫度傳感器，通過檢測室外盤管溫度來判斷是否結霜。另一種是通過檢測冷凝器盤管溫度與室溫(或水溫)的差值來判斷室外蒸發器是否結霜，即當室外蒸發器結霜后，其換熱效率降低，導致冷凝器換熱量下降，盤管溫度下降，當檢測到冷凝器盤管溫度與室溫(或水溫)的差值低于一定值時，可以判斷室外換熱器結霜較嚴重。
除霜時啟動換向除霜程序，四通換向閥動作，改變制冷劑的流向，讓機組由制熱運行狀態轉為制冷運行狀態，壓縮機排出的高溫氣體通過四通閥切換至室外換熱器中進行融霜，當室外盤管溫度上升到某一溫度值時，結束除霜。
此種除霜方式，會影響到空氣源熱泵熱水器的供水，即在除霜期間，無法為用戶提供有效水溫的熱水，同時，經過除霜后，原有的熱水溫度會降低，從能量角度講，這種除霜過程的損失相當于兩倍除霜時間的停機，經測算，會使機組的供熱量下降l0％左右。并且，四通閥頻繁換向會影響其可靠性及壽命。
熱氣旁通除霜：不改變制冷劑的流向，機組在除霜過程中保持制熱工作狀態不變，壓縮機排出的高溫氣體直接旁通一部分至室外換熱器中進行融霜。此種除霜方式由于高壓側冷媒的熱量還是來自于蒸發器中吸收的熱量，當氣溫較低，除霜不夠快時，將沒有足夠熱量吸收，會使主機進入保護性停機狀態。如采用簡單的旁通之路，則易產生壓縮機液擊現象。同時，在除霜過程中，因壓縮機的排氣量減少，會影響加熱熱水的效果，無法滿足正常熱水量的需求。
為了提高除霜效率，一些學者在除霜循環方式上進行了改進，提出了一些新的除霜循環方法。
