隨著經濟的發展和人們不斷追求更高水準的生活環境，公共建筑和住宅的冬季供暖和夏季空調已經成為普遍的要求，傳統的空調系統通常分別設置冷源（制冷機）和熱源（鍋爐）。如今，供暖和空調能耗所占全社會的份額節節攀升。作為傳統熱源的燃煤鍋爐，不僅能源利用率低，而且還會給大氣造成嚴重的污染，因此在北京燃煤鍋爐在被逐步淘汰，而引進的燃油、燃氣鍋爐則運行費用很高，而且逐年增長。與此同時，室外環境污染和自然資源枯竭的問題已經成為全社會關注的焦點。這樣，熱泵技術就成為一種在技術上和經濟上都具有較大優勢的解決供熱和空調的替代方式。
北京地源熱泵是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進行冷熱交換來作為地源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”；夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時地能為“冷源”。
北京地源熱泵的主要特點：
1、可再生能源 北京地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源（通常小于400米深）作為冷熱源進行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使得地能成為清潔的可再生能源的一種形式。
2、高效節能 地能或地表淺層的熱資源溫度一年四季相對穩定，冬季比環境空氣溫度高，夏季比環境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比空氣源熱泵系統運行效率要高，比傳統空調系統運行效率要高20～40%，因此可節省運行費用。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、更穩定，也保證了系統的高效性和經濟性。
3、環保無污染 北京地源熱泵中的傳熱介質是在一個完全封閉的循環管道內流動，通過管壁導熱與巖土進行熱量的轉換。地源熱泵沒有任何污染物排放，低噪聲，不影響人們的正常生活和工作，并且系統內裝有新風裝置，改善了室內的空氣環境，使人感到更加的舒適。工程系統的安裝不改變原建筑物的外觀。
4、功能多，應用范圍廣 地源熱泵系統可用于供暖、空調，同時還可用于供衛生熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調兩套裝置或系統。此系統可應用于幾萬平米的大型賓館、商場、辦公樓、學校等建筑，也適合于小型的別墅住宅的采暖、空調。此外，系統地下部分采用耐腐蝕的材料，免維修，可安全使用50年以上，使用壽命長；機組結構緊湊，節省空間；維護費用低；自動控制程度高。
以淺層地表為例，據調查地表以下5~10米的地層溫度就不隨室外大氣溫度的變化而變化，常年維持在15~17℃。這樣的溫度相對于北京等的北方城市，冬季它比大氣溫度（5~-15℃）高，是可利用的低品位熱源；夏季它比大氣溫度（25~40℃）低，是可利用的冷源。 地能熱泵系統就是利用地層的冬暖夏涼的特性，通過提取和釋放地層中的熱量，實現冬季供暖和夏季制冷。冬季通過輸入1kW的電能，熱泵機組可吸收2.5~3kW的地能，為建筑物提供3.5~4kW的熱能；夏季通過輸入1kW的電能，能為建筑物提供3.5~4kW的冷能。
北京市水文地質條件相對較好的地區主要分布在永定河古河道，潮白河古河道等，比較適合應用水源熱泵的地區有：海淀區南部、石景山區、豐臺區、大興北部、城區、順義縣城東北部等部分地區。根據具體地點的水文地質條件不同，其單井的抽水量和回灌量都有所不同。 基本上所有的地區都能使用地源熱泵，但平原區，如海淀北部、朝陽區、昌平區、順義南部、通縣、大興南部等地區，地層顆粒細換熱孔施工容易，成孔費用相對較低；山區及山前地區，由于地層為巖石地層或顆粒較大。
北京市是偉大祖國的首都，為改善霧霾環境、減少大氣污染，市委市政府早在2000年就提出了大氣污染治理規劃。在城區內利用清潔能源取代燃煤鍋爐，禁止新建燃煤鍋爐。地源熱泵空調作為一種清潔、節能、環保高效采暖系統因地制宜推廣利用，為改善霧霾環境具有重要意義。
附：地源熱泵然氣鍋爐費用比較：
運行的環境條件
１ . 與鍋爐（電、燃料）供熱系統相比，鍋爐供熱只能將 90% 以上的電能或 70 ～ 90% 的燃料內能為熱量，供用戶使用，地源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節省二分之一以上的能量。
２ . 地源熱泵的熱源溫度全年較為穩定，一般為 10 ～ 25℃ ，其制冷、制熱系數可達 3.5 ～ 4.4 ，與傳統的空氣源熱泵相比，要高出 40% 左右，其運行費用為普通中央空調的 50 ～ 60% 。
運行費用分析：
以北京市的物價水平
天然氣價民用 2.08元 /m 3 、工業用3.23元 /m 3
電民用0.48元 /kWh 工業用1元 /kWh來比較 。
如果利用天然氣來采暖，天然氣熱值為 33500kJ/m 3 ，利用熱效率 90% 計，則燃燒 1m3 可以獲得熱量為： Q=33500×0.9=30150kJ
如果使用地熱熱泵，取 COP=4，
則獲得同樣的熱量需要耗電量為：W=Q/COP=30150/4=7537(kJ)=2.1(kWh)
費用比較可知：
民用：
熱泵供暖電費=0.48( 元 /Kwh)×W=0.48×2.1=1( 元 )
而 1m 3 的天然氣費用 =2.08( 元 )
因此，用北京地熱熱泵供暖（熱）可減少運行費用：
y=(2.08-1)/2.08=51%
北京地源熱泵節能50%
工業用：
熱泵供暖電費=1( 元 /Kwh)×W=1×2.1=2.1( 元 )
而 1m 3 的天然氣費用 =3.23( 元 )
因此，用地熱熱泵供暖（熱）可減少運行費用：
y=(3.23-2.1)/3.23=35%
地源熱泵節能35%