我国现阶段中集中供热的能源消耗结构不合理,化石能源占到总比重的95%。为了可持续性的发展,发展清洁能源供热便成为重要的发展战略之一。由于清洁能源中的电能等高品位能源存在有限性与低效性,因此提高低品位清洁能源在集中供热中的利用率成为解决问题的关键。19世纪初期工业革命时期科学家们提出利用热泵提取存在于城市周围环境中的大量低品位绿色能源。但是我国集中供热系统落后,供热发展不均衡,可再生能源利用率极低。鉴于此,本文根据可再生能源的利用,通过热泵技术,结合北京市城市集中供热的特点,依托城市集中供热管网,选取三种应用方式结合实例进行设计和研究。通过基础数据结合北京市城市集中供热管网的现状以及发展,总结出供热管网面临的问题。介绍了热泵制冷与制热的原理,并进行了热泵冷热联供的介绍。通过选取既有城市集中供热又有电制冷的WTL酒店进行实例分析,通过对实例进行分析,提出基于热泵系统的冷热联供方案,通过模拟运行数据和有针对性的节能对比分析和不同工况下的方案比选,选定了适用方案,并结合城市集中供热管网,采用热泵夏季回收冷却水余热进行生活热水的供应并将多余热量输送回供热管网,冬季通过热泵进一步利用一次回水从而降低回水温度进行供暖的新思路。通过方案可以得出降低回水温度可以增大现状管网的供热面积。并根据罗列的改造工程量得出工程项目投资,通过计算项目回收期确定该项目的财务可行性。确定该项目的应用是可行的。通过分析污水源热泵的原理,针对污水源热泵在集中供热中的应用进行研究,通过其原理得出污水源热泵系统之间的换热循环匹配才能使系统高效低耗的运行。为此制定了合理的技术路线。在其应用研究中,根据技术路线,完整的介绍了实现该应用的流程,通过在TTY小区应用污水源热泵与集中供热的结合,实现了技术的落实,并合理的制定了系统参数、进行设备匹配选型和方案布置,从而达到冬季替代供热管网运行、夏季进行制冷、过渡季进行余热回收并将回收后的热量输送至集中供热管网。最终阐述了实施方案中需要注意的问题,以便作为日后污水源热泵在集中供热中应用的指导意见。地岩热泵系统作为一种利用中深层地热能源的新型技术,由于城市集中供热管网的局限性,此次结合不具备城市集中供热管网的区域,对该技术在供热中的应用进行研究。首先介绍了地热以及地热能,并对地热能中的无干扰地岩热泵技术进行了简单介绍。结合KLY供热服务中心的工程案例,对地岩热泵供暖及燃气锅炉房供暖进行了方案的论述和优缺点的对比。最终选取技术优势较大的地岩热泵系统做为该项目的最终方案,又通过对最终方案进行财务分析进一步验证了该技术在经济性上是可行的。并阐述了通过利用地岩热泵技术相比燃气锅炉房进行供暖的环境效益,该技术是利用可再生能源供暖的新途径。