水环热泵空调系统是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式，即用水环路将小型的水/空气热泵机组并联在一起，构成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供暖、供冷的空调系统。
水源热泵系统由水源热泵机组、水环路、排热设备(冷却塔)、辅助热源的电锅炉或其他热源及循环水泵水系统控制箱和室内温控器，必要时增加蓄热水箱、热交换设备等构成。
水源热泵机组由压缩机、空气一制冷剂热交换器、水一制冷剂热交换器、四通换向阀、毛细管和节流阀等组成.水源热泵机组在供冷工况卞运行时，空气一制冷剂热交换器作为蒸发器，制冷剂冷凝热通过水一制冷剂热交换器由水带走;水浑热泵机组在供热工况下运行时，空气一制冷剂热交换器作为加热器，制冷剂蒸发所需要的热量则通过水一制冷剂热交换器由水补给。
水环路中的循环水既吸收供冷水源热泵机组的废热，又为供热水源热泵机组补给热量。循环水供水温度应控制在一定的范围内，当供水温度达到高限时，启动排热设备。当供水温度达到低限时，辅助热源投入运行。
辅助热源(加热设备)的作用:建筑物周边的水/空气热泵机组在冬季供热工况运行时，机组从水环路中吸取热量，如果内区的机组向环路释放的热量少于周边区从环路吸取的热量时，环路中的水温将会下降，当水温降到13℃时，就必须投入加热设备，将热量加给水环路。为此，水环热泵空调系统设计时，应选用加热设备。
目前，加热方式主要有两种，一是水的加热设备将外部热量加入循环管路中；二是空气电加热器将外部热量直接加人室内循环空气中。
在用燃油(气)锅炉作为加热设备时，应注意，其供水最低温度为60℃，.以防烟气中水分在锅炉中冷凝，出现低温腐蚀。为此，加热设备要与闭式环路并联，通过调节阀使高温的锅炉水与环路回水进行混合，以保证环路水温不低于下限值。同时为了保证通过锅炉的水量恒定不变，需要增加一个旁通管路。
蓄热水箱：在水环热泵空调系统中常设低温(或高温)蓄热水箱，以改善系统的运行特性。应该注意低温蓄热水箱和高温蓄热水箱的作用是完全不同的。典型的水环热泵空调系统通过水环路实现了热量的空间转移(如从内区转向周边区)，然而，每时每刻内区需要转移的热量与周边所需要的供热量之间难以平衡，为此水环路可设一个低温蓄水箱，这样水系统又可实现热量在时间上的转移。也就是说，内区制冷机组向环路释放的冷凝热与周边区制热机组从环路吸取的热量可以在一天内或更长的周期内实现热量平衡。从而，降低了冷却塔和水加热器的年耗能最。但是冷却塔和水加热器的容量不能减少，这是因为恶劣天气的持续性往往又要求冷却塔或水加热器按最大负荷运行。高温蓄热水箱的功能是夜间利用用电低谷期电能来加热水，供白天用电高峰期使用，此时不能吸收建筑内区的余热量。高温蓄热水箱内的水一般加热到82 ℃，甚至更高，所以高温蓄水箱与环路并联，通过三通混合阀把环路水温维持在所要求的最低温度。
