หลักการสำคัญของ HVAC ขึ้นอยู่กับวัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์ โดยใช้การถ่ายโอนพลังงานเพื่อควบคุมอุณหภูมิ ความชื้น และคุณภาพอากาศภายในอาคาร
การดำเนินงานส่วนใหญ่อาศัยกฎพื้นฐานของการถ่ายเทความร้อนจากอุณหภูมิสูงถึงต่ำ โดยใช้การเปลี่ยนเฟสของสารทำความเย็น (ของเหลวเป็นก๊าซ) ที่ความดันต่างกันเพื่อดูดซับหรือปล่อยความร้อน ยกตัวอย่างวงจรทำความเย็นแบบอัดด้วยไอที่พบบ่อยที่สุด ระบบประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสี่องค์ประกอบที่ทำงานร่วมกันเพื่อส่งความร้อน:
คอมเพรสเซอร์: ในฐานะ "หัวใจ" ของระบบ มันจะอัดก๊าซทำความเย็นที่มีอุณหภูมิต่ำ-ความดันต่ำ-ให้กลายเป็นก๊าซที่มีอุณหภูมิสูง-ความดันสูง- ซึ่งจะทำให้ระดับพลังงานเพิ่มขึ้น
เอ็กซ์แพนชั่นวาล์ว: สารทำความเย็นของเหลวความดันสูง-จะถูกควบคุมปริมาณ ส่งผลให้ความดันและอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว เปลี่ยนเป็นอุณหภูมิต่ำ- ไอเปียกความดันต่ำ- เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการดูดซับความร้อนในขั้นตอนต่อไป
เครื่องระเหย: สารทำความเย็นที่มีอุณหภูมิต่ำ- ความดันต่ำ- จะดูดซับความร้อนจากอากาศภายในอาคารภายในเครื่องระเหย และระเหยกลายเป็นก๊าซ จึงทำให้อากาศเย็นลงและลดความชื้น ทำให้เกิด "การดูดซับความร้อนแบบระเหย"
คอนเดนเซอร์: ที่นี่ ก๊าซทำความเย็น-อุณหภูมิสูงและความดันสูง-จะปล่อยความร้อนออกสู่ภายนอก (โดยปกติจะเป็นอากาศภายนอก) ทำให้เย็นลงและทำให้กลายเป็นของเหลวที่มีแรงดันสูง- ทำให้เกิด "การควบแน่นและการปล่อยความร้อน"