Принцип работы теплового насоса-чиллера делится на две основные части: режим охлаждения (холодильный цикл) и режим нагрева (нагревательный цикл).
 Режим охлаждения (холодильный цикл):
Компрессор: 
   Высокотемпературный, высоконапорный хладагент из выпускного отверстия поступает в четырехходовой реверсивный клапан.
Конденсатор: 
   В конденсаторе хладагент отдает тепло и конденсируется в высоконапорную жидкость.
 Жидкостной ресивер:
   Жидкий хладагент проходит через обратный клапан 1 и поступает в жидкостной ресивер.
 Расширительный клапан:
   Высоконапорная жидкость проходит через расширительный клапан, снижая давление и превращаясь в низкодавленную жидкость.
 Испаритель:
   Низкодавленная жидкость поступает в испаритель, поглощает тепло из окружающей среды и испаряется в низкодавленный газ.
 Завершение цикла:
   Низкодавленный газ возвращается на всасывающую сторону компрессора через четырехходовой клапан и жидкостный сепаратор, завершая холодильный цикл.
 
Тепловой насос-чиллер нагреватель (нагревательный цикл):
Компрессор:
   Высокотемпературный, высоконапорный хладагент из выпускного отверстия проходит через четырехходовой реверсивный клапан в кожухотрубный теплообменник, где конденсируется в высоконапорную жидкость.
Жидкостной ресивер:
   Высоконапорная жидкость проходит через обратный клапан 2 в жидкостной ресивер.
Расширительный клапан:
   Высоконапорная жидкость проходит через расширительный клапан и превращается в низкодавленную жидкость.
Ребристый теплообменник:
   Низкодавленная жидкость поступает в ребристый теплообменник, поглощает тепло и испаряется в низкодавленный газ.
Завершение цикла:
   Низкодавленный газ возвращается в систему через всасывающий порт компрессора, завершая нагревательный цикл.