HVAC隔熱

空調(diào)設備的功率在美國通常用一個專業(yè)名詞“冷噸”來表達. 一“冷噸”的定義為：冷卻一“短噸” （en:short ton，等于2000磅或907千克）的冰用24小時的時間來溶解所需要的制冷功率。它等于12,000 英熱單位/小時 或 3510 瓦[2]。民宅（獨立別墅式建筑）的中央空調(diào)系統(tǒng)通常容量為1到5冷噸。

在汽車里空調(diào)需要消耗交直流系統(tǒng)轉(zhuǎn)換中大約5馬力（4千瓦）的功率。2100433B

HVAC冷凍循環(huán)

在冷凍循環(huán)中，熱泵把熱力由一個低溫熱源傳送到另一個較高溫的散熱裝置，熱力會自然地以相反方向流動。這是最普遍的空氣調(diào)節(jié)方式。冰箱的運作原理與此相當接近，把熱力由冰箱內(nèi)部傳送至冰箱外的空氣中。

此循環(huán)使用了普適氣體定律（universal gas law) PV = nRT，P代表氣壓，V代表體積，而R則代表普適氣體常數(shù)，T代表溫度，n則是氣體的摩爾數(shù)量 （1 摩爾 = 6.022×10 粒子）。

最常見的冷凍循環(huán)使用電動馬達推動一個壓縮機。在汽車上，壓縮機是由引擎的曲軸透過滑輪推動，兩者皆使用電動馬達作空氣循環(huán)。由于熱力被吸收時會產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，而熱力釋放時會產(chǎn)生凝結(jié)，空氣調(diào)節(jié)機使用壓縮機在兩個間隔之間造成壓力的轉(zhuǎn)變，并以泵令冷凍劑流動。冷凍劑將被泵入較冷的間隔（蒸發(fā)盤管），而低壓及低溫令冷凍劑蒸發(fā)成蒸氣，并吸取熱量。在另一間隔（凝結(jié)器），冷凍劑的蒸氣被壓縮并經(jīng)過另一熱力交換盤管，凝結(jié)成為液體，并釋放出先前在冷間隔中所吸收的熱量。

HVAC濕度

冷凍空氣調(diào)節(jié)器材通常會降低已處理空氣的濕度。比較冷（低于露點）的蒸發(fā)盤管把已處理空氣的水蒸氣凝結(jié)，正如冷飲品會令容器外空氣中的水蒸氣凝結(jié)一樣，水份將經(jīng)過污水管流走，如此會去除了冷凍空間中的水蒸氣，并使相對濕度降低。由于人體會自然地透過蒸發(fā)排出的汗水以降低體溫，較干燥的空氣會提高人體的舒適度。舒適的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常設計成可排放出相對濕度介乎40%至60%的空氣。在食品零售商的物業(yè)中，大型開放式冷凍柜可作為高效率的空氣抽濕器材。

一些空氣調(diào)節(jié)器材只會令空氣干燥而不會降低其溫度，其運作方式與一般空氣調(diào)節(jié)器材相似，只是在空氣抽入口與排放口之間加入一個熱力交換器，加上對流式風扇，在熱帶潮濕的氣候下可達到與冷氣機相近的舒適程度，但只消耗約1/3的電力。這種空調(diào)機亦適合一些對較冷空氣感到不舒服的人。

HVAC制冷劑（冷媒）

氟利昂（Freon，氯氟甲烷）是一系列由杜邦化工及其他公司生產(chǎn)的氯氟烴化學品的商標名稱。這些冷凍劑因具有很高的穩(wěn)定性及安全性而被廣泛使用。但有證據(jù)顯示這些含有氯成份的冷凍劑在釋放出大氣時會升到大氣層的上層，其化學作用尚未清楚，但被認為是CFC在同溫層被紫外線照射而分解，放出氯原子。氯原子成為使臭氧分解的催化劑，令為地球防止紫外線照射的臭氧層被嚴重破壞。氯原子會繼續(xù)成為催化劑，直至其與其他粒子組成穩(wěn)定狀態(tài)為止。少見但已被禁止生產(chǎn)的CFC冷凍劑包括R-11及R-12。逐漸禁止生產(chǎn)的冷凍劑包括HCFC (R-22，普遍用于家居中） 及 HFC (R-134a，用于汽車上) 已完全取代CFC。而根據(jù)蒙特利爾協(xié)定（Montreal Protocol），HCFC亦已逐漸被淘汰，由氫氟碳化物（hydrofluorocarbons，HFC）如 R-410A,R404 代替，并無氯化物成份。

除了化學制冷劑或化學混和制冷劑的使用之外，傳統(tǒng)使用天然制冷劑（冷媒）氨氣來制作冰塊，但是因氨氣物理特性之影響（如可燃性、毒性、惡臭及腐蝕性），并不適合于家用傳統(tǒng)空調(diào)環(huán)境使用。多使用于漁船或工業(yè)制冰使用。另一發(fā)展中之天然制冷劑（冷媒）為二氧化碳。因其超臨界壓縮特性，使用于熱水熱泵有極佳的優(yōu)勢。

HVAC吸收式冷凍機

一些建筑采用燃氣鍋爐來發(fā)電. 鍋爐產(chǎn)生的熱廢氣可以用來驅(qū)動一種叫“吸收式冷凍機組”的設備來制取冷水。制取出來的冷水可以通過末端散熱設備來冷卻空氣，達到空調(diào)的目的。這種既發(fā)電又制冷的能源雙重利用技術(shù)很有吸引力，尤其是在燃油價格很合適并且有多種使用要求的地區(qū)。這種同時產(chǎn)熱，電，冷的系統(tǒng)目前叫“三聯(lián)供”系統(tǒng)。

HVAC隔熱

隔熱可減低空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)所需要的能量。較厚的墻、反射性的屋頂物料、窗簾及建筑物隔鄰的樹木，皆可減低系統(tǒng)的能源需求，耗用較少電費。

空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是包含溫度、濕度、空氣清凈度以及空氣循環(huán)的控制系統(tǒng)，被稱為HVAC（英語：Heating,Ventilation,Air-conditioning and Cooling）。

空調(diào)供應冷氣、暖氣或除濕的作用原理均類似，利用冷媒在壓縮機的作用下，發(fā)生蒸發(fā)或凝結(jié)，從而引發(fā)周遭空氣的蒸發(fā)或凝結(jié)，以達到改變溫、濕度的目的。值得注意的是，“暖氣機”是一個罕見的、熱效率大于1的優(yōu)良設備（若不考慮‘溫室效應’）。這使得其對地處亞熱帶地區(qū)的意義，遠不如對于地處溫帶的地區(qū)來得有建設性。

HVAC歷史

在超過一千年前，波斯已發(fā)明一種古式的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，利用裝置于屋頂?shù)娘L桿，以外面的自然風穿過涼水并吹入室內(nèi)，令室內(nèi)的人感到?jīng)隹臁?

19世紀，英國科學家及發(fā)明家麥可·法拉第(Michael Faraday），發(fā)現(xiàn)壓縮及液化某種氣體可以將空氣冷凍，此現(xiàn)象出現(xiàn)在液化氨氣蒸發(fā)時，當時其意念仍流于理論化。

1842年，佛羅里達州醫(yī)生約翰·哥里(John Gorrie）以壓縮技術(shù)制造出冰塊，并使用作冷凍空氣以吹向瘧疾與黃熱病的病人。他想到使用其制冰機以管理大廈的環(huán)境，并想像到可令整個城市涼快的中央空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。哥里在1851年為其制冰機取得美國專利（#8080）。此技術(shù)受到北方一些商人及宗教領袖的攻擊，因為技術(shù)威脅這些商人從北方運送冰塊至南方出售的生意。當哥里及其生意伙伴在1855年去世后，空氣調(diào)節(jié)的意念亦隨之消失。

空氣調(diào)節(jié)其中一個供個人舒適的應用是在1902年，當時紐約證券交易所壓所落成的新大樓設有中央空調(diào)。一名新澤西州Hoboken的工程師Alfred Wolff協(xié)助設計此嶄新的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并把技術(shù)由紡織廠遷移至商業(yè)大廈，他被認為是令工作環(huán)境變得涼快的先驅(qū)之一。

1902年后期，首個現(xiàn)代化，電力推動的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由韋利士·夏維蘭·加利亞（1876年-1950年）發(fā)明。其設計與Wolff的設計分別在于并非只控制氣溫，亦控制空氣的濕度以提高紐約布克林一間印刷廠的制作過程質(zhì)素。此技術(shù)提供了低熱度及濕度的環(huán)境，令紙張面積及油墨的排列更準確。其后，加利亞的技術(shù)開始用于在工作間以提升生產(chǎn)效率，開利工程公司亦在1915年成立以應付激增的需求。在逐漸發(fā)展下，空氣調(diào)節(jié)開始用于提升在家居及汽車的舒適度。住宅空調(diào)系統(tǒng)的銷量到1950年代才真正起飛。建于1906年，位于北愛爾蘭貝爾法斯特的皇家維多利亞醫(yī)院，在建筑工程學上具有特別意義，被稱為世界首座設有空氣調(diào)節(jié)的大廈。

1906年，美國北卡羅萊納州夏洛特的Stuart W. Cramer正找尋方法增加其南方紡織廠的空氣濕度。Cramer把技術(shù)命名為空氣調(diào)節(jié)，并在同年將其用于專利申請中，作為水調(diào)節(jié)（water conditioning）的代替品。水調(diào)節(jié)當時是一個著名的程序，令紡織品的生產(chǎn)較容易。他把水汽與通風系統(tǒng)結(jié)合以“調(diào)節(jié)”及轉(zhuǎn)變工廠里的空氣，控制紡織廠中極重要的空氣濕度。韋利士·加利亞使用此名稱，并把它放進其1907年創(chuàng)辦的公司名稱：“美國加利亞空氣調(diào)節(jié)公司” （今開利公司）。

最初的空調(diào)、電冰箱使用氨、氯甲烷之類的有毒氣體。這類氣體泄露后會釀成重大事故。Thomas Midgley,Jr.在1928年發(fā)明了氯氟碳氣體（chlorofluorocarbon gas）， 并將其命名為氟利昂。這種制冷劑對人類安全得多，但是對大氣臭氧層有害。氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC類冷凍劑的商標，其中每一類冷凍劑名稱還包括一個數(shù)字，以表示其成分的分子組成（例如R-11,R-12,R-22,R-134）。其中，在直接蒸發(fā)式適度冷卻產(chǎn)品領域應用最廣的R-22 HCFC制冷劑將于2010年起停止用于新生產(chǎn)的設備中，并于2020年徹底停止使用。R-11和R-12在美國已經(jīng)停產(chǎn)。作為替代品，一些對臭氧層無害的制冷劑已投入使用， 包括商品名為“Puron”的制冷劑R-410A。

HVAC應用

空調(diào)工程師們通常把空氣調(diào)節(jié)的應用大致分為“舒適性應用”和“工藝過程性應用”。

HVAC是Heating, Ventilation and Air Conditioning 的英文縮寫,就是供熱通風與空調(diào)工程。

既代表上述內(nèi)容的學科和技術(shù)，也代表上述學科和技術(shù)所涉及到的行業(yè)和產(chǎn)業(yè)。

HVAC又指一門應用學科，它在世界建筑設計和工程以及制造業(yè)有廣泛的影響，各國都有HVAC協(xié)會，中國建筑學會暖通分會即中國的官方代表機構(gòu)。傳熱學、流體力學是其基本理論基礎，它的研究和發(fā)展方向是為人類提供更加舒適的工作和生活環(huán)境。

目前世界能源消耗中很大一部分是由于在不同地區(qū)和季節(jié)為建筑提供采暖和空調(diào)造成的，因此對HVAC技術(shù)的研究對解決我們面臨的能源危機、解決全球氣候變暖有十分重大的意義。

我國大學本科階段培養(yǎng)HVAC技術(shù)人員的專業(yè)是：建筑環(huán)境與設備工程（Architectural Environment & Equipment Engineering）除了我國老八所院?！厩迦A大學、哈爾濱工業(yè)大學、同濟大學、天津大學、湖南大學、重慶建大、西安建大和太原工大】外，如今的廣東工業(yè)大學,南京工業(yè)大學,鄭州大學等院校都開設該專業(yè)。

在超過一千年前，波斯已發(fā)明一種古式的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，利用裝置于屋頂?shù)娘L桿，以外面的自然風穿過涼水并吹入室內(nèi)，令室內(nèi)的人感到?jīng)隹臁?

19世紀，英國科學家及發(fā)明家麥可·法拉第(Michael Faraday)，發(fā)現(xiàn)壓縮及液化某種氣體可以將空氣冷凍，此現(xiàn)象出現(xiàn)在液化氨氣蒸發(fā)時，當時其意念仍流于理論化。

1842年，佛羅里達州醫(yī)生約翰·哥里(John Gorrie)以壓所落成的新大樓設有中央空調(diào)。一名新澤西州Hoboken的工程師Alfred Wolff協(xié)助設計此嶄新的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，并把技術(shù)由紡織廠遷移至商業(yè)大廈，他被認為是令工作環(huán)境變得涼快的先驅(qū)之一。

1902年后期，首個現(xiàn)代化，電力推動的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)由韋利士·夏維蘭·加利亞(1876年-1950年)發(fā)明。其設計與Wolff的設計分別在于并非只控制氣溫，亦控制空氣的濕度以提高紐約布克林一間印刷廠的制作過程質(zhì)素。此技術(shù)提供了低熱度及濕度的環(huán)境，令紙張面積及油墨的排列更準確。其后，加利亞的技術(shù)開始用于在工作間以提升生產(chǎn)效率，開利工程公司亦在1915年成立以應付激增的需求。在逐漸發(fā)展下，空氣調(diào)節(jié)開始用于提升在家居及汽車的舒適度。住宅空調(diào)系統(tǒng)的銷量到1950年代才真正起飛。建于1906年，位于北愛爾蘭貝爾法斯特的皇家維多利亞醫(yī)院，在建筑工程學上具有特別意義，被稱為世界首座設有空氣調(diào)節(jié)的大廈。

1906年，美國北卡羅萊納州夏洛特的Stuart W. Cramer正找尋方法增加其南方紡織廠的空氣濕度。Cramer把技術(shù)命名為空氣調(diào)節(jié)，并在同年將其用于專利申請中，作為水調(diào)節(jié)(water conditioning)的代替品。水調(diào)節(jié)當時是一個著名的程序，令紡織品的生產(chǎn)較容易。他把水汽與通風系統(tǒng)結(jié)合以“調(diào)節(jié)”及轉(zhuǎn)變工廠里的空氣，控制紡織廠中極重要的空氣濕度。韋利士·加利亞使用此名稱，并把它放進其1907年創(chuàng)辦的公司名稱：“美國加利亞空氣調(diào)節(jié)公司” (今開利公司)。

最初的空調(diào)、電冰箱使用氨、氯甲烷之類的有毒氣體。這類氣體泄露后會釀成重大事故。Thomas Midgley, Jr.在1928年發(fā)明了氯氟碳氣體（chlorofluorocarbon gas）， 并將其命名為氟利昂。 這種制冷劑對人類安全得多，但是對大氣臭氧層有害。 氟利昂是杜邦公司CFC、HCFC或HFC類冷凍劑的商標，其中每一類冷凍劑名稱還包括一個數(shù)字，以表示其成分的分子組成(例如R-11, R-12, R-22, R-134)。其中，在直接蒸發(fā)式適度冷卻產(chǎn)品領域應用最廣的R-22 HCFC制冷劑將于2010年起停止用于新生產(chǎn)的設備中，并于2020年徹底停止使用。R-11和R-12在美國已經(jīng)停產(chǎn)。作為替代品，一些對臭氧層無害的制冷劑已投入使用， 包括商品名為“Puron”的制冷劑R-410A。

空調(diào)設備的功率在美國通常用一個專業(yè)名詞“冷噸”來表達. 一“冷噸”的定義為：冷卻一“短噸” （en:short ton，等于2000磅或907千克）的冰用24小時的時間來溶解所需要的制冷功率。它等于12,000 英熱單位/小時 或 3510 瓦[2]。民宅(獨立別墅式建筑)的中央空調(diào)系統(tǒng)通常容量為1到5冷噸。

在汽車里空調(diào)需要消耗交直流系統(tǒng)轉(zhuǎn)換中大約5馬力(4千瓦)的功率。