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暖房、換気、空調（HVAC / ˈ eɪ tʃ ˌ v æ k /）システムは、車両や建物内の温度、湿度、室内空気質を調整します。これらのシステムは、暖房、冷房、換気、ろ過、湿度制御を通じて、快適な温度環境を提供し、空気中の汚染物質を制御するように設計されています。HVACの設計上の考慮事項には、エネルギー効率、室内空気質、メンテナンス、および環境への影響、特にグリーンビルディングプロジェクトにおける環境への影響が含まれます。建物の設計において、機械、電気、配管のエンジニアは、HVACシステムを他の建物システム（例えば、空気源ヒートポンプ給湯器）と統合し、エネルギーモデリングを使用して性能と運用コストを評価することがあります。
暖房、換気、空調の3つの主要機能は相互に関連しています。HVACシステムは換気を提供し、空間間の圧力関係を維持することができます。空間への空気の供給と排出の手段は、室内空気分配として知られています。[ 1 ]
現代の建物では、これらの機能の設計、設置、および制御システムが 1 つ以上の HVAC システムに統合されています。非常に小さな建物の場合、請負業者は通常、必要なシステムの容量とタイプを見積もり、適切な冷媒と必要なさまざまなコンポーネントを選択してシステムを設計します。より大きな建物の場合、建物設備設計者、機械エンジニア、または建物設備エンジニアが HVAC システムを分析、設計、および仕様化します。その後、専門の機械請負業者とサプライヤーがシステムを製造、設置、および試運転します。建物の規模に関係なく、通常、建築許可と設置の法規適合検査が必要です。 [ 2 ] [ 3 ]
HVAC は個々の建物やその他の密閉空間 ( NORAD の地下本部など) で実施されますが、関係する機器は、場合によってはより大規模な地域暖房(DH) または地域冷房(DC) ネットワーク、あるいは複合 DHC (地域暖房冷房) ネットワークの延長となります。このような場合、運用と保守の側面が簡素化され、消費されたエネルギー、場合によってはより大きなシステムに戻されたエネルギーを請求するために計測が必要になります。たとえば、ある時点で、ある建物が冷水を使用して空調を行い、そこから戻された温水が別の建物の暖房、または DHC ネットワーク全体の暖房部分 (おそらく温度を上げるためにエネルギーが追加される) に使用されることがあります。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
HVAC を大規模なネットワークに基づかせることで、個々の建物では実現できない規模の経済性、太陽熱などの再生可能エネルギー源の利用[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]、冬の寒さ[ 10 ] [ 11 ] 、湖や海水による無料冷却など、一部の地域での冷却ポテンシャル、季節的な熱エネルギー貯蔵の実現機能などが可能になります。
HVAC は、ニコライ・リヴォフ、マイケル・ファラデー、ローラ・C・カーペンター、ウィリス・キャリア、エドウィン・ルード、ルーベン・トレーン、ジェームズ・ジュール、ウィリアム・ランキン、サディ・カルノー、アリス・パーカー、その他多くの人々の発明と発見に基づいています。[ 12 ]
この期間内には複数の発明があり、最初の快適空調システムが誕生しました。これは1902年にアルフレッド・ウォルフ（クーパー、2003）によってニューヨーク証券取引所向けに設計され、同年にはウィリス・キャリアがサケット・ウィルヘルムズ印刷会社にプロセス空調ユニットを設置しました。コイン大学は1899年にHVACトレーニングを提供した最初の学校でした。[ 13 ]最初の家庭用エアコンは1914年までに設置され、1950年代までには「家庭用エアコンが広く普及した」のです。[ 14 ]
暖房とは、居住者の快適さのために温度を上げたり維持したりするために、密閉された空間に熱エネルギーを伝達するプロセスです。中央暖房システムでは、ボイラー、炉、ヒートポンプなどの中央熱源が中央の場所に熱エネルギーを供給し、空気、水、または蒸気がそのエネルギーを暖房対象の空間に伝達し、そこで対流、放射、またはその両方によってエネルギーが伝達されます。[ 15 ]小型のスペースヒーターは、個々の部屋を暖房するためにも使用できます。[ 16 ]
ヒーターは、固体燃料、液体燃料、気体燃料など、さまざまな種類の燃料に対応しています。もう1つの熱源は電気で、通常は高抵抗線（ニクロム線を参照）で構成された加熱リボンを使用します。この原理は、ベースボードヒーターやポータブルヒーターにも使用されています。電気ヒーターは、ヒートポンプシステムのバックアップまたは補助暖房としてよく使用されます。[ 17 ]
ヒートポンプは1950年代に日本と米国で普及しました。[ 18 ]ヒートポンプは、環境空気、建物の排気、地面など、さまざまな熱源から熱を抽出できます。ヒートポンプは、建物の外側から内部の空気に熱を伝達します。当初、ヒートポンプHVACシステムは温暖な気候でのみ使用されていましたが、低温運転の改善と、より効率的な住宅による負荷の軽減により、より寒い気候でも人気が高まっています。また、逆運転して室内を冷やすこともできます。[ 19 ] [ 20 ]
温水や蒸気の場合、配管を使って熱を部屋に運びます。最新の温水ボイラー暖房システムのほとんどには、循環ポンプと呼ばれるポンプがあり、温水を配管システム全体に循環させます（古い重力式システムとは異なります）。熱は、ラジエーター、温水コイル（ハイドロエア）、またはその他の熱交換器を使って周囲の空気に伝達できます。ラジエーターは壁に取り付けることも、床暖房のために床に埋め込むこともできます。[ 21 ]
熱伝達媒体として水を使用することは、ハイドロニクスとして知られています。加熱された水は、入浴や洗濯用の温水を供給する補助熱交換器にも供給できます。[ 22 ] [ 2 ]
温風システムは、金属製またはグラスファイバー製のダクトを通して、給気と還気のダクトシステムを介して加熱された空気を分配します。多くのシステムでは、同じダクトを使用して、エアコン用の蒸発器コイルで冷却された空気を分配します。空気供給は通常、空気フィルターを通してろ過され、ほこりや花粉粒子が除去されます。[ 23 ]
炉、スペースヒーター、ボイラーを室内暖房方法として使用すると、不完全燃焼が発生し、一酸化炭素、窒素酸化物、ホルムアルデヒド、揮発性有機化合物、その他の燃焼副生成物が排出される可能性があります。不完全燃焼は酸素が不足している場合に発生し、入力はさまざまな汚染物質を含む燃料であり、出力は一酸化炭素などの有害な副生成物です。一酸化炭素は無味無臭のガスで、深刻な健康被害をもたらします。[ 24 ]
換気とは、あらゆる空間の空気を入れ替えたり交換したりして、温度を制御したり、湿気、臭気、煙、熱、ほこり、空気中の細菌、二酸化炭素などを除去し、酸素を補充するプロセスです。建物の設計や空気質のニーズに応じて、窓からの自然換気や機械換気システムなど、さまざまな方法が使用できます。換気は、建物内の許容可能な空気質を維持するために、意図的に外気を屋内空間に供給することを指す場合が多いです。[ 25 ]
換気の有効性は、室内と屋外の空気質条件だけでなく、健康への影響やエネルギー需要などの要因にも左右されます。[ 26 ]屋外の大気汚染が室内の空気質を悪化させる場合は、空気ろ過などの追加の処理対策が必要になる場合があります。[ 27 ]
建物の換気方法は、機械式/強制式と自然式に分類できます。[ 28 ]
機械換気、または強制換気は、エアハンドラー（AHU）によって提供され、室内空気質の制御に使用されます。過剰な湿度、臭気、および汚染物質は、多くの場合、外気との希釈または置換によって制御できます。ただし、湿度の高い気候では、換気空気から過剰な水分を除去するためにより多くのエネルギーが必要になります。[ 14 ]
キッチンや浴室には、臭いや場合によっては湿度を制御するために、通常、機械式の排気装置が設置されています。このようなシステムの設計における要素には、流量（ファン速度と排気口のサイズによって決まります）と騒音レベルが含まれます。ダイレクトドライブファンは多くの用途で利用可能であり、メンテナンスの必要性を軽減できます。[ 29 ]
夏には、天井扇風機や卓上扇風機／床置き扇風機が室内の空気を循環させ、居住者の皮膚からの発汗を促進することで体感温度を下げる。暖かい空気は上昇するため、天井扇風機は冬に天井から床へと暖かい層状の空気を循環させることで、部屋を暖かく保つためにも使用できる。[ 9 ]
自然換気とは、ファンやその他の機械システムを使用せずに建物を外気で換気することです。空間が狭く、建築上の制約がある場合は、開閉可能な窓、ルーバー、または微量換気口を通して行うことができます。ASHRAEは、自然換気を、開いた窓、ドア、グリル、およびその他の計画された建物の外皮貫通部を通る空気の流れであり、自然および/または人工的に生成された圧力差によって駆動されると定義しています。[ 25 ]
自然換気戦略には、建物の両側の風圧差を利用するクロスベンチレーションも含まれます。窓や換気口などの開口部を向かい合う壁に戦略的に配置することで、空気が空間全体に流れ、冷却と換気が促進されます。クロスベンチレーションは、建物内に空気の流れを遮るもののない明確な経路がある場合に最も効果的です。[ 30 ]
より複雑なシステムでは、暖かい空気が上昇して建物の高い開口部から外部に流れ出す（煙突効果）ことで、冷たい外気が建物の低い開口部に吸い込まれる。[ 31 ]自然換気システムは通常、エネルギー消費量が非常に少ないが、環境要因に敏感である。温暖または湿潤な気候では、自然換気のみで快適な温度を維持することは不可能かもしれない。エアコンシステムがバックアップまたは補助として使用される。エアサイドエコノマイザーも外気を使用して空間を調整するが、ファン、ダクト、ダンパー、および制御システムを使用して、適切なときに冷たい外気を導入および分配する。
自然換気の構成要素の一つに、換気回数または1時間あたりの換気回数があります。これは、1時間あたりの換気量を空間の容積で割ったものです。例えば、1時間あたり6回の換気回数とは、10分ごとに空間の容積に等しい量の新しい空気が供給されることを意味します。人間の快適さのためには、最低でも1時間あたり4回の換気回数が一般的ですが、倉庫では2回しかない場合もあります。換気回数が高すぎると、 1時間に数千回も換気される風洞のように不快になることがあります。最も換気回数が高いのは、混雑した空間、バー、ナイトクラブ、業務用厨房などで、1時間あたり30～50回程度です。[ 32 ]
室内の圧力は、室外に対して正または負のいずれかになります。正圧は、排気される空気よりも供給される空気が多い場合に発生し、外部からの汚染物質の侵入を減らすためによく用いられます。[ 33 ]
自然換気[ 34 ]は、結核、風邪、インフルエンザ、髄膜炎、COVID-19などの空気感染性疾患の蔓延を抑える要因です。ドアや窓を開けることは、自然換気を最大化する方法であり、空気感染のリスクを大幅に低減します。自然換気はメンテナンスがほとんど不要で、費用もかかりません。[ 35 ]換気は、1時間あたりの空気交換数（ACH）で測定されます。2023年現在、CDCはすべての空間で最低5 ACHを推奨しています。[ 36 ]空気感染性疾患のある病院の部屋では、CDCは最低12 ACHを推奨しています。[ 37 ]施設の換気における課題は、一般の認識不足[ 38 ] [ 39 ]、政府の監督の不備、快適性レベルに基づいた不適切な建築基準、システムの運用不良、メンテナンス不良、透明性の欠如です。[ 40 ]
UVC（紫外線殺菌照射）は、現代のエアコンで使用されている機能で、蒸発器全体に照射されるLED UVライトを使用して、空気中のウイルス、細菌、真菌を減少させます。空気は殺菌モジュールの照射範囲を通過するように誘導され、ウイルスを不活性化します。[ 41 ]
空調システム、または独立型エアコンは、建物全体または一部の冷房および/または湿度制御を提供します。空調設備のある建物では、窓が密閉されていることがよくあります。これは、窓を開けると、室内の空気の状態を一定に保つというシステムの目的に反するためです。通常、外気は通気口からシステムに取り込まれ、混合空気室で室内の還気と混合されます。その後、混合空気は室内または室外の熱交換器セクションに入り、そこで冷却され、正圧の空気を作り出す空間に送られます。還気中の外気の割合は、通常、この通気口の開口部を調整することで操作できます。一般的な外気の取り込み量は、総供給空気量の約10%です。
空調と冷凍は、熱を除去することによって行われます。熱は、放射、対流、伝導によって除去できます。熱伝達媒体は冷凍システムであり、水、空気、氷、化学物質などは冷媒と呼ばれます。冷媒は、圧縮機を使用して熱力学的冷凍サイクルを駆動するヒートポンプシステム、またはポンプを使用して冷たい冷媒（通常は水またはグリコール混合物）を循環させるフリークーリングシステムのいずれかで使用されます。
冷凍サイクルは、冷却のために圧縮機、凝縮器、計量装置、蒸発器という4つの主要な要素を使用します。
気候が変化する地域では、システムには冬期の暖房から夏期の冷房へと切り替えるリバースバルブが組み込まれている場合があります。冷媒の流れを逆転させることで、ヒートポンプの冷凍サイクルは冷房から暖房へ、またはその逆へと切り替わります。これにより、同一の装置とハードウェアを用いて、単一の機器で施設の暖房と冷房の両方を行うことが可能になります。
フリークーリングシステムは、冬の冷気を夏の冷房に利用できるよう、季節蓄熱システムと組み合わせられることがあります。一般的な蓄熱媒体としては、深層帯水層や、小径の熱交換器付きボーリング孔群を通してアクセスできる天然の地下岩盤などがあります。小型の蓄熱システムの中には、冷房シーズンの初期にフリークーリングを利用し、その後ヒートポンプを使って蓄熱システムからの循環水を冷却するハイブリッド型もあります。蓄熱システムは、冷却モード（充電モードとは対照的に）ではヒートシンクとして機能し、冷房シーズン中に温度が徐々に上昇するため、ヒートポンプが追加されます。
システムによっては「エコノマイザーモード」と呼ばれる機能があり、これは「フリークーリングモード」とも呼ばれます。エコノマイザーモードでは、制御システムが外気ダンパーを（全開または部分的に）開き、還気ダンパーを（全閉または部分的に）閉じます。これにより、新鮮な外気がシステムに供給されます。外気が要求される冷気よりも冷たい場合、機械的な冷却供給（通常は冷水または直接膨張式「DX」ユニット）を使用せずに要求を満たすことができるため、エネルギーを節約できます。制御システムは、外気と還気の温度を比較することも、湿度が問題となる気候でよく行われるように、空気のエンタルピーを比較することもできます。どちらの場合も、システムがエコノマイザーモードに入るには、外気のエネルギーが還気よりも低い必要があります。
北米の住宅、オフィス、公共施設では、室外機と室外機が一体化したセントラル空調システム（またはパッケージシステム）がよく設置されていますが、必要なダクトがかさばるため、既存の建物への後付け設置（設置を想定していない建物への設置）は困難です。[ 42 ]北米以外では、パッケージシステムはスタジアム、劇場、展示ホールなどの広い屋内空間を伴う限られた用途でのみ使用されています。
パッケージ型システムの代替案として、スプリットシステムでは室内コイルと室外コイルを別々に使用する方法があります。スプリットシステムは北米を除いて世界中で好まれ、広く使用されています。北米では、スプリットシステムは住宅用途で最もよく見られますが、小規模商業ビルでも人気が高まっています。スプリットシステムは、ダクト工事が不可能な場合や、空間空調の効率が最優先事項である場合に使用されます。[ 43 ]ダクトレス空調システムの利点には、設置が簡単、ダクト工事が不要、ゾーン制御の強化などがあります。[ 44 ]空間空調では、ダクト損失がエネルギー消費の30%を占める場合があります。[ 45 ]ミニスプリットを使用すると、ダクトに関連する損失がないため、空間空調でエネルギーを節約できます。
セパレート型エアコンでは、室外機から直接ダクトを通して空気を送るのではなく、室内機と室外機の間を冷媒配管で接続し、蒸発器コイルを遠隔の凝縮器ユニットに接続します。方向調整可能な吹き出し口を備えた室内機は、壁に取り付けたり、天井から吊り下げたり、天井に埋め込んだりします。その他の室内機は天井裏に設置され、短いダクトを通して室内機から各部屋の吹き出し口やディフューザーに空気を送ります。
セパレート型エアコンは効率が良く、設置面積も一般的にパッケージ型エアコンより小さい。一方、パッケージ型エアコンはファンモーターが室外にあるため、セパレート型エアコンに比べて室内騒音レベルがやや低い傾向がある。
空調システムにおける除湿（空気乾燥）は、蒸発器によって行われます。蒸発器は露点以下の温度で動作するため、空気中の水分は蒸発器コイルチューブに凝縮します。この水分は蒸発器下部の受け皿に集められ、配管を通して中央排水口または屋外の地面に排出されます。
除湿機は、部屋や建物の湿度を調整するエアコンのような装置です。地下室は温度が低く（床や壁が湿りやすいため）、相対湿度が高くなる傾向があるため、除湿機がよく使用されます。食品小売店では、大型の開放型冷蔵ショーケースが庫内の除湿に非常に効果的です。逆に、加湿器は建物の湿度を高めます。
換気空気を除湿するHVACコンポーネントは、屋外空気がほぼすべての建物の年間湿度負荷の大部分を占めるため、注意深く検討する必要があります。[ 46 ]
加湿器は、室内や密閉空間内の空気中の湿度を高めるために設計された家庭用電化製品または装置です。水滴や蒸気を周囲の空気中に放出することで湿度を上昇させ、この目的を達成します。
家庭では、一般的に局所加湿器が一部屋の加湿に用いられ、家全体の加湿には、住宅の空調システム（HVAC）に接続する全館加湿器や暖房機用加湿器が用いられます。医療用人工呼吸器には、患者の快適性を高めるために加湿器が組み込まれていることがよくあります。大型加湿器は、商業施設、公共施設、産業施設などで、多くの場合、より大規模な空調システムの一部として使用されます。
現代のエアコンシステムのほぼすべて、小型の窓型パッケージユニットでさえ、内部にエアフィルターまたは静電集塵装置が装備されています。フィルターは、軽量のガーゼ状の素材から、ホウケイ酸ガラス繊維でできた耐久性の高いプリーツマットまで様々です。フィルターは通常、状況に応じて交換または洗浄されます。例えば、埃っぽい環境にある建物や、毛皮のあるペットがいる家庭では、こうした汚れのない室内空間よりも頻繁にフィルターを交換する必要があります。これらのフィルターを必要に応じて交換しないと、熱交換率が低下し、エネルギーの無駄遣い、機器の寿命の短縮、電気料金の高騰につながります。空気の流れが悪くなると、蒸発器コイルが凍結し、空気の流れが完全に止まる可能性があります。さらに、非常に汚れたフィルターや目詰まりしたフィルターは、暖房サイクル中に過熱を引き起こし、システムの損傷や火災につながる可能性があります。
エアコンは室内コイルと室外コイルの間で熱を移動させるため、両方を清潔に保つ必要があります。つまり、蒸発器コイルのエアフィルターを交換するだけでなく、凝縮器コイルも定期的に清掃する必要があります。凝縮器を清潔に保たないと、最終的にはコンプレッサーに損傷を与えることになります。なぜなら、凝縮器コイルは、室内の熱（蒸発器によって吸収されたもの）とコンプレッサーを駆動する電動モーターによって発生した熱の両方を放出する役割を担っているからです。[ 47 ]
HVAC システムは、建物のエネルギー効率を向上させる上で重要な役割を果たします。建物部門は、世界のエネルギー消費量の大部分を占めているからです。[ 48 ] 1980 年代以降、HVAC 機器メーカーはシステムの効率向上に注力してきました。当初、これらの取り組みはエネルギーコストの上昇によって推進されていましたが、近年では、環境の持続可能性とより厳格な効率規制が主な動機となっています。さらに、HVAC システムの効率を向上させると、室内空気の質が向上し、居住者の健康、快適性、生産性の向上につながる可能性があります。[ 49 ]米国では、EPA が長年にわたってより厳しい規制を課してきました。HVAC システムの効率を高める方法はいくつかあります。
かつては、温水暖房の方が建物の暖房効率が良く、アメリカ合衆国では標準的な暖房方式だった。今日では、強制送風式暖房システムは冷房としても利用でき、より普及している。
ゾーン暖房システムを採用することで、セントラルヒーティングシステムのエネルギー効率を向上させることができます。これにより、セントラルヒーティングシステム以外のシステムと同様に、よりきめ細やかな熱供給が可能になります。各ゾーンは複数のサーモスタットによって制御されます。温水暖房システムでは、サーモスタットはゾーンバルブを制御し、強制送風暖房システムでは、通気口内のゾーンダンパーを制御して、空気の流れを選択的に遮断します。
予測は、建物の暖房を制御するもう一つの方法で、各時間単位において建物に供給すべき暖房エネルギーの需要を計算することによって行われます。
地中熱ヒートポンプは、通常のヒートポンプと似ていますが、外気との間で熱を移動させるのではなく、地中の安定した均一な温度を利用して暖房や冷房を行います。多くの地域では季節による気温の極端な変化があり、建物の暖房や冷房には大容量の暖房・冷房設備が必要になります。例えば、モンタナ州の-57 ℃（-70 °F）という極寒の地で建物を暖房したり、1913年にカリフォルニア州デスバレーで記録された米国史上最高気温である57 ℃ （134 °F）の地中で建物を冷房したりする従来のヒートポンプシステムでは、室内と室外の温度差が極端に大きいため、大量のエネルギーが必要になります。しかし、地表から1メートル下の地中は、比較的一定の温度を保っています。この比較的穏やかな温度の地中という大きな熱源を利用することで、暖房・冷房システムの容量を大幅に削減できる場合が多くあります。地温は緯度によって変化するが、地下1.8メートル（6フィート）では、一般的に7～24 ℃（45～75 °F）の範囲にとどまる。
太陽光発電パネルは、エアコンの運転コストを削減できる可能性を秘めています。従来のエアコンは交流電流を使用するため、太陽光発電で得られる直流電力は、これらの機器と互換性を持たせるために変換する必要があります。新しい可変速DCモーターユニットは、このような変換が不要であることに加え、供給される太陽光発電量の変動（例えば、雲量による変動）にもモーターが耐えられるため、太陽光発電でより簡単に稼働させることができます。
エネルギー回収システムでは、熱交換器やエンタルピーホイールを用いて排気から顕熱または潜熱を回収する熱回収換気システムやエネルギー回収換気システムが利用されることがあります。これは、室内のよどんだ空気から外部から流入する新鮮な空気へエネルギーを伝達することによって行われます。
蒸気圧縮冷凍サイクルの性能は熱力学によって制限されます。[ 50 ]これらの空調およびヒートポンプ装置は、熱をある形態から別の形態に変換するのではなく移動させるため、熱効率はこれらの装置の性能を適切に表しません。成績係数（COP）は性能を測定しますが、この無次元尺度は採用されていません。代わりに、従来、多くの HVAC システムの性能を特徴付けるためにエネルギー効率比（EER）が使用されてきました。EER は、35 °C（95 °F）の屋外温度に基づくエネルギー効率比です。一般的な冷房シーズンにおける空調機器の性能をより正確に表すために、EER の修正版である季節エネルギー効率比（SEER）、またはヨーロッパではESEERが使用されます。SEER 定格は、一定の35 °C（95 °F）の屋外温度ではなく、季節平均温度に基づいています。現在の業界の最小 SEER 定格は 14 SEER です。エンジニアたちは、既存のハードウェアの効率を改善できるいくつかの領域を指摘している。例えば、空気を移動させるために使用されるファンブレードは通常、板金からプレス加工されており、これは経済的な製造方法であるが、その結果、空力的に効率的ではない。適切に設計されたブレードは、空気を移動させるのに必要な電力を3分の1削減できる可能性がある。[ 51 ]
需要制御型厨房換気（DCKV）は、業務用厨房の実際の調理負荷に応じて厨房の排気と給気量を制御する建物制御方式です。従来の業務用厨房換気システムは、調理活動の量に関係なくファン速度100%で動作しますが、DCKV技術はこれを変更し、ファンエネルギーと空調空気の大幅な節約を実現します。スマートセンシング技術を導入することで、排気ファンと給気ファンの両方を制御し、モーターエネルギーの節約、外気加熱および冷却エネルギーの削減、安全性の向上、厨房の騒音レベルの低減のためのアフィニティ法則を活用できます。[ 52 ]
空気清浄とろ過は、空気中の粒子、汚染物質、蒸気、ガスを除去します。ろ過され清浄された空気は、暖房、換気、空調に使用されます。
清浄空気供給率 (CADR) は、空気清浄機が部屋や空間に供給する清浄空気の量です。CADR を決定する際には、空間内の空気流量が考慮されます。たとえば、流量が毎分30 立方メートル (1,000 ft 3 )で効率が 50% の空気清浄機の CADR は毎分15 立方メートル (500 ft 3 )です。ろ過性能は、再循環空気から除去されるアレルゲン、細菌、微粒子などの浮遊粒子の割合を決定します。これは、粒子または繊維のサイズ、フィルターの充填密度と深さ、および空気流量に依存します。[ 53 ]
HVAC業界には、機器製造、システム設計、設置、運用、保守、販売、教育、研究が含まれます。HVAC業界は歴史的にHVAC機器メーカーによって規制されてきましたが、HARDI（国際暖房・空調・冷凍機器販売業者協会）、ASHRAE、SMACNA、ACCA（米国空調設備業者協会）、Uniform Mechanical Code、International Mechanical Code、AMCAなどの規制・標準化団体が業界を支援するために設立されています。ULは包括的な機関であり、HVAC業界に特化したものではありません。
ISO 16813:2006 は、ISO建築環境規格の 1 つです。[ 54 ]これは、建築環境設計の一般原則を定めています。居住者に健康的な室内環境を提供する必要性、将来の世代のために環境を保護する必要性、そして持続可能性のための建築環境設計に関わるさまざまな関係者間の協力を促進する必要性を考慮しています。ISO 16813 は、新築および既存建物の改修に適用されます。[ 55 ]
建築環境設計基準の目的は次のとおりです。[ 55 ]
米国では、一般的に、空調設備の設置およびサービスに関してEPA（米国環境保護庁）の認定を受けた業者が、連邦政府の免許を取得しています。
アメリカの多くの州では、ボイラーの操作に免許制度を設けています。その一部を以下に示します。
多くの HVAC エンジニアは、米国暖房冷凍空調学会 ( ASHRAE ) の会員です。ASHRAE は HVAC 設計の公認規格を発行しており、これは 4 年ごとに更新されます。[ 66 ]もう 1 つの人気のある協会はAHRIで、新しい冷凍技術に関する定期的な情報を提供し、関連する規格やコードを発行しています。
アメリカの設計基準は、統一機械基準（Uniform Mechanical Code）または国際機械基準（International Mechanical Code）に規定されています。州、郡、または市によっては、これらの基準のいずれかが、さまざまな立法手続きを経て採用および改正される場合があります。これらの基準は、国際配管機械設備協会（IAPMO）または国際基準評議会（ICC）によって、それぞれ3年ごとの基準策定サイクルで更新および発行されます。通常、地方の建築許可部門が、私有地および一部の公共施設におけるこれらの基準の執行を担当しています。
HVAC技術者は、暖房、換気、空調、冷凍を専門とする職人です。米国のHVAC技術者は、正式な訓練機関で訓練を受けることができ、ほとんどの人が準学士号を取得します。HVAC技術者の訓練には、教室での講義と実地作業が含まれ、その後、新卒者がプロのHVAC技術者と一時的に一緒に働く見習い期間が続く場合があります。[ 29 ]訓練を受けたHVAC技術者は、空調、ヒートポンプ、ガス暖房、業務用冷凍などの分野で認定を受けることもできます。
英国建築設備技術者協会（CIBSE）は、建物の運用を可能にする重要なサービス（システムアーキテクチャ）を網羅する団体です。電気、暖房、換気、空調、冷凍、配管業界が含まれます。建築設備技術者になるための一般的な入学要件には、数学と科学の資格が含まれます。例えば、イングランドではGCSE（AC）、スコットランドではStandard Grades（1～3）などです。雇用主は、建築環境工学、電気工学、機械工学などの工学分野の学位を求めることがよくあります。CIBSEの正会員となり、英国工学評議会に公認技術者として登録されるには、技術者は関連する工学分野で優等学位と修士号を取得する必要があります。CIBSEは、英国市場、アイルランド共和国、オーストラリア、ニュージーランド、香港に関連するHVAC設計に関する複数のガイドを発行しています。これらのガイドには、さまざまな推奨設計基準と規格が含まれており、その一部は英国の建築基準法に引用されているため、主要な建築設備工事における法的要件となっています。主なガイドは以下のとおりです。
建設業界において、建築設備エンジニアの役割は、ガス、電気、水道、暖房、照明といった生活に不可欠な設備の設計、設置、保守を監督することです。建築設備業界は51,000社以上の企業を擁し、 GDPの2～3%を占める巨大産業です。
オーストラリア空調機械設備請負業者協会（AMCA）、オーストラリア冷凍空調暖房協会（AIRAH）、オーストラリア冷凍機械協会、およびCIBSEが責任を負う。
アジアの建築における温度調節は、ヨーロッパの方法とは異なる優先順位を持っている。例えば、アジアの暖房は伝統的に、床やこたつなどの家具の温度を一定に保ち、人を直接温めることに重点を置いているのに対し、西洋では近代において空気システムの設計に重点が置かれている。
フィリピン換気空調冷凍技術者協会（PSVARE）は、フィリピン機械技術者協会（PSME）とともに、フィリピンにおけるHVAC/MVAC（MVACは「機械換気および空調」を意味する）の規格および基準を管理している。
インド暖房・冷凍・空調技術者協会（ISHRAE）は、インドにおけるHVAC産業の振興を目的として設立されました。ISHRAEはASHRAEの関連団体です。ISHRAEは1981年にニューデリー[ 67 ]で設立され、1989年にバンガロールに支部が開設されました。1989年から1993年の間に、インドの主要都市すべてにISHRAE支部が設立されました。