Điều hòa không khí như làm lạnh, sưởi ấm, chuẩn bị nước nóng là lĩnh vực ứng dụng hợp ly của bơm nhiệt vì nhiệt độ sử dụng ở đây tương đối thấp. Tùy theo nhu cầu sử dụng có các bơm nhiệt chuyên dùng được chế tạo như:
- Bơm nhiệt chỉ dùng sưởi ấm
- Bơm nhiệt chỉ dùng để chuẩn bị nước nóng.
- Bơm nhiệt kết hợp nóng lạnh, nguồn nóng để sấy, đun nước nóng, nguồn lạnh để điều hòa nhiệt độ.
- Bơm nhiệt ba chức năng sưởi ấm, làm lạnh và hút ẩm…
Ở các vùng hàn đới, quanh năm giá lạnh như Bắc Mỹ, Canađa, Bắc nga… hầu hết người ta chỉ có nhu cầu sưởi ấm và đun nước nóng. Ngược lại ở các vùng nhiệt đới không có mùa đông lại chỉ có nhu cầu làm lạnh không khí. Nếu kết hợp được việc làm mát không khí với việc đun nước nóng phục vụ sinh hoạt thì hiệu quả bơm nhiệt sẽ cao hơn nhiều.
Trong công nghiệp và trong các công trình điều hòa không khí lớn thường sử dụng bơm nhiệt kết hợp nóng lạnh để tăng hiệu quả. Ví dụ: năm 1959 hãng York (Mỹ) đã lắp đặt một bơm nhiệt ở Squar Waley phục vụ Ôlempic mùa đông. Hệ thống có công suất lạnh 1.650.000lca1/h, máy nén tuabin. Công suất nhiệt của bơm nhiệt (6 dàn không khí) dùng để cấp nhiệt cho phòng thể thao, các bể bơi. Công suất lạnh dùng để cấp cho bốn sân trượt băng nghệ thuật, chất tải lạnh là nước muối CaCl2 nhiệt độ 100C. Do kết hợp nóng lạnh nên hệ số bơm nhiệt đạt khá cao từ 9 đến 10.
Bơm nhiệt dân dụng công suất nhỏ và vừa ba chức năng sưởi ấm, làm lạnh và hút ẩm ngày nay được sử dụng rất rộng rãi.