Het verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsysteem (HVAC) van elk gebouw is als het ademhalingssysteem van een mens. Het regelt de beweging, kwaliteit en temperatuur van lucht om het organisme te ventileren, verwarmen en koelen. Energie wordt verbruikt door de delen van het systeem die de lucht verwarmen en koelen en beweging van lucht met ventilatoren vereist energie. Lucht of water wordt verwarmd of gekoeld met behulp van direct contact met warmte of koudemiddelen en door paden (kanalen of buizen) geduwd, ontsnappend door uitlaten of ventilatieopeningen totdat het door de structuur beweegt. De lucht of water keert vervolgens terug naar zijn oorsprong om opnieuw te worden verwarmd of gekoeld. Goed ontworpen ventilatiepatronen bevorderen de circulatie, introduceren frisse lucht en regelen de opbouw van koolstofdioxide (een bijproduct van menselijke ademhaling), koolmonoxide (uit verbrandingsbronnen) en diverse giftige gassen van bouwmaterialen en huishoudelijke activiteiten. Goed ontworpen HVAC-systemen, passieve filters, isolatie en zwaartekracht maken het systeem effectiever en efficiënter. Nieuwe conserveringsmethoden en -systemen die alternatieve energieën gebruiken, worden ontworpen om de efficiëntie te verbeteren.
Hoe werkt een HVAC-systeem?Het basisidee
Een warmteafvoer in een geforceerd luchtsysteem.Verwarming
Een schoorsteen en een kanaal (links) stijgen uit een gasoven.Warmte kan directe of geforceerde lucht in de natuur zijn. Directe systemen brengen de warmte rechtstreeks naar een gebied, met behulp van hydronische (stoom of warm water) of elektrische stralingsvloersystemen, plinten of radiatoren. Geforceerde luchtsystemen verwarmen lucht in een oven met behulp van gas of elektriciteit en voeren deze vervolgens door het hele gebouw met behulp van een of meer ventilatoren. Geforceerde luchtverwarming is afhankelijk van een "retour" van koude lucht naar de oven en veel geforceerde luchtsystemen hebben twee sets kanalen en uitlaten --- één circulerende hete lucht en één met ventilatieopeningen op of bij de vloer om de zinkende koellucht terug te voeren. Warmte kan ook worden gegenereerd door een "warmtepomp" (ook een warmtewisselaar genoemd), een efficiëntere generator die compressie en condensatie gebruikt om bij koud weer warmte uit de lucht te halen. Warmtepompen kunnen lucht of aardwarmte (geothermische) warmte gebruiken, maar verliezen hun efficiëntie wanneer de buitentemperatuur veel koeler of warmer is dan de binnenlucht, waardoor ze in sommige gebieden een efficiënte aanvulling zijn voor HVAC-systemen.
Koeling
Een centrale airconditioner is in feite een eenrichtingswarmtepomp.Milieutechnici en andere professionals op het gebied van klimaatregeling gebruiken vaak "HVAC-R" of verwarming, ventilatie, airconditioning en koeling in plaats van de oudere HVAC omdat koeling zo belangrijk is geworden voor HVAC-systemen. Traditionele airconditioningseenheden bestaan uit een compressor en een condensor die het gekoelde koelmiddel door een kast, een zogenaamde "luchtbehandelaar" in het ventilatiesysteem van het gebouw, circuleert, waarbij de ventilator in de oven wordt gebruikt om gekoelde lucht door het kanaalwerk naar bestaande openingen te dwingen. Een warmtepomp is eigenlijk een bidirectionele airconditioner en warmtepompen maken efficiëntere airconditioners dan verwarmers. Wanneer er geen kanaalwerkzaamheden zijn (vanwege een hydronisch of elektrisch direct verwarmingssysteem), moet een ventilatiesysteem worden geïnstalleerd of gespecialiseerde systemen die bekend staan als "mini-duct" of "mini-split" kanaalloze airconditioning. Deze systemen voeren kleine kanalen met hogedrukventilatoren of voeren het koelmiddel zelf naar een luchtbehandelaar met een ventilator in elke te koelen ruimte.
