本技术公开一种利用热泵技术的直热式热水供应系统，包括有冷水供水管、保温水箱、热泵、控制阀组和热水供水管，冷水供水管经控制阀组后分为两路，一路连接热泵热侧的入水口，另一路连接用户管路，热泵热侧的出水口与保温水箱之间连接有水箱供水管，保温水箱引出热水供水管，热水供水管连接用户管路，在热水供水管上设置有增压泵，控制阀组包括有压力开关、电磁开关阀、流量控制阀和旁路开关阀，在冷水供水管上沿进水方向依次设置压力开关、电磁开关阀和流量控制阀，在流量控制阀的出口处连接旁路，旁路连接用户管路，旁路开关阀设置在旁路上，本热水系统是利用热泵实现直热式加热，使保温水箱内的水体保持在高温状态，保证用户随时使用到热水。