热泵式恒温恒湿空调机组，可以实现夏季供冷、冬季供热。它同一般恒温恒湿机组的区别，在于制冷系统中加一个四通转向阀，使冷凝器与蒸发器互相转换。

图2(1-压缩机；2-四通转向阀；3-风机；4-加湿器；5-冷凝加热器；6-空气换热器；7-双向节流阀；8-水换热器)为一热泵型空调机组工作原理图。当需要供冷时，按制冷循环工作，如图2a所示。此时空气换热器6中的低压氟利昂蒸气，经过转向阀2，被压缩机1吸入，压缩后经转向阀2进入冷凝加热器5、水换热器8冷却并凝结，凝结的氟利昂液体经双向节流阀7节流降压(降温)后，进入空气换热器6汽化，吸收被冷却空气的热量，达到降温的目的。然后，低压氟利昂蒸气又被压缩机1吸入，如此不断循环。冷凝加热器5为空气冷却式冷凝器，作为对空气的二次加热用。

当需要供热时，设备按热泵循环工作，如图2b所示。此时水换热器8作为蒸发器，其中的低压氟利昂蒸气被压缩机1吸入压缩后，经四通转向阀2进入空气换热器6，制冷剂凝结放热而将空气加热。空气换热器6中凝结的制冷剂液体，经双向节流阀7节流降压(降温)，进入水换热器8中，吸收水的热量而汽化。低压氟利昂蒸气再被压缩机1吸入，如此不断循环而将空气加热。按热泵循环工作时，水换热器8的进水温度不能低于6℃，以防水管冻裂。

当室内温湿度波动时，用停开制冷装置和电极式加湿器的方法来控制。夏季室内干球温度低时停开压缩机，冬季湿度偏低时开启电极式加湿器。