ในอาคารสมัยใหม่ ระบบการออกแบบ การติดตั้ง และ การควบคุม ของฟังก์ชันเหล่านี้จะถูกรวมเข้าไว้ในระบบ HVAC หนึ่งระบบหรือมากกว่านั้น สำหรับอาคารขนาดเล็กมาก ผู้รับเหมามักจะประเมินความจุและประเภทของระบบที่ต้องการ จากนั้นจึงออกแบบระบบ โดยเลือกสารทำความเย็นที่เหมาะสมและส่วนประกอบต่างๆ ที่จำเป็น สำหรับอาคารขนาดใหญ่ นักออกแบบบริการอาคาร วิศวกรเครื่องกล หรือ วิศวกร บริการอาคารจะวิเคราะห์ ออกแบบ และกำหนดระบบ HVAC จากนั้นผู้รับเหมาเครื่องกลเฉพาะทางและซัพพลายเออร์จะทำการผลิต ติดตั้ง และทดสอบระบบ โดยปกติแล้วจะต้องขอใบอนุญาตก่อสร้างและ ตรวจสอบ การปฏิบัติตามข้อกำหนดของการติดตั้งสำหรับอาคารทุกขนาด^{[ 2 ] [ 3 ]}

แม้ว่าระบบ HVAC จะดำเนินการในอาคารแต่ละหลังหรือพื้นที่ปิดอื่นๆ (เช่น สำนักงานใหญ่ใต้ดิน ของ NORAD ) แต่ในบางกรณี อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องเป็นส่วนขยายของ เครือ ข่ายทำความร้อนส่วนกลาง (DH) หรือทำความเย็นส่วนกลาง (DC) ที่ใหญ่กว่า หรือเครือข่าย DHC (District-Heating-Cooling) แบบผสม ในกรณีเช่นนี้ ด้านการดำเนินงานและการบำรุงรักษาจะง่ายขึ้น และการวัดค่าจะกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเรียกเก็บเงินค่าพลังงานที่ใช้ไป และในบางกรณี พลังงานที่ส่งกลับไปยังระบบที่ใหญ่กว่า ตัวอย่างเช่น ในช่วงเวลาหนึ่ง อาคารหนึ่งอาจใช้น้ำเย็นสำหรับเครื่องปรับอากาศ และน้ำอุ่นที่ส่งกลับมาอาจถูกนำไปใช้ในอาคารอื่นเพื่อทำความร้อนหรือสำหรับส่วนทำความร้อนโดยรวมของเครือข่าย DHC (โดยอาจมีการเพิ่มพลังงานเพื่อเพิ่มอุณหภูมิ) ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

การวางระบบ HVAC บนเครือข่ายขนาดใหญ่ช่วยให้เกิดความประหยัดจากขนาดซึ่งมักเป็นไปไม่ได้สำหรับอาคารแต่ละหลัง สำหรับการใช้ แหล่ง พลังงานหมุนเวียนเช่น ความร้อนจากแสงอาทิตย์^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}ความหนาวเย็นในฤดูหนาว^{[ 10 ] [ 11 ]}ศักยภาพในการทำความเย็นในบางพื้นที่ของทะเลสาบหรือน้ำทะเลเพื่อการทำความเย็นฟรีและฟังก์ชันที่ช่วยให้การจัดเก็บพลังงานความร้อนตามฤดูกาลเป็น ไป ได้

เครื่องทำความร้อนมีหลายประเภทที่ใช้เชื้อเพลิงต่างกัน ได้แก่เชื้อเพลิงแข็งของเหลวและก๊าซแหล่งความร้อนอีกประเภทหนึ่งคือไฟฟ้าซึ่งโดยปกติจะใช้ความร้อนกับริบบิ้นที่ทำจากลวดที่มีความต้านทานสูง (ดูNichrome ) หลักการนี้ยังใช้กับเครื่องทำความร้อนแบบติดผนังและเครื่องทำความร้อนแบบพกพาด้วยเครื่องทำความร้อนไฟฟ้ามักใช้เป็นแหล่งความร้อนสำรองหรือเสริมสำหรับระบบปั๊มความร้อน^{[ 17 ]}

ปั๊มความร้อนได้รับความนิยมในช่วงทศวรรษ 1950 ในญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกา^{[ 18 ]}ปั๊มความร้อนสามารถดึงความร้อนจากแหล่งต่างๆเช่น อากาศในสภาพแวดล้อม อากาศเสียจากอาคาร หรือจากพื้นดิน ปั๊มความร้อนจะถ่ายเทความร้อนจากภายนอกโครงสร้างไปยังอากาศภายใน ในตอนแรก ระบบ HVAC ที่ใช้ปั๊มความร้อนถูกใช้เฉพาะในสภาพอากาศปานกลางเท่านั้น แต่ด้วยการปรับปรุงการทำงานที่อุณหภูมิต่ำและภาระที่ลดลงเนื่องจากบ้านที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ทำให้ปั๊มความร้อนได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในสภาพอากาศที่เย็นกว่า นอกจากนี้ยังสามารถทำงานย้อนกลับเพื่อทำความเย็นภายในได้อีกด้วย^{[ 19 ] [ 20 ]}

การใช้เตาเผา เครื่องทำความร้อน และหม้อไอน้ำเป็นวิธีการให้ความร้อนภายในอาคารอาจส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์และการปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ไนโตรเจนออกไซด์ ฟอร์มาลดีไฮด์สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย และผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้อื่นๆ การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์เกิดขึ้นเมื่อมีออกซิเจนไม่เพียงพอ เชื้อเพลิงที่ป้อนเข้าไปมีสารปนเปื้อนต่างๆ และผลลัพธ์ที่ ได้คือผลิตภัณฑ์ที่เป็นอันตราย เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งเป็นก๊าซที่ไม่มีรสและไม่มีกลิ่นและมี^ผลเสียต่อสุขภาพอย่างร้ายแรง [ ^{24 ]}

การระบายอากาศแบบกลไกหรือแบบบังคับนั้นจัดหาโดยเครื่องจัดการอากาศ (AHU) และใช้เพื่อควบคุมคุณภาพอากาศภายในอาคารความชื้น ส่วนเกิน กลิ่น และสารปนเปื้อนมักจะสามารถควบคุมได้โดยการเจือจางหรือแทนที่ด้วยอากาศภายนอก อย่างไรก็ตาม ในสภาพอากาศชื้นจะต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการกำจัดความชื้นส่วนเกินออกจากอากาศที่ระบายออก^{[ 14 ]}

โดยทั่วไปห้องครัวและห้องน้ำจะมีระบบระบายอากาศแบบกลไกเพื่อควบคุมกลิ่นและบางครั้งก็ควบคุมความชื้น ปัจจัยในการออกแบบระบบดังกล่าวรวมถึงอัตราการไหล (ซึ่งเป็นฟังก์ชันของความเร็วพัดลมและขนาดช่องระบายอากาศ) และระดับเสียง พัดลม แบบขับตรงมีให้เลือกใช้สำหรับการใช้งานหลายประเภทและสามารถลดความต้องการในการบำรุงรักษาได้^{[ 29 ]}

ในฤดูร้อน พัดลมเพดานและพัดลมตั้งโต๊ะ/ตั้งพื้นจะช่วยหมุนเวียนอากาศภายในห้องเพื่อลดอุณหภูมิที่รู้สึกได้ โดยเพิ่มการระเหยของเหงื่อบนผิวหนังของผู้ที่อยู่ในห้อง เนื่องจากอากาศร้อนลอยขึ้นพัดลมเพดานจึงอาจใช้เพื่อทำให้ห้องอบอุ่นขึ้นในฤดูหนาวโดยการหมุนเวียนอากาศอุ่นที่แบ่งชั้นจากเพดานลงสู่พื้น^{[ 9 ]}

การระบายอากาศตามธรรมชาติคือการระบายอากาศของอาคารด้วยอากาศภายนอกโดยไม่ต้องใช้พัดลมหรือระบบกลไกอื่นๆ สามารถทำได้ผ่านหน้าต่างที่เปิดปิดได้ บานเกล็ด หรือช่องระบายอากาศขนาดเล็กเมื่อพื้นที่เล็กและสถาปัตยกรรมเอื้ออำนวยASHRAEนิยามการระบายอากาศตามธรรมชาติว่าเป็นการไหลของอากาศผ่านหน้าต่าง ประตู ตะแกรง และ ช่อง เปิด อื่นๆ ที่วางแผนไว้ของ โครงสร้างอาคาร และขับเคลื่อนโดยความแตกต่างของความดันตามธรรมชาติและ/หรือที่สร้างขึ้นโดยเทียม^{[ 25 ]}

กลยุทธ์การระบายอากาศตามธรรมชาติยังรวมถึงการระบายอากาศแบบไขว้ซึ่งอาศัยความแตกต่างของแรงดันลมที่ด้านตรงข้ามของอาคาร โดยการวางช่องเปิดอย่างมีกลยุทธ์ เช่น หน้าต่างหรือช่องระบายอากาศ บนผนังด้านตรงข้าม อากาศจะถูกส่งผ่านพื้นที่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการระบายความร้อนและการระบายอากาศ การระบายอากาศแบบไขว้จะมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อมีทางเดินที่ชัดเจนและไม่มีสิ่งกีดขวางสำหรับการไหลของอากาศภายในอาคาร^{[ 30 ]}

ในระบบที่ซับซ้อนกว่านั้น อากาศอุ่นจะลอยขึ้นและไหลออกทางช่องเปิดอาคารสูงสู่ภายนอก ( ปรากฏการณ์การไหลเวียนของอากาศ ) ทำให้อากาศเย็นจากภายนอกถูกดึงเข้าไปในช่องเปิดอาคารต่ำ^{[ 31 ]}ระบบระบายอากาศตามธรรมชาติโดยทั่วไปใช้พลังงานน้อยมาก แต่มีความไวต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ในสภาพอากาศที่อบอุ่นหรือชื้น การรักษาความสบายทางความร้อนโดยอาศัยการระบายอากาศตามธรรมชาติเพียงอย่างเดียวอาจเป็นไปไม่ได้ จึง ต้องใช้ระบบ ปรับอากาศ ทั้งเป็นระบบสำรองหรือระบบเสริม เครื่องประหยัดพลังงานด้านอากาศยังใช้อากาศภายนอกในการปรับสภาพอากาศ แต่จะใช้พัดลม ท่อ แดมเปอร์ และระบบควบคุมเพื่อนำอากาศเย็นจากภายนอกเข้ามาและกระจายเมื่อเหมาะสม

ส่วนประกอบหนึ่งของการระบายอากาศตามธรรมชาติคือ อัตราการเปลี่ยนอากาศ หรือจำนวนการเปลี่ยนอากาศต่อชั่วโมง : อัตราการระบายอากาศต่อชั่วโมงหารด้วยปริมาตรของพื้นที่ ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนอากาศหกครั้งต่อชั่วโมง หมายความว่ามีการเพิ่มอากาศใหม่ในปริมาณเท่ากับปริมาตรของพื้นที่ทุกๆ สิบนาที เพื่อความสบายของมนุษย์ โดยทั่วไปควรมีการเปลี่ยนอากาศอย่างน้อยสี่ครั้งต่อชั่วโมง แม้ว่าคลังสินค้าอาจมีเพียงสองครั้งก็ตาม อัตราการเปลี่ยนอากาศที่สูงเกินไปอาจทำให้รู้สึกไม่สบาย คล้ายกับอุโมงค์ลมที่มีการเปลี่ยนอากาศหลายพันครั้งต่อชั่วโมง อัตราการเปลี่ยนอากาศที่สูงที่สุดพบได้ในพื้นที่แออัด เช่น บาร์ ไนต์คลับ และห้องครัวเชิงพาณิชย์ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 30 ถึง 50 ครั้งต่อชั่วโมง^{[ 32 ]}

ความดันภายในห้องอาจเป็นบวกหรือลบเมื่อเทียบกับภายนอกห้อง ความดันบวกเกิดขึ้นเมื่อมีอากาศที่ป้อนเข้าไปมากกว่าอากาศที่ระบายออก และเป็นเรื่องปกติที่จะช่วยลดการแทรกซึมของสารปนเปื้อนจากภายนอก^{[ 33 ]}

การระบายอากาศตามธรรมชาติ^{[ 34 ]}เป็นปัจจัยหนึ่งในการลดการแพร่กระจายของโรคติดต่อทางอากาศ เช่นวัณโรคไข้หวัดธรรมดาไข้หวัดใหญ่เยื่อหุ้มสมองอักเสบหรือCOVID-19การเปิดประตูและหน้าต่างเป็นวิธีเพิ่มการระบายอากาศตามธรรมชาติให้สูงสุด ทำให้ความเสี่ยงของการติดเชื้อทางอากาศลดลงอย่างมาก การระบายอากาศตามธรรมชาติต้องการการบำรุงรักษาน้อยและมีราคาไม่แพง^{[ 35 ]}การระบายอากาศวัดได้ในแง่ของจำนวนการเปลี่ยนอากาศต่อชั่วโมง (ACH) ณ ปี 2023 CDC แนะนำว่าพื้นที่ทั้งหมดควรมี ACH อย่างน้อย 5 ^{[ 36 ]}สำหรับห้องในโรงพยาบาลที่มีการติดเชื้อทางอากาศ CDC แนะนำให้มี ACH อย่างน้อย 12 ^{[ 37 ]}ความท้าทายในการระบายอากาศของสถานพยาบาล ได้แก่ การที่ประชาชนไม่ตระหนัก^{[ 38 ] [ 39 ]}การกำกับดูแลของรัฐบาลที่ไม่มีประสิทธิภาพ รหัสอาคารที่ไม่ดีซึ่งอิงตามระดับความสะดวกสบาย การทำงานของระบบที่ไม่ดี การบำรุงรักษาที่ไม่ดี และการขาดความโปร่งใส^{[ 40 ]}

UVC หรือการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตฆ่าเชื้อโรคเป็นฟังก์ชันที่ใช้ในเครื่องปรับอากาศสมัยใหม่ซึ่งช่วยลดไวรัสแบคทีเรียและเชื้อรา ในอากาศ โดยใช้แสง UV จาก LED ที่ปล่อยออกมาทั่วคอยล์เย็น อากาศจะถูกส่งผ่านช่วงการฉายรังสีของโมดูลฆ่าเชื้อ ทำให้ไวรัสไม่ทำงาน^{[ 41 ]}

วงจรทำความเย็นใช้ส่วนประกอบสำคัญสี่อย่างในการทำความเย็น ได้แก่ คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ อุปกรณ์วัดปริมาณสารทำความเย็น และอีวาพอเรเตอร์

• ที่ทางเข้าของคอมเพรสเซอร์ สารทำความเย็นภายในระบบจะอยู่ในสถานะก๊าซที่มีความดันต่ำและอุณหภูมิต่ำคอมเพรสเซอร์จะปั๊มก๊าซสารทำความเย็นให้มีความดันและอุณหภูมิสูงขึ้น
• จากนั้นสารกึ่งตัวนำจะเข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (บางครั้งเรียกว่าคอยล์ควบแน่นหรือคอนเดนเซอร์) ซึ่งจะถ่ายเทความร้อนออกสู่ภายนอก เย็นลง และควบแน่นกลายเป็นของเหลว
• วาล์วขยายตัว (หรือเรียกว่าอุปกรณ์วัดปริมาณ ) ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของสารทำความเย็นเหลวให้มีอัตราที่เหมาะสม
• สารทำความเย็นเหลวจะถูกส่งกลับไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอีกเครื่องหนึ่ง ซึ่งจะเกิดการระเหย ดังนั้นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจึงมักเรียกว่าคอยล์ระเหยหรือเครื่องระเหย เมื่อสารทำความเย็นเหลวระเหย มันจะดูดความร้อนจากอากาศภายในอาคาร กลับไปยังคอมเพรสเซอร์ และวนซ้ำวงจร ในกระบวนการนี้ ความร้อนจะถูกดูดจากภายในอาคารและถ่ายเทออกไปภายนอก ส่งผลให้ตัวอาคารเย็นลง

ในสภาพอากาศที่แปรปรวน ระบบอาจมีวาล์วกลับทิศทางที่สลับจากการทำความร้อนในฤดูหนาวไปเป็นการทำความเย็นในฤดูร้อน การกลับทิศทางการไหลของสารทำความเย็นจะเปลี่ยนวงจรการทำความเย็นของปั๊มความร้อนจากการทำความเย็นไปเป็นการทำความร้อนหรือในทางกลับกัน ทำให้สามารถทำความร้อนและทำความเย็นให้กับอาคารได้ด้วยอุปกรณ์เพียงชิ้นเดียว โดยใช้วิธีการและฮาร์ดแวร์เดียวกัน

ระบบทำความเย็นแบบประหยัดพลังงาน (Free cooling) มีประสิทธิภาพสูงมาก และบางครั้งก็ใช้ร่วมกับระบบกักเก็บพลังงานความร้อนตามฤดูกาล เพื่อให้สามารถใช้ความเย็นในฤดูหนาวสำหรับการปรับอากาศในฤดูร้อนได้ แหล่งกักเก็บความร้อนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ น้ำบาดาลลึก หรือมวลหินใต้ดินตามธรรมชาติที่เข้าถึงได้ผ่านกลุ่มของบ่อเจาะขนาดเล็กที่มีอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน บางระบบที่มีความจุในการกักเก็บน้อยจะเป็นระบบไฮบริด โดยใช้การทำความเย็นแบบประหยัดพลังงานในช่วงต้นฤดูหนาว และต่อมาใช้ปั๊มความร้อนเพื่อทำความเย็นให้กับระบบหมุนเวียนที่มาจากแหล่งกักเก็บ การเพิ่มปั๊มความร้อนเข้ามานั้นเป็นเพราะแหล่งกักเก็บทำหน้าที่เป็นตัวระบายความร้อนเมื่อระบบอยู่ในโหมดทำความเย็น (ตรงข้ามกับการชาร์จ) ทำให้Sอุณหภูมิค่อยๆ เพิ่มขึ้นในช่วงฤดูหนาว

ระบบบางระบบมี "โหมดประหยัดพลังงาน" ซึ่งบางครั้งเรียกว่า "โหมดทำความเย็นแบบประหยัดพลังงาน" ในโหมดประหยัดพลังงาน ระบบควบคุมจะเปิด (เต็มที่หรือบางส่วน) วาล์วอากาศภายนอก และปิด (เต็มที่หรือบางส่วน) วาล์วอากาศไหลกลับ ซึ่งจะทำให้อากาศบริสุทธิ์จากภายนอกไหลเข้าสู่ระบบ เมื่ออากาศภายนอกเย็นกว่าอุณหภูมิที่ต้องการ จะช่วยให้สามารถตอบสนองความต้องการความเย็นได้โดยไม่ต้องใช้ระบบทำความเย็นแบบกลไก (โดยทั่วไปคือน้ำเย็นหรือเครื่องปรับอากาศแบบขยายตัวโดยตรง "DX") จึงช่วยประหยัดพลังงาน ระบบควบคุมสามารถเปรียบเทียบอุณหภูมิของอากาศภายนอกกับอากาศไหลกลับ หรือเปรียบเทียบเอนทาลปีของอากาศได้ ซึ่งมักทำในสภาพอากาศที่มีความชื้นสูง ในทั้งสองกรณี อากาศภายนอกต้องมีพลังงานน้อยกว่าอากาศไหลกลับเพื่อให้ระบบเข้าสู่โหมดประหยัดพลังงาน

ระบบปรับอากาศส่วนกลางแบบ "ใช้ลมทั้งหมด" (หรือระบบแพ็คเกจ) ที่มีหน่วยคอนเดนเซอร์/อีวาพอเรเตอร์ภายนอกอาคารรวมกัน มักติดตั้งในที่พักอาศัย สำนักงาน และอาคารสาธารณะในอเมริกาเหนือ แต่การติดตั้งเพิ่มเติม (ติดตั้งในอาคารที่ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อรองรับ) ทำได้ยาก เนื่องจากต้องใช้ท่อลมขนาดใหญ่^{[ 42 ]}นอกอเมริกาเหนือ ระบบแพ็คเกจใช้เฉพาะในแอปพลิเคชันที่จำกัดซึ่งเกี่ยวข้องกับพื้นที่ภายในอาคารขนาดใหญ่ เช่น สนามกีฬา โรงละคร หรือหอแสดงนิทรรศการ

ทางเลือกอื่นนอกเหนือจากระบบแบบแพ็คเกจคือการใช้คอยล์ภายในและภายนอกอาคารแยกกันในระบบแยกส่วนระบบแยกส่วนเป็นที่นิยมและใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก ยกเว้นในอเมริกาเหนือ ในอเมริกาเหนือ ระบบแยกส่วนมักพบเห็นได้บ่อยที่สุดในที่อยู่อาศัย แต่กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นในอาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก ระบบแยกส่วนใช้ในกรณีที่ไม่สามารถติดตั้งท่อลมได้ หรือในกรณีที่ประสิทธิภาพการปรับสภาพอากาศเป็นสิ่งสำคัญ^{[ 43 ]}ข้อดีของระบบปรับอากาศแบบไร้ท่อลม ได้แก่ ติดตั้งง่าย ไม่ต้องใช้ท่อลม และควบคุมโซนได้ดีกว่า^{[ 44 ]}ในการปรับสภาพอากาศ การสูญเสียผ่านท่อลมอาจคิดเป็น 30% ของการใช้พลังงาน^{[ 45 ]}การใช้มินิสปลิตสามารถช่วยประหยัดพลังงานในการปรับสภาพอากาศได้ เนื่องจากไม่มีการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับท่อลม

ในระบบปรับอากาศแบบแยกส่วน คอยล์ระเหยจะเชื่อมต่อกับชุดควบแน่นที่อยู่ห่างออกไปโดยใช้ท่อสารทำความเย็นระหว่างชุดภายในและภายนอกอาคาร แทนที่จะต่อท่ออากาศโดยตรงจากชุดภายนอกอาคาร ชุดภายในอาคารที่มีช่องระบายอากาศแบบปรับทิศทางได้จะติดตั้งบนผนัง แขวนจากเพดาน หรือติดตั้งในเพดาน ชุดภายในอาคารอื่นๆ จะติดตั้งภายในช่องว่างของเพดานเพื่อให้ท่ออากาศสั้นๆ ทำหน้าที่ส่งอากาศจากชุดภายในอาคารไปยังช่องระบายอากาศหรือตัวกระจายอากาศรอบๆ ห้อง

ระบบแยกส่วนมีประสิทธิภาพมากกว่าและโดยทั่วไปแล้วใช้พื้นที่น้อยกว่าระบบแบบแพ็คเกจ ในทางกลับกัน ระบบแบบแพ็คเกจมักจะมีระดับเสียงภายในอาคารต่ำกว่าระบบแยกส่วนเล็กน้อย เนื่องจากมอเตอร์พัดลมอยู่ภายนอกอาคาร

การลดความชื้น (การทำให้อากาศแห้ง) ในระบบปรับอากาศนั้นเกิดจากการทำงานของคอยล์เย็น เนื่องจากคอยล์เย็นทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดน้ำค้างความชื้นในอากาศจึงควบแน่นบนท่อขดลวดของคอยล์เย็น ความชื้นนี้จะถูกรวบรวมไว้ที่ด้านล่างของคอยล์เย็นในถาดรอง และถูกระบายออกทางท่อไปยังท่อระบายส่วนกลางหรือลงสู่พื้นภายนอก

เครื่องลดความชื้นเป็นอุปกรณ์คล้ายเครื่องปรับอากาศที่ควบคุมความชื้นในห้องหรืออาคาร มักใช้ในห้องใต้ดินที่มีความชื้นสัมพัทธ์ สูงกว่า เนื่องจากอุณหภูมิต่ำกว่า (และพื้นและผนังมักชื้น) ในสถานประกอบการค้าปลีกอาหาร ตู้แช่เย็นแบบเปิดขนาดใหญ่มีประสิทธิภาพสูงในการลดความชื้นในอากาศภายใน ในทางกลับกัน เครื่องเพิ่มความชื้นจะเพิ่มความชื้นในอาคาร

ส่วนประกอบ HVAC ที่ทำหน้าที่ลดความชื้นในอากาศระบายอากาศนั้นสมควรได้รับการดูแลเป็นพิเศษ เนื่องจากอากาศภายนอกอาคารเป็นส่วนประกอบหลักของปริมาณความชื้นประจำปีสำหรับอาคารเกือบทุกหลัง^{[ 46 ]}

เครื่องเพิ่มความชื้นเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ในครัวเรือนที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่ม ระดับ ความชื้นในอากาศภายในห้องหรือพื้นที่ปิด โดยจะปล่อยละอองน้ำหรือไอน้ำเข้าไปในอากาศโดยรอบ ทำให้ความชื้นในอากาศเพิ่ม สูงขึ้น

ในบ้านเรือน เครื่องเพิ่มความชื้นแบบใช้เฉพาะจุดมักใช้เพื่อเพิ่มความชื้นในห้องเดียว ในขณะที่เครื่องเพิ่มความชื้นแบบทั้งบ้านหรือแบบเชื่อมต่อกับ ระบบ ปรับอากาศ (HVAC) ของบ้าน จะช่วยเพิ่มความชื้นให้กับบ้านทั้งหลังเครื่องช่วยหายใจ ทางการแพทย์ มักมีเครื่องเพิ่มความชื้นเพื่อเพิ่มความสะดวกสบายให้กับผู้ป่วย เครื่องเพิ่มความชื้นขนาดใหญ่ใช้ในเชิงพาณิชย์ สถาบัน หรือโรงงานอุตสาหกรรม โดยมักเป็นส่วนหนึ่งของระบบปรับอากาศขนาดใหญ่

ระบบปรับอากาศสมัยใหม่เกือบทุกระบบ แม้แต่เครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่างขนาดเล็ก ก็ติดตั้งแผ่นกรองอากาศภายในหรือตัวดักจับฝุ่นไฟฟ้าสถิต แผ่นกรองอาจมีตั้งแต่แบบบางเบาคล้ายผ้ากอซไปจนถึงแบบหนาที่ทำจากเส้นใยแก้วบอโรซิลิเกต โดยทั่วไปแล้วจะเปลี่ยนหรือล้างแผ่นกรองตามความเหมาะสม เช่น อาคารในสภาพแวดล้อมที่มีฝุ่นมากหรือบ้านที่มีสัตว์เลี้ยงขนปุยจะต้องเปลี่ยนแผ่นกรองบ่อยกว่าพื้นที่ภายในอาคารที่ไม่มีฝุ่นละออง การไม่เปลี่ยนแผ่นกรองตามความจำเป็นอาจทำให้ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนลดลง ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงาน อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลง และค่าไฟสูงขึ้น การไหลเวียนของอากาศต่ำอาจทำให้คอยล์ระเหยเป็นน้ำแข็ง ซึ่งอาจหยุดการไหลเวียนของอากาศได้ นอกจากนี้ แผ่นกรองที่สกปรกมากหรืออุดตันอาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในระหว่างรอบการทำความร้อน ซึ่งอาจทำให้ระบบเสียหายหรือถึงขั้นเกิดไฟไหม้ได้

เนื่องจากเครื่องปรับอากาศเคลื่อนย้ายความร้อนระหว่างคอยล์ภายในและคอยล์ภายนอก ทั้งสองจึงต้องรักษาความสะอาด ซึ่งหมายความว่า นอกจากการเปลี่ยนแผ่นกรองอากาศที่คอยล์ระเหยแล้ว ยังจำเป็นต้องทำความสะอาดคอยล์ควบแน่นเป็นประจำด้วย การไม่รักษาความสะอาดของคอยล์ควบแน่นจะส่งผลให้คอมเพรสเซอร์เสียหายในที่สุด เนื่องจากคอยล์ควบแน่นมีหน้าที่ในการระบายความร้อนทั้งจากภายในอาคาร (ที่ได้รับจากคอยล์ระเหย) และความร้อนที่เกิดจากมอเตอร์ไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์^{[ 47 ]}

ในอดีต การทำความร้อนด้วยน้ำมีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับการทำความร้อนในอาคารและเป็นมาตรฐานในสหรัฐอเมริกา ปัจจุบัน ระบบ ทำความร้อนด้วยอากาศสามารถใช้แทนการปรับอากาศได้และได้รับความนิยมมากกว่า

สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในระบบทำความร้อนส่วนกลางได้โดยใช้ระบบทำความร้อนแบบแบ่งโซน วิธีนี้ช่วยให้สามารถควบคุมความร้อนได้อย่างละเอียดมากขึ้น คล้ายกับระบบทำความร้อนแบบไม่รวมศูนย์ แต่ละโซนจะถูกควบคุมด้วยเทอร์โมสตัทหลายตัว ในระบบทำความร้อนด้วยน้ำ เทอร์โมสตัทจะควบคุมวาล์วประจำโซนและในระบบทำความร้อนด้วยลมเป่า เทอร์โมสตัทจะควบคุมแดมเปอร์ภายในช่องระบายอากาศ ซึ่งจะปิดกั้นการไหลของอากาศอย่างเลือกสรร

การพยากรณ์เป็นอีกวิธีหนึ่งในการควบคุมระบบทำความร้อนของอาคาร โดยการคำนวณความต้องการพลังงานความร้อนที่ควรจัดหาให้กับอาคารในแต่ละช่วงเวลา

Ground source, or geothermal, heat pumps are similar to ordinary heat pumps, but instead of transferring heat to or from outside air, they rely on the stable, even temperature of the earth to provide heating and air conditioning. Many regions experience seasonal temperature extremes, which would require large-capacity heating and cooling equipment to heat or cool buildings. For example, a conventional heat pump system used to heat a building in Montana's −57 °C (−70 °F) low temperature or cool a building in the highest temperature ever recorded in the US— 57 °C (134 °F) in Death Valley , California, in 1913 would require a large amount of energy due to the extreme difference between inside and outside air temperatures. A metre below the earth's surface, however, the ground remains at a relatively constant temperature. Utilizing this large source of relatively moderate temperature earth, a heating or cooling system's capacity can often be significantly reduced. แม้ว่าอุณหภูมิของพื้นดินจะแตกต่างกันไปตามละติจูด แต่ที่ระดับความลึก1.8 เมตร (6 ฟุต)ใต้ดิน อุณหภูมิโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง7 ถึง 24 องศาเซลเซียส (45 ถึง 75 องศาฟาเรนไฮต์ )       

แผงโซลาร์เซลล์แบบโฟโตโวลตาอิกมีศักยภาพในการลดต้นทุนการใช้งานของเครื่องปรับอากาศ เครื่องปรับอากาศแบบดั้งเดิมทำงานโดยใช้กระแสสลับ ดังนั้นพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระแสตรงใดๆ ก็ตามจึงต้องแปลงเป็นกระแสสลับก่อนจึงจะใช้งานร่วมกับเครื่องเหล่านี้ได้ แต่เครื่องปรับอากาศรุ่นใหม่ที่ใช้มอเตอร์กระแสตรงแบบปรับความเร็วได้นั้น สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ได้ง่ายกว่า เนื่องจากไม่จำเป็นต้องแปลงกระแสสลับ และมอเตอร์เหล่านี้ทนต่อความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากความแปรปรวนของพลังงานแสงอาทิตย์ที่จ่ายเข้ามา (เช่น เนื่องจากเมฆปกคลุม)

ระบบ การกู้คืนพลังงานบางครั้งใช้ระบบระบายอากาศเพื่อกู้คืนความร้อนหรือ ระบบ ระบายอากาศเพื่อกู้คืนพลังงานซึ่งใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือล้อเอนทาลปีเพื่อกู้คืน ความร้อน สัมผัสหรือความร้อนแฝงจากอากาศเสีย โดยทำได้โดยการถ่ายโอนพลังงานจากอากาศเสียภายในบ้านไปยังอากาศบริสุทธิ์ที่เข้ามาจากภายนอก

ประสิทธิภาพของวงจรทำความเย็นแบบอัดไอถูกจำกัดด้วยอุณหพลศาสตร์ [ ^{50 ] อุปกรณ์}ปรับอากาศและปั๊มความร้อนเหล่านี้เคลื่อนย้ายความร้อนแทนที่จะแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง ดังนั้นประสิทธิภาพเชิงความร้อนจึงไม่สามารถอธิบายประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านี้ได้อย่างเหมาะสมค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ (COP) วัดประสิทธิภาพ แต่การวัดแบบไร้มิตินี้ยังไม่ได้รับการยอมรับ ในทางกลับกัน อัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงาน ( EER ) ถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายประสิทธิภาพของระบบ HVAC หลายระบบมาโดยตลอด EER คืออัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานโดยอิงจาก อุณหภูมิภายนอก 35 °C (95 °F)เพื่ออธิบายประสิทธิภาพของอุปกรณ์ปรับอากาศในช่วงฤดูทำความเย็นทั่วไปได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น จึงมีการใช้ EER เวอร์ชันที่ปรับปรุงแล้ว คือ อัตราส่วนประสิทธิภาพพลังงานตามฤดูกาล ( SEER ) หรือในยุโรป เรียกว่า ESEERค่า SEER อิงจากค่าเฉลี่ยอุณหภูมิตามฤดูกาลแทนที่จะเป็นอุณหภูมิภายนอกคงที่35 °C (95 °F)ค่า SEER ขั้นต่ำของอุตสาหกรรมในปัจจุบันคือ 14 SEER วิศวกรได้ชี้ให้เห็นถึงบางพื้นที่ที่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่ได้ ตัวอย่างเช่น ใบพัดพัดลมที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายอากาศมักจะถูกขึ้นรูปจากแผ่นโลหะ ซึ่งเป็นวิธีการผลิตที่ประหยัด แต่ผลที่ได้คือไม่มีประสิทธิภาพทางอากาศพลศาสตร์ ใบพัดที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถลดพลังงานไฟฟ้าที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายอากาศลงได้ถึงหนึ่งในสาม^{[ 51 ]}    

ระบบระบายอากาศในครัวแบบควบคุมตามความต้องการ (DCKV) เป็นวิธีการควบคุมอาคารเพื่อควบคุมปริมาณอากาศเสียและอากาศจ่ายในครัวให้สอดคล้องกับปริมาณการปรุงอาหารจริงในครัวเชิงพาณิชย์ ระบบระบายอากาศในครัวเชิงพาณิชย์แบบดั้งเดิมทำงานที่ความเร็วพัดลม 100% โดยไม่คำนึงถึงปริมาณกิจกรรมการปรุงอาหาร และเทคโนโลยี DCKV เปลี่ยนแปลงสิ่งนั้นเพื่อให้ประหยัดพลังงานพัดลมและอากาศปรับอุณหภูมิได้อย่างมาก ด้วยการใช้เทคโนโลยีการตรวจจับอัจฉริยะ พัดลมทั้งแบบดูดอากาศและแบบจ่ายอากาศสามารถควบคุมได้เพื่อใช้ประโยชน์จากกฎความสัมพันธ์ในการประหยัดพลังงานมอเตอร์ ลดพลังงานความร้อนและความเย็นของอากาศเติม เพิ่มความปลอดภัย และลดระดับเสียงรบกวนในครัว^{[ 52 ]}

ISO 16813:2006 เป็นหนึ่งในมาตรฐานสภาพแวดล้อมอาคารของ ISO ^{[ 54 ]}โดยกำหนดหลักการทั่วไปของการออกแบบสภาพแวดล้อมอาคาร โดยคำนึงถึงความจำเป็นในการจัดหาสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่ดีต่อสุขภาพสำหรับผู้พักอาศัย ตลอดจนความจำเป็นในการปกป้องสิ่งแวดล้อมสำหรับคนรุ่นหลัง และส่งเสริมความร่วมมือระหว่างฝ่ายต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบสภาพแวดล้อมอาคารเพื่อความยั่งยืน ISO 16813 สามารถใช้ได้กับการก่อสร้างใหม่และการปรับปรุงอาคารที่มีอยู่^{[ 55 ]}

มาตรฐานการออกแบบสิ่งแวดล้อมของอาคารมีเป้าหมายดังนี้: ^{[ 55 ]}

• ระบุข้อจำกัดเกี่ยวกับประเด็นความยั่งยืนตั้งแต่ขั้นตอนเริ่มต้นของกระบวนการออกแบบ โดยคำนึงถึงวงจรชีวิตของอาคารและโรงงาน รวมถึงต้นทุนการเป็นเจ้าของและการดำเนินงานตั้งแต่เริ่มต้นกระบวนการออกแบบ
• ประเมินการออกแบบที่เสนอโดยใช้เกณฑ์ที่สมเหตุสมผลสำหรับคุณภาพอากาศภายในอาคาร ความสบายทางความร้อน ความสบายทางเสียง ความสบายทางสายตา ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และการควบคุมระบบปรับอากาศในทุกขั้นตอนของกระบวนการออกแบบ
• ดำเนินการตัดสินใจและประเมินผลการออกแบบซ้ำๆ ตลอดกระบวนการออกแบบ

สถาบันวิศวกรบริการอาคารแห่งสหราชอาณาจักร (Chartered Institution of Building Services Engineers - CIBSE ) เป็นองค์กรที่ดูแลงานบริการที่จำเป็น (สถาปัตยกรรมระบบ)ที่ทำให้สิ่งก่อสร้างสามารถใช้งานได้ ซึ่งรวมถึงอุตสาหกรรมด้านไฟฟ้าระบบทำความ ร้อน ระบบ ระบายอากาศ ระบบปรับอากาศ ระบบทำความเย็น และระบบประปา คุณสมบัติ ทางวิชาการทั่วไปสำหรับการเป็นวิศวกรบริการอาคารได้แก่ คุณวุฒิทางคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ เช่น GCSE (AC) ในอังกฤษ หรือ Standard Grade (1-3) ในสกอตแลนด์ นายจ้างมักต้องการปริญญาในสาขาวิศวกรรมเช่น วิศวกรรมสิ่งแวดล้อมอาคาร วิศวกรรมไฟฟ้า หรือวิศวกรรมเครื่องกล ในการเป็นสมาชิกเต็มรูปแบบของ CIBSE และได้รับการขึ้นทะเบียนโดยสภาวิศวกรรมแห่งสหราชอาณาจักร (Engineering Council UK)ในฐานะวิศวกรผู้เชี่ยวชาญ วิศวกรต้องสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีเกียรตินิยมและปริญญาโทในสาขาวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องCIBSE เผยแพร่คู่มือการออกแบบ HVAC หลายเล่มที่เกี่ยวข้องกับตลาดสหราชอาณาจักร รวมถึงสาธารณรัฐไอร์แลนด์ ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ และฮ่องกง คู่มือเหล่านี้ประกอบด้วยเกณฑ์และมาตรฐานการออกแบบที่แนะนำต่างๆ ซึ่งบางส่วนได้ระบุไว้ในข้อบังคับการก่อสร้างของสหราชอาณาจักร และจึงเป็นข้อกำหนดทางกฎหมายสำหรับงานระบบอาคารที่สำคัญ คู่มือหลักมีดังนี้:

• คู่มือ A: การออกแบบด้านสิ่งแวดล้อม
• คู่มือ B: ระบบทำความร้อน การระบายอากาศ เครื่องปรับอากาศ และระบบทำความเย็น
• คู่มือ C: ข้อมูลอ้างอิง
• คู่มือ D: ระบบขนส่งภายในอาคาร
• คู่มือ E: วิศวกรรมความปลอดภัยจากอัคคีภัย
• คู่มือ F: ประสิทธิภาพการใช้พลังงานในอาคาร
• คู่มือ G: วิศวกรรมสาธารณสุข
• คู่มือ H: ระบบควบคุมอาคาร
• คู่มือ J: ข้อมูลสภาพอากาศ พลังงานแสงอาทิตย์ และความสว่าง
• คู่มือ K: ระบบไฟฟ้าในอาคาร
• คู่มือ L: ความยั่งยืน
• คู่มือ M: วิศวกรรมและการจัดการงานบำรุงรักษา

ใน ภาค การก่อสร้างหน้าที่ของวิศวกรระบบอาคารคือการออกแบบและควบคุมดูแลการติดตั้งและการบำรุงรักษาระบบสาธารณูปโภคที่จำเป็น เช่น ก๊าซไฟฟ้าน้ำ ความร้อน และแสงสว่าง ภาคบริการอาคารเป็นส่วนหนึ่งของภาคธุรกิจที่มีบริษัทมากกว่า 51,000 แห่งและคิดเป็น 2-3% ของGDP

สมาคมผู้รับเหมาเครื่องปรับอากาศและเครื่องกลแห่งออสเตรเลีย (AMCA), สถาบันการทำความเย็น เครื่องปรับอากาศ และเครื่องทำความร้อนแห่งออสเตรเลีย (AIRAH), สมาคมเครื่องกลทำความเย็นแห่งออสเตรเลีย และ CIBSE เป็นผู้รับผิดชอบ

การควบคุมอุณหภูมิในงานสถาปัตยกรรมเอเชียมีลำดับความสำคัญที่แตกต่างจากวิธีการของยุโรป ตัวอย่างเช่น ระบบทำความร้อนของเอเชียแบบดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่การรักษาอุณหภูมิของวัตถุ เช่น พื้นหรือเฟอร์นิเจอร์ เช่น โต๊ะ โคทัตสึและการให้ความอบอุ่นแก่ผู้คนโดยตรง ในขณะที่ตะวันตกในยุคสมัยใหม่มุ่งเน้นไปที่การออกแบบระบบปรับอากาศ