เนื่องจากหลักการทำงานของอุปกรณ์ปั๊มความร้อนเหมือนกับการทำความเย็นแบบอัด เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในเครื่องปรับอากาศขนาดเล็ก จึงใช้อุปกรณ์ชุดเดียวกันนี้ในการทำความเย็นเครื่องปรับอากาศในฤดูร้อนหรือทำความร้อนในฤดูหนาว . เมื่อทำความร้อนในฤดูหนาว เครื่องระเหยและคอนเดนเซอร์ในเครื่องปรับอากาศจะถูกสลับผ่านวาล์วถอยหลัง ดังแสดงใน "แผนผังระบบปั๊มความร้อน" ทางด้านซ้าย จากรูปที่เห็นได้ว่าเมื่อเครื่องปรับอากาศเย็นตัวในฤดูร้อนจะทำงานตามสภาพการทำงานของเครื่องทำความเย็น ไอน้ำแรงดันสูงที่ปล่อยออกมาจากคอมเพรสเซอร์จะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ผ่านวาล์วถอยหลัง (หรือที่เรียกว่าวาล์วสี่ทาง) และไอน้ำของสารทำความเย็นจะถูกควบแน่นเป็นของเหลว มันจะเข้าสู่เครื่องระเหยผ่านอุปกรณ์ควบคุมปริมาณและดูดซับความร้อนในเครื่องระเหยเพื่อทำให้อากาศภายในอาคารเย็นลง ไอสารทำความเย็นที่ระเหยจะถูกดูดเข้าไปในคอมเพรสเซอร์หลังจากผ่านวาล์วถอยหลัง สิ่งนี้จะเกิดขึ้นซ้ำอีกครั้งเพื่อให้ทราบถึงวงจรการทำความเย็น เมื่อให้ความร้อนในฤดูหนาว ขั้นแรกให้หมุนวาล์วถอยหลังไปที่ตำแหน่งการทำงานของปั๊มความร้อน เพื่อให้ไอสารทำความเย็นแรงดันสูงที่ปล่อยออกมาจากคอมเพรสเซอร์จะไหลเข้าสู่เครื่องระเหยภายในอาคาร (ใช้เป็นคอนเดนเซอร์) ผ่านวาล์วถอยหลัง ความร้อนแฝงที่ปล่อยออกมาเมื่อไอสารทำความเย็นควบแน่น ทำให้อากาศภายในอาคารร้อนขึ้นเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการทำความร้อนภายในอาคาร สารทำความเย็นเหลวที่ควบแน่นจะไหลผ่านอุปกรณ์ควบคุมปริมาณในทิศทางตรงกันข้ามและเข้าสู่คอนเดนเซอร์ (ใช้เป็นเครื่องระเหย) มันดูดซับความร้อนภายนอกและระเหยไป ไอน้ำระเหยจะถูกบีบอัดหลังจากผ่านวาล์วถอยหลัง เครื่องจะหายใจเข้าและสิ้นสุดรอบการทำความร้อน ด้วยวิธีนี้ ความร้อนในอากาศภายนอก (หรือน้ำหมุนเวียน) จะถูก "สูบ" เข้าไปในห้องที่มีอุณหภูมิสูงกว่า จึงเรียกว่า "ปั๊มความร้อน" สำหรับเครื่องปรับอากาศแบบปั๊มความร้อนแบบแยกส่วน ในระหว่างการทำความเย็นในฤดูร้อน หน่วยกลางแจ้งจะถูกใช้เป็นคอนเดนเซอร์ และหน่วยภายในจะถูกใช้เป็นเครื่องระเหย ระหว่างการทำงาน ความร้อนภายในจะถูกส่งไปยังภายนอก ในฤดูหนาว หน่วยคอยล์เย็นจะถูกใช้เป็นตัวควบแน่น และระบบคอยล์ร้อนจะถูกใช้เป็นตัวคอยล์เย็น เพื่อที่ความร้อนภายนอกจะถูกส่งไปภายในอาคาร โดยปกติจะทำได้ผ่านวาล์วถอยหลังสี่ทาง มีวาล์วถอยหลังสี่ทิศทางในเครื่องปรับอากาศปั๊มความร้อน ภายใต้สภาวะการทำความเย็น ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายในอาคารคือเครื่องระเหย และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอก (สิ่งที่ช่วยหายใจอากาศร้อนออกภายนอกในฤดูร้อน) จะเป็นคอนเดนเซอร์ ในระหว่างการทำความร้อนในฤดูหนาว วาล์วถอยหลังสี่ทิศทางจะสลับเพื่อเปลี่ยนทิศทางการไหลของสารทำความเย็น ในเวลานี้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายในอาคารคือคอนเดนเซอร์ และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอก (สิ่งที่ช่วยระบายอากาศเย็นในฤดูหนาว) เป็นตัวระเหย เนื่องจากลมหนาวพัดมาในฤดูหนาว ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะแข็งตัว ดังนั้นเมื่อน้ำค้างแข็งถึงระดับหนึ่ง วาล์วถอยหลังสี่ทิศทางจะเปลี่ยนอีกครั้ง และระบบปรับอากาศจะเปลี่ยนเป็นโหมดทำความเย็นในฤดูร้อน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอกรับความร้อนและการละลายน้ำแข็ง หลังจากเสร็จสิ้น วาล์วสี่ทางจะสลับไปที่สถานะการทำความร้อน ในระหว่างการละลายน้ำแข็ง พัดลมของคอยล์เย็นจะหยุดทำงานเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศเย็นพัดเข้ามาในห้อง (แน่นอนว่าการละลายน้ำแข็งแบบย้อนกลับนี้มีผลกระทบต่อความสะดวกสบายบางประการ ดังนั้นจึงมีวิธีการต่างๆ เช่น การละลายน้ำแข็งแบบบายพาสโดยใช้แก๊สร้อน และการละลายน้ำแข็งแบบกักเก็บความร้อน ซึ่งไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนสภาพการทำงาน)