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地源热泵则是利用水源热泵的一种形式，它是利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。
太阳能的47%被地表吸收，因此地表浅层蕴涵着大量取之不尽的能量，超过人类每年利用能量的500倍，并且不受地域资源限制，无处不在。由于近乎无限且持续恒定的特点，使得地能成为最易被利用的清洁、可再生能源。同样，地下水、河流和湖泊中也吸收了大量太阳能。在地源热泵系统中地球成为无穷大的“冷却塔”或“锅炉”。
传统的地源热泵中央空调系统就是以水为承载能量的载体，将空调排放热量散入土壤或从土壤中提取热量供给室内的中央空调系统。工作时的弃/吸热过程中，系统匀通过可逆的逆卡诺循环，加以少量电能代价，就将地能得意数倍的利用。这根本区别于任何资源型能源，资源越用越少，而太阳却天天升起。
地源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要有两种形式：水―水式或水―空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。
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