水源热泵机组中的液态制冷剂，在蒸发器中吸收地下水的低品位热能后，蒸发成低温低压的气态制冷剂，被压缩机压缩成高温高压的气态制冷剂后送入冷凝器。在冷凝器中的高温高压的气态制冷剂经过换热将热量传给建筑物的循环水（地热或暖气散热片），给建筑物放热后，冷凝成液态后重新回到蒸发器中，重复吸热、换热的过程。
水源热泵是利用了地球表面或地下水源作为冷热源，进行能量转换的冷暖中央空调系统稳定可靠。在建筑物有节能保温的情况下,确保冬季定内温度20℃以上。实际上地下水经过热泵机组后，只是交换了热量，水质没有发生变化，经回灌到地层或重新回入地表水系中，不会造成原有水源扫污染。同时供暖省去了燃煤等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染，不产生任何废渣、废气和烟灰等使环境更加洁净美好。所以说水源热泵是一种清洁供暖方式。在美国有100多年的历史，现在每年还在10%左右的速度递增。水作为热源也有缺点，其水系统较为复杂；需消耗水泵功率；水硬度过大，换热器易结垢，传热性能下降。
水源热泵设备占地面积小，省去了锅炉房以及之配套的煤场、渣场和设备空间节约了土地资源。若与供暖大网挂网，还要增加一笔费用：设计费、施工费、挂网配套费等每年还要交采暖费。原锅炉循环系统、末端地热和暖气片均可利用，可节省初投资。水源热泵是目前比较节能的供暖方式,能效比高达4.0以上，燃煤能效比：1.6；电供暖能效比:0.9。
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