空气源热泵并不是通过燃烧燃料直接产生热量，而是利用制冷剂循环在室内与室外之间进行热量转移。通过改变制冷剂的流动方向，同一套热泵系统既可以在夏季制冷，也可以在冬季制热。
在全空气系统中，热泵主机负责提供制冷或制热能力，Air Handler（空气处理机）负责处理并输送空气，再通过送风管、回风管和各房间风口完成整个住宅的空气循环。
热量会从温度较高的一侧向温度较低的一侧传递，而热泵利用压缩机、制冷剂和换热器建立一个可以持续运行的制冷循环，将热量从一个区域转移到另一个区域。
即使冬季室外空气温度较低，空气中仍然存在可以利用的热能。热泵通过室外换热器和低温制冷剂吸收这部分热量，再经过压缩机提高制冷剂的压力和温度，最终通过室内换热器向室内空气释放热量。
随着低温空气源热泵技术的发展，部分设备已经能够在较低室外温度条件下继续运行。但不同热泵在低温环境下的制热能力、能效和最低运行温度存在明显差异，因此设备选择仍需要结合当地冬季设计温度进行计算。
在夏季，空气源热泵的工作方式与空调基本相同。系统从住宅内部吸收热量，并通过制冷剂循环将这些热量输送到室外。
室内回风首先通过回风管进入Air Handler。空气经过过滤后流过低温室内盘管，空气中的显热被制冷剂吸收，同时当盘管表面温度低于空气露点温度时，部分水蒸气会凝结成冷凝水排出。
因此，全空气系统夏季处理的不只是室内温度。在合理的设备选型、盘管温度、送风量和运行时间条件下，制冷过程同时具有一定的除湿作用。
进入冬季以后，热泵通过换向阀改变制冷剂的循环方向，使室外换热器承担吸热作用，而室内换热器承担放热作用。
低温制冷剂进入室外换热器，从室外空气中吸收热量。随后制冷剂进入压缩机，其压力和温度升高，再流向Air Handler内的室内盘管。
室内回风经过温度较高的盘管以后被加热，再由风机通过送风管输送到客厅、卧室、书房等区域，从而完成整个住宅的供暖循环。
普通单冷空调主要按照固定方向运行制冷循环，而热泵需要在制冷和制热之间切换，因此系统增加了换向阀。
换向阀改变压缩机排气和吸气与室内、室外换热器之间的连接关系，从而改变制冷剂流动方向，使室内盘管和室外盘管在不同运行模式下交换功能。
因此，换向阀是实现“夏季向室外排热、冬季向室内放热”的重要控制部件。
热泵主机解决的是冷热量从哪里来、向哪里转移，而真正把这些冷热量输送到各个房间的是Air Handler和送回风管系统。
Air Handler通常包括室内换热盘管、风机、过滤器、冷凝水系统以及相关控制部件。根据系统设计，还可以进一步集成新风、空气净化、加湿、除湿及其他空气处理功能。
房间空气通过回风口进入回风管，在Air Handler内经过过滤、制冷或制热处理以后，再由风机通过送风主管和支管输送到不同区域。
因此，全空气系统并不是简单地把一台热泵连接到风管，而是一套由热泵主机、Air Handler、送回风系统、空气处理和控制系统共同组成的完整室内环境系统。
| 主要部件 | 主要作用 |
| 压缩机 | 驱动制冷剂循环，并提高制冷剂压力和温度。 |
| 室内换热器 | 根据运行模式从空气中吸收热量或向空气释放热量。 |
| 室外换热器 | 负责热泵与室外空气之间的热量交换。 |
| 换向阀 | 改变制冷剂循环方向，实现制冷与制热模式切换。 |
| 节流装置 | 调节制冷剂流量和压力，部分变频系统采用电子膨胀阀进行精细控制。 |
| 制冷剂 | 在室内外换热器之间循环并承担热量传递。不同设备可采用R32、R454B等制冷剂，具体取决于产品及市场要求。 |
| 控制系统 | 控制压缩机、风机、换向阀、除霜以及相关保护逻辑。 |
| 辅助电加热 | 部分系统可选配置，用于低温工况、除霜期间或快速升温时提供辅助热量。 |
热泵冬季制热时，室外换热器需要从低温空气中吸收热量，其盘管表面温度可能进一步降低。当室外空气中的水分接触低温盘管时，就可能凝结并形成霜层。
少量结霜并不意味着热泵发生故障。正常的热泵通常具有除霜控制，当系统判断室外盘管结霜达到一定条件后，会暂时改变运行状态，将热量输送到室外盘管，使霜层融化。
传统定频热泵主要依靠压缩机启动和停止适应建筑负荷变化，而变频热泵能够在一定范围内改变压缩机输出。
当室内温度距离设定值较远时，系统可以提高输出；接近目标温度以后降低运行能力，以较低负荷持续维持室内环境。
如果同时配合EC或变速Air Handler风机，系统还可以根据运行状态调整送风量，从而进一步改善温度稳定性、部分负荷效率以及湿度控制能力。
热泵的能效和性能非常重要，但设备本身并不能决定整个住宅最终的舒适效果。
如果热泵容量选择过大或过小、Air Handler风量不匹配、风管尺寸不足、系统静压过高、送回风布局不合理，即使采用高性能热泵，也可能出现温度不均、噪声偏高、风量不足、湿度控制不理想以及能耗增加等问题。
空气源热泵能够同时提供夏季制冷和冬季制热，而全空气系统则利用Air Handler和风管把经过处理的空气输送到整个住宅。
在此基础上，还可以根据住宅需求进一步整合新风、过滤、除湿、加湿、分区控制以及智能温控，使空调从单纯解决“冷和热”，进一步扩展到对整个住宅空气环境的综合管理。
对于别墅、大平层及希望长期恒温运行的住宅，系统设计时应综合考虑建筑负荷、当地气候、设备部分负荷性能、送回风方式、湿度要求和实际使用习惯，而不是仅按照住宅面积简单选择设备容量。