低温热水地面辐射供暖（简称“水地暖”）系统所用的热水，不再以加热锅炉里冷水的形式获取，而是以少量电能为驱动能源，通过热泵做功，从空气、水或土壤中提取热量进而制取热水。实践显示，分别以空气源热泵、地源热泵和水源热泵为热源设备的水地暖系统比以锅炉为热源设备的水地暖系统更加节能、更加环保，而且可以同时制冷并提供生活热水。
空气作为热的来源之一，不受地域限制，且无需交纳费用。空气的这一特点使得能从空气中提取热能的空气源热泵备受采暖市场的青睐。在我国科技工作人员的努力下，空气源热泵己经成为水地暖系统比较节能的热源设备之一。
2001年，清华索兰环能技术研究所在北京（寒冷地区）首次将空气源热泵应用于水地暖系统，在不借助任何其他辅助热源的前提下获得了成功，使“空气温度低于-5℃就不能应用空气源热泵采暖”的传统观念得到了纠正。清华索兰研究所的实验数据显示：在室温不低于18℃的情况下，“空气源热泵+地暖系统”在整个冬季的节能率达60%以上，热泵的冬季平均COP为2.7，折合成一次能源利用率为270%，这与燃煤锅炉的能源利用率相当。到目前为止，“空气源热泵+地暖系统”己应用在全国30万平方米的建筑中。其中，在大连和鞍山的相关建筑中，这种供暖系统在室外气温为-23℃的情况下仍然保持正常运行。“空气源热泵+水地暖系统”的诸多应用案例说明，它不但具有节能减排的优点，而且十分有利于独立采暖用户对采暖温度的控制和对采暖耗能的计量。以北京长安新城住宅小区（2004年建）为例，一套122平方米的住房，选用“空气源热泵+水地暖系统”采暖，系统总投资4万元，投入运行后每年节电2500千瓦时，按市电电价0.48元/千瓦时计算，每年可节约电费1200元。统计数据显示，这个住宅中的家庭每个采暖季每平方米的采暖费还不足15元，与采用燃煤锅炉的采暖费比较接近。对相关数据进行分析后还发现：应用这一采暖系统3个采暖季后即可收回增加的设备投资，并且在夏季还可制冷。在此过程中，每年还能减少排放二氧化碳706.02千克（以碳计）。
与空气源热泵能有效利用空气中热能一样，地源热泵能有效利用土壤中的热能，因而也可作为水地暖系统比较节能的热源设备。只是，地源热泵比较容易受地质条件的限制，且需要有较大的空地。
水源热泵由于可以有效利用地下水中的热能，因此也可作为水地暖系统比较节能的热源设备。实践发现，在地下井的特定区间中，水温全年基本不变。少许水的温度受地下浅层土壤温度的影响，冬季水温为14℃，这一温度比土壤源热泵提取热能时土壤中的温度和空气源热泵提取热能时空气中的温度都高，这有利于水源热泵的运行。但是水源热泵和地源热泵一样，易受地质条件的限制，对回灌技术的要求也比较高，且应确保不污染水源。
综上所述，与其他供暖形式相比，热泵的另一大优势在于既可供热也能供冷，还能提供生活热水；从热泵机组的容量来讲，空气源热泵适合于单栋中型公共建筑（3万平方米以下）和分散型小区建筑及别墅，对于冷热量不平衡的地源热泵也是如此，但在地质条件具备的情况下，空气源热泵和水源热泵都可作为大型建筑的冷热源。
