水環熱泵空調系統是由許多水一空氣熱泵機組通過水側管路的網絡化，以平衡同時進行制冷或供暖的機組之間熱量需求。因此它不僅比單獨運行的空氣一空氣熱泵效率高，而且可實現建筑物內部的熱回收，即通常可將大型建筑物內部的熱量(如冬季建筑物內區需供冷)轉移到建筑物的外區(供暖用)。

閉環水源熱泵系統由水源熱泵單元機組(水一空氣熱泵)、輔助加熱裝置、冷卻塔和水系統所組成。單元機組的容量相當于一般室內機組的容量，有立式和臥式等。圖36-43。為典型的構造示意圖。圖中所示為制冷工況，供暖工況時經四通閥的轉換即可向室內供暖。由于在建筑物中供冷、供暖負荷不可能經常平衡，故系統中必須設有輔助熱源及冷卻塔。這種情況表示在圖36-43b中。

當夏季大部分機組處于制冷工況時，循環水溫上升到一定溫度(35℃)則由溫控器使循環水流入冷卻塔回路，水溫下降。隨著冷負荷下降循環水溫降低到30℃時，冷卻塔停止運行。當水溫進一步下降到25℃時，溫控器動作將循環轉入輔助加熱系統，利用蓄熱運行。當水溫低于15℃時，溫控器控制輔助加熱器工作使水溫不低于15℃，這種系統最好設有蓄熱槽，可將多余熱量儲存其中，同時可以利用夜間廉價電力以提高運行的經濟性。