El principio de funcionamiento del chiller con bomba de calor se divide en dos partes principales: modo de enfriamiento (ciclo de refrigeración) y modo de calefacción (ciclo de calefacción).
 Modo de enfriamiento (Ciclo de refrigeración):
Compresor: 
   El gas refrigerante de alta temperatura y alta presión del puerto de descarga entra en la válvula de inversión de cuatro vías.
Condensador: 
   En el condensador, el refrigerante libera calor y se condensa en un líquido de alta presión.
 Tanque receptor de líquido:
   El refrigerante líquido fluye a través de la válvula unidireccional 1 hacia el tanque receptor de líquido.
 Válvula de expansión:
   El refrigerante líquido de alta presión pasa a través de la válvula de expansión, reduciendo su presión y convirtiéndose en un líquido de baja presión.
 Evaporador:
   El refrigerante líquido de baja presión entra en el evaporador, absorbe calor del entorno y se evapora en gas de baja presión.
 Finalización del ciclo:
   El gas refrigerante de baja presión regresa al lado de succión del compresor a través de la válvula de cuatro vías y el separador de líquido, completando el ciclo de refrigeración.
 
Chiller con bomba de calor (Ciclo de calefacción):
Compresor:
   El refrigerante de alta temperatura y alta presión del puerto de descarga pasa a través de la válvula de inversión de cuatro vías hacia el intercambiador de calor de carcasa, donde se condensa en líquido de alta presión.
Tanque receptor de líquido:
   El refrigerante líquido de alta presión fluye a través de la válvula unidireccional 2 hacia el tanque receptor de líquido.
Válvula de expansión:
   El refrigerante líquido de alta presión pasa a través de la válvula de expansión y se convierte en líquido de baja presión.
Intercambiador de calor a aletas:
   El refrigerante líquido de baja presión entra en el intercambiador de calor a aletas, absorbe calor y se evapora en gas de baja presión.
Finalización del ciclo:
   El gas refrigerante de baja presión regresa al sistema a través del puerto de succión del compresor, completando el ciclo de calefacción.