Источником низкопотенциального тепла может быть атмосферный воздух, как в опытах Келвина, однако в наших природно-климатических условиях в зимнее время его температура становится слишком низкой, чтобы обеспечить эффективную работу теплового насоса.
Однако наличие вблизи от потребителя источника выхода тепла от коммунального хозяйства или промышленного предприятия делает этот вариант утилизации тепловых выбросов идеальным для применения теплового насоса как для отопления дома, так и горячего водоснабжения.
Тепловые насосы воздух-вода могут работать при температуре окружающей среды от -20°С до +30°С. Сам тепловой насос можно размещать вне или внутри зданий, например, в подвальных помещениях. Воздух подается встроенным вентилятором на испаритель через воздушные каналы, при этом происходит охлаждение, воздуха и отбор тепла.
Применяются для теплоснабжения зданий площадью до 270 кв. м. Отличаются простотой монтажа и, несмотря на свою высокую мощность, требуют мало места для установки.
Впрочем, следует отметить, что тепловые насосы оправдывают себя только в зданиях с теплопотерями не более 60 Вт/м2.