直熱式空氣源熱泵是冷水通過機組，一次加熱出來就是設定溫度的熱水。比如在GB/T21362標準的規定中，將水從15℃經過熱泵機組，一次加熱至55℃。為了使出水溫度恒定在設定溫度，機組內必須有一套水流量控制模塊，通過變流量來控制出水溫度。由于熱泵機組的能力會隨環境溫度的變化而變化，而且進水溫度也會變化，所以，流量的變化要跟得上制熱量的變化。

直熱式的優點：

1.冷凝工況穩定
不管水溫和環境溫度如何變化，當直熱式的出水溫度恒定時，其冷凝壓力和冷凝溫度是基本恒定的。我們可以利用這一特點用冷凝壓力調節閥來控制水溫。相對于循環式，直熱式在冷凝這一側，至少工況是穩定的。這一點，對于延長壓縮機的工作壽命非常關鍵，對熱泵的結霜速度也影響很大。

2.綜合能效高

這里的綜合能效，主要指兩點，一個是熱泵機組本身的能效，一個是水泵的功耗。在實際應用中，直熱式的能效比循環式能效高0.3-0.7。以一個每天用水10噸的用戶來講，直熱式的平均能效約為4.0，而循環式的平均能效為3.5,一年直熱式比循環式少消耗電力6000kWh左右，節約幅度達12.5%！基本上，購買高能效的直熱式熱泵機組，一年就可以收回所多付出的投資成本！

3.水溫穩定，舒適性好直熱式熱泵將水一次加熱至55℃放置在保溫水箱中，對于一個保溫良好的水箱，其每天的溫降一般為2-3℃，只要做好計劃，每天根據用水的情況來安排機器的工作時間，每天用水多少，就產水多少，這樣，損失在保溫方面的能耗就很低。只要水箱里有水，就有熱水用，且水溫穩定，這一點對于用水的舒適性很關鍵。

直熱式的缺點：

1.水系統較為復雜，成本高一些
由于增加了水路調節系統，相同配置下，直熱式的成本要比循環式貴一些。

2.水系統阻力稍大

直熱式熱泵為了滿足水箱恒溫的要求，一般都有循環加熱功能。直熱的特點就是小流量，大溫差，循環加熱的特點是大流量，小溫差。這個特點決定了直熱水系統流程比較長，在相同流量下，水阻比循環式大，所以直熱的機器是不太合適做循環加熱的。在直熱模式下，由于流量一般只有循環式的1/8，所以實際上，直熱工作時水阻是很低的，一般只有十幾kP。