制冷系統以消耗少量的功從低溫熱源取熱，向需熱對象供應更多的熱量，這種裝置稱為熱泵。采用熱泵既可在夏季制冷，又可在冬季供暖；既可提高效率，節約能量，又可實現一機多用,熱泵類型很多，有地源熱泵 ，水源熱泵，空氣源熱泵，泳池熱泵等等。
在實際使用中，熱泵的性能系數COP （熱泵的供熱量與輸人功能的比值）可達到2.5~4, 即用熱泵得到的熱能是消耗電能熱當量的2.5 一4倍。熱泵取熱的低沮熱源可以是室外空氣、室內排氣、土坡或地下水，以及廢棄不用的其他余熱。
據估計，全世界在100 ℃ 左右低溫用熱的耗能量占總耗能量的一半左右。一方面，把石油、煤炭、天然氣等高品位的一次能源和電能等高品位的二次能源，無效降級而獲得100 ℃ 左右的低位能，有效損失太大。另一方面，接近環境溫度的大且低溫位能和余熱沒被利用。因為低位的余熱用一般換熱器回收，其效率是很低的。熱泵可將不能直接利用的低位能余熱，提高熱位后變為有用能，是有效利用低位能的一種節能技術手段。
空氣源熱泵
空氣源熱泵是以室外空氣為熱源，加熱室內空氣的熱泵機組，如小型熱泵式空調器（窗式、立柜式等）。這種小型熱泵空調機組可以有不同的組裝方法，適用于住宅建筑和一般小型公共、商業性設施。它的優點是安裝方便，使用簡單，并可以冬夏兩用（通過四通換向閥使冷凝器和蒸發器相互轉換）。其主要缺點是室外空氣溫度越低時，室內熱的需求最越大，而機組的供熱量反而減少，效率越低。因此，使用空氣熱源熱泵必須精確地計算熱負荷，并在此基礎上選擇合適的輔助熱源加以配合。此外，當室外空氣溫度低于0 ℃ 時，在一定的溫度下蒸發器上還會結霜，這將對傳熱不利，必要時需采用除霜循環（實際是制冷循環）加以消除。
