为了实现可持续发展，无污染的可再生能源成了当前人类的能源首选。世界各国的能源消耗中，以热能消耗量为最大。在一次能源变成热能再转换成各种形式能量的过程中，大量的能量以排气、蒸汽、低温热水（100℃以下）等排热形式损失掉。水源热泵技术的开发为利用这些热源提供了强有力的手段。水源热泵技术是利用这些废气能量或地球表面浅层水（如地下水、地热水、地表水、海水等）中吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能资源，并采用热泵原理，通过消耗少量的电能，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。
热泵技术自1824年法国物理学家卡诺（SCarnot）首先提出热力学循环理论、1852年英国开尔文（LordKelvin）具体提出热泵的设计思想至今，经历了一个多世纪的发展俄、日、澳及一些欧洲发达国家均投入了大量的资金致力于更经济、更先进的新型热泵的开发和应用.我国对此研究发展相对缓慢，20世纪80年代才开始热泵的研究与应用，相继取得了一些成果。随着北京申奥成功，以绿色奥运为主题的节能环保技术开发与研究受到社会的广泛关注，本文课题组从1997年开始跟踪国外热泵技术的发展，开发了一系列适用于我国市场的水源热泵并在工程应用中取得了很好的经济效益和社会效益。
水源热泵的节能原理水源热泵机组主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀组成。压缩机起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热泵系统的心脏；蒸发器使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的；冷凝器将从蒸发器中吸收的热量连同压缩机做功消耗所转化的热量传递给冷却介质，达到制热的目的；膨胀阀对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质流量.根据热力学第二定律，压缩机所消耗的功（电能）起到补偿作用，使循环工质不断地从低温环境中吸热，并向高温环境放热。
水源热泵系统的工程应用，水源热泵的技术经济性水源热泵相对于其他冷暖供热系统，从原理到应用上均独具特色，具有鲜明的技术特点。首先，水源热泵技术以水为载体提取土壤以及水中的热量。地表土壤和水体每年接收的太阳能数百倍于人类每年利用的能源，这些能源的一部分通过土壤传递给地下水体；同时，水体通过太阳能辐射直接或间接地得到补充，这相当于间接地利用近乎无限的太阳能可以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源。
其次，水源热泵技术是一种高效环保节能技术。水源热泵机组可利用的水体温度长年保持在10℃～25℃，在冬季，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环中的温度T提高，能效比也提高。在夏季，水体温度比环境温度低，所以制冷的温度降低，使得冷却效果好，冷却效率高。水源热泵机组供热时省去了传统的锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排尘污染；供冷时省去了冷却塔噪音及霉菌污染以及向大气中排放热量而造成的“热岛效应”，是一种真正的节能环保绿色产品。
水源热泵技术具有良好的经济性。尽管影响水源热泵经济性的因素很多，如水源投资、电价、用户或居民行为、气候条件等，对它的经济性的量化评估还具有不确定性，但根据已有的应用实例来看，设计安装良好的水源热泵，平均来说，相对于传统供热制冷系统，可以节约用户1/3以上的运行费用.建设部会同建研院空调所对北京地区某住宅建筑采用不同供热方式的运行费用进行了实测，汇总后的水源热泵系统与其它常用供暖制冷方式运行费用比较表。
水源热泵系统的优化设计作为一门发展中的技术，水源热泵系统的优化设计是十分重要的。在跟踪国际热泵先进技术的同时，作者最近几年开发了多种型号的水源热泵。热泵采用了公司最新生产的涡旋压缩机。为解决单台压缩机功率偏小的问题，作者开发了4台压缩机并联使用技术。4台压缩机根据能量的需求，可同时使用，也可单机使用。经中国计量科学研究所测试，其能效比COP达到4.6.目前这种型号的热泵应用于中原油田、山东德州以及北京的一些单位。
用户反映不仅达到了节能环保的目的，同时也为应用新能源开辟了新的领域，取得了很好的社会效益。
在控制方面，水源热泵控制系统必须完成整个机组的自动运行，同时实现对机组的各项保护。系统通过温度传感器检测水温，根据温度变化启动压缩机和水泵，使出水温度稳定在设定的范围内。为了压缩机的安全，必须保证压缩机不频繁启动，当出现水断流、压缩机压力过高或过低以及水温过高或过低时，自动保护停机，同时，由于压缩机是价格昂贵的大功率器件，设计中必须增加一些电流保护、电压保护和相位保护器件。在设计时，应根据所需要完成的工况、需要控制的水泵电机、压缩机等设计合理的主、控制电气线路。
在水源热泵工程应用中，根据实际环境探讨技术经济指标是必不可少的。文中给出了作者开发的一种型号的四台涡旋压缩机并联使用的水源热泵。该热泵中压缩机型号先进，控制系统安全可靠，整体设计优化，针对开放式地下水的应用，在换热器的设计中采用了多项降低造价以及提高效率免维护等一系列技术措施，整体性能指标达到了实际要求。
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