Das Kernprinzip der HVAC basiert auf thermodynamischen Kreisläufen, bei denen die Energieübertragung zur Regulierung der Innentemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität genutzt wird.
Sein Betrieb beruht in erster Linie auf dem Grundgesetz der Wärmeübertragung von hohen auf niedrige Temperaturen und nutzt den Phasenwechsel des Kältemittels (flüssig zu gasförmig) bei unterschiedlichen Drücken, um Wärme aufzunehmen oder abzugeben. Am Beispiel des gängigsten Dampfkompressionskältekreislaufs besteht das System aus vier Kernkomponenten, die beim Wärmetransport zusammenarbeiten:
Kompressor: Als „Herz“ des Systems komprimiert er das Kältemittelgas mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck zu einem Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck und erhöht so dessen Energieniveau.
Expansionsventil: Flüssiges Kältemittel mit hohem{0}Druck wird gedrosselt, was zu einem schnellen Druck- und Temperaturabfall führt und sich in feuchten Dampf mit niedriger{1}}Temperatur und niedrigem-Druck umwandelt, der sich auf den nächsten Schritt der Wärmeabsorption vorbereitet.
Verdampfer: Das Kältemittel mit niedriger{0}Temperatur und niedrigem-Druck absorbiert im Verdampfer Wärme aus der Innenluft, verdampft zu einem Gas und kühlt und entfeuchtet dadurch die Luft, wodurch eine „Verdunstungswärmeabsorption“ erreicht wird.
Kondensator: Hier gibt das Kältemittelgas mit hoher{0}}Temperatur und hohem-Druck Wärme an die Außenseite (normalerweise Außenluft) ab, kühlt ab und verflüssigt sich zu einer Flüssigkeit unter hohem{2}}Druck, wodurch eine „Kondensation und Wärmeabgabe“ erreicht wird.