熱力學第二定律，克勞修斯表述為：熱量不能自發地從低溫物體轉移到高溫物體。熱泵系統就是把能量由低溫物體傳遞到高溫物體，是以花費一部分電能為代價，從自然環境中獲取能量進行供熱或制冷。熱泵所提供的能量遠大于所消耗的能量，能很好的綜合利用能源的措施，熱泵由蒸發器、冷凝器、壓縮機，膨脹閥等部件組成。熱泵按照所需熱源的不同分為大體可分為空氣源熱泵、水源熱泵和地源熱泵。
地源熱泵和水源熱泵有什么不同呢？
地源熱泵是一種利用地表淺層地熱資源(也稱地能，包括地下水、土壤和地表水等攜帶的量)的高效節能空調系統。該系統集地質勘探成井技術、熱泵技術和暖通技術于一體，利用地熱資源進行采暖和制冷。地源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能)，實現低溫位或高溫位的能量轉移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源。通常地源熱泵機組的性能系數COP(指其制熱量與所消耗的電能的比值)達到3.8-5.4，即消耗1kW的能量可以得到4kW以上的熱量或制冷量。地源熱泵比傳統空調系統運行效率要高出許多，可以節約能源和節省運行費用。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性。地源熱泵系統可供暖、制冷，還可供生活熱水，一機多用，初投資相對較少，一套系統可以替換原來的鍋爐和空調兩套裝置或系統;可應用于各種建筑中。
水源熱泵是利用地球水所儲藏的太陽能資源作為冷、熱源，進行轉換的空調技術。水源熱泵可分為地源熱泵和水環熱泵。地源熱泵包括地下水熱泵、地表水（江、河、湖、海）熱泵、土壤源熱泵；利用自來水的水源熱泵習慣上被稱為水環熱泵。
水源熱泵的原理
地球表面淺層水源（一般在1000 米以內），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太陽進入地球的相當的輻射能量，并且水源的溫度一般都十分穩定。水源熱泵技術的工作原理就是：通過輸入少量高品位能源（如電能），實現低溫位熱能向高溫位轉移。水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以達到夏季給建筑物室內制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。
對于從地下抽水回灌的使用，必須考慮到使用地的地質的結構，確保可以在經濟條件下打井找到合適的水源，同時還應當考慮當地的地質和土壤的條件，保證用后尾水的回灌可以實現。
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