我国著名热工专家吴仲华先生指出：“温度对口，梯级利用”，供暖所需热源的温度是低温段。利用浅层地能为建筑物供暖通常需要通过某种设备将其品位提升到供暖热源所需品位，这种设备就是热泵。

（1）热泵 

热泵是把低品位热能提升到高品位热能的设备。就像一楼工作的工人不能完成十楼的工作，通过电梯把工人送至十楼提高势能，工人就能完成像一楼同样的工作。电梯只能完成势能的提高而与工人的工作无关。

低品位热能随处可见，如空气中的热量、土壤中的热量、江河湖海水中的热量等。但由于温度低而不能直接用于建筑物的采暖。通过热泵提升温度后就能用于建筑物的采暖。

用空气作为低品位热源的热泵通常称为空气源热泵；用江河湖海水作为低品位热源的热泵通常称为水源热泵；用土壤作为低品位热源的热泵通常称为地源热泵；用浅层地能作为低品位热源的热泵系统称为地能热泵。

（2）热泵的工作原理 

家家户户使用的冰箱就是依据热泵原理工作的。冰箱的内部需要冷就必须把冰箱内的热搬出来，因此当冰箱工作时冰箱外的散热器就会热起来。这一过程就是由热泵来完成的。

热泵主要由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀四部分组成。工作原理参看图1：

当热泵工作时，通过蒸发器的低压液体工质吸收低品位热源的热量而蒸发成气体工质，气体通过压缩机压缩成为高温高压气体工质，高温高压气体通过冷凝器释放热量给负载后变成高压液体工质，高压液体工质经膨胀阀减压后变成低压液体工质，低压液体工质经蒸发器再次吸收低品位热源的热量而蒸发……如此反复循环达到向建筑物供暖的要求。

从上述的工作原理可看出，热泵吸收了低品位热能，释放了高品位热量，它的功能仅是提升品位。

一般说来，压缩机每消耗1份电功率可以吸收3份低品位热功率，释放4份高品位热功率。热泵的效率通常称为能效比，用COP值表示，即： 能效比（COP）=释放热功率/压缩机消耗电功率

由此可看出，如果能收集到稳定的低品位能量，用热泵提供高品位热能是一种高效、节能、环保的好办法。