为了利用与回收自然界以及现代工业中产生的大量低品位热能，我国研发了一系列的供水温度均位于30~60℃之间的低温水供暖末端装置。相对于常规的散热器，低温水供暖末端装置具有“低水温、小温差、大流量”的运行特点以及较高的设备成本。为保证低温水末端装置的高效运行，在充分利用低温热能的同时达到最大的经济效果，就必须找到与其适宜的低温供热系统。本文首先根据低温水供暖末端装置对供水温度、水质以及热源稳定性的要求，分析了低温供热系统各组成要素的可能形式，包括热源的组合形式、低温水供暖末端与管网的连接方式以及低温水供暖末端之间的连接方式。基于以上分析，提出了三种有效的低温供热系统，并给出了低温供热系统的设计原则。其次，采用数学分析的方法，以管网年计算费用最小为原则，计算了低温供热系统的管网经济比摩阻，并比较了由经济比摩阻确定的实际管径和比摩阻与由传统推荐比摩阻值查得的实际管径和比摩阻。然后，针对不同的低温热水供暖末端装置，以整个系统年计算费用最小为原则，对三种低温供热系统的设计工况进行了优化，得到了各系统的最佳供水温度和供回水温差。采用额外投资回收期法，以供回水温度为95℃/70℃的燃煤锅炉供热系统为比较基准，分析了各低温供热系统的适用范围，包括低温直供式系统和锅炉提升式系统的低温热源最低供水温度与最大输送距离，以及采用热泵提升式系统时需满足的最小煤电价格比。最后，采用能量分析和分析的方法，建立了整个低温供热系统的灰箱分析模型，进而对不同的低温供热系统的用能效率（热能效率与效率）进行了分析与评价。通过低温直供式系统与常规燃煤锅炉供热系统的用能效率对比结果，分析了利用低温能源直接供热的节能效果。针对不同的低温热源供水温度范围，提出了热泵提升式系统用能效率的两种计算方法，并通过与锅炉提升式以及燃煤锅炉系统的用能效率对比，分析了热泵提升式系统以及锅炉提升式系统的节能特点。最后从能效性的角度，进一步分析了三种低温供热系统的适用条件。