stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
Điều hòa không khí
Lịch sử > Kỹ thuật làm lạnh cơ học

Quá trình truyền nhiệt từ nguồn nhiệt độ cao sang vùng nhiệt độ thấp là quá trình xảy ra tự nhiên và không cần dùng đến thiết bị đặc biệt để thực hiện. Tuy nhiên, quy trình ngược lại (truyền nhiệt từ vùng có nhiệt độ thấp sang vùng có nhiệt độ cao) không thể thực hiện được nếu không có công tác động từ bên ngoài, được sinh ra nhờ thiết bị làm lạnh. Môi chất lạnh được tuần hoàn bên trong thiết bị làm lạnh qua bốn giai đoạn gồm nén hơi, ngưng tụ, giãn nở, và bay hơi. Quá trình truyền nhiệt của môi chất lạnh được thực hiện nhờ quá trình cơ học, được gọi là làm lạnh nén hơi (vapor compression refrigeration).
Năm 1820, nhà khoa học và nhà phát minh người Anh Michael Faraday phát hiện ra rằng việc nén và hóa lỏng amonia có thể làm lạnh không khí khi dung dịch amonia bay hơi. Đến năm 1842, John Gorrie, một bác sĩ người Mỹ ở Florida, Hoa Kỳ, đã thiết kế và chế tạo một thiết bị làm mát không khí để điều trị bệnh nhân sốt vàng da. Nguyên tắc cơ bản của ông —khí được nén dưới áp suất, rồi được làm lạnh bằng cách dẫn qua các cuộn dây tỏa nhiệt bức xạ, và sau đó, khí giãn nở thể tích để hạ nhiệt độ xuống— là nguyên tắc thường được sử dụng trong tủ lạnh ngày nay. Ông được cấp bằng sáng chế đầu tiên của Hoa Kỳ về làm lạnh cơ học vào năm 1851.
Lịch sử > Kỹ thuật làm lạnh bằng điện

Nhà phát minh người Mỹ Willis H. Carrier thường được ghi nhận là người đầu tiên phát minh ra hệ thống điều hòa không khí điện hiện đại và mở đầu ngành công nghiệp này. Sau khi tốt nghiệp Đại học Cornell, Carrier làm việc tại Công ty Buffalo Forge. Tại đây, ông bắt đầu thử nghiệm điều hòa không khí nhằm giải quyết một vấn đề cho Công ty Quang khắc và Xuất bản Sackett-Wilhelms (Sackett-Wilhelms Lithographing and Publishing Company) ở Brooklyn, New York. Khi đó, độ ẩm không khí thay đổi làm thay đổi kích thước những cuộn giấy in và dẫn đến việc in mực không còn chính xác. Máy lạnh do Carrie thiết kế hoạt động bằng cách thổi không khí qua các giàn ống lạnh để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong phòng, giữ cho giấy không bị thay đổi kích thước và chất lượng in được cải thiện. Máy điều hòa không khí đầu tiên, được thiết kế và chế tạo bởi Carrier, bắt đầu vận hành lần đầu tiên vào ngày 17 tháng 7 năm 1902.
Năm 1906, Stuart Cramer, một kỹ sư dệt ở Bắc Carolina, tạo ra một thiết bị thông gió có khả năng bổ sung hơi nước vào không khí tại những nhà máy dệt. Độ ẩm giúp sợi dễ quay hơn và ít bị đứt hơn. Cramer được xem là người đầu tiên đặt tên quá trình này là "điều hòa không khí".
Đến năm 1914, Charles Gates, một triệu phú ở thành phố Minneapolis, là người sử dụng điều hòa nhiệt độ tại nhà riêng đầu tiên. Năm 1945, Robert Sherman ở thành phố Lynn, bang Massachusetts đã phát minh ra máy điều hòa không khí di động gắn cửa sổ dùng để làm mát, sưởi ấm, làm ẩm, hút ẩm và lọc không khí. Vào năm 1947, học giả người Anh, S.F. Markham viết rằng, "Máy điều hòa không khí là thứ đóng góp to lớn nhất vào nền văn minh trong thế kỷ này – và Hoa Kỳ là nước đang dẫn đầu về lĩnh vực này."
Vào cuối những năm 1960, hầu hết các ngôi nhà dân cư mới xây dựng ở Hoa Kỳ đều sử dụng máy lạnh trung tâm. Vào khoảng thời gian này, thiết bị điều hòa không khí dạng hộp cũng dần trở nên rẻ hơn, dẫn đến sự gia tăng dân số ở các bang Florida và Arizona. Tính đến năm 2015, gần 100 triệu ngôi nhà hoặc khoảng 87% hộ gia đình Hoa Kỳ đã lắp đặt hệ thống điều hòa không khí.
Lịch sử > Sự phát triển của máy lạnh

Bài chi tiết: Chất làm lạnh
Những máy điều hòa không khí và tủ lạnh đầu tiên sử dụng những môi chất lạnh vốn là các khí độc hoặc dễ cháy, chẳng hạn như amonia, metyl chloride hoặc propan, có thể dẫn đến tai nạn chết người khi chúng bị rò rỉ. Thomas Midgley, Jr., một nhân viên của công ty Frigidaire thuộc hãng GM, đã tạo ra khí Freon (R-12), là loại khí chlorofluorocarbon không cháy, không độc hại đầu tiên, vào năm 1928. Freon là tên nhãn hiệu thuộc sở hữu của hãng hóa chất DuPont cho các loại môi chất lạnh như chlorofluorocarbon (CFC), hydrochlorofluorocarbon (HCFC), hoặc hydrofluorocarbon (HFC). Trong tên chất làm lạnh, thông thường có thêm một số cho biết thành phần phân tử (ví dụ, R-11, R-12, R-22, R-134A). Hỗn hợp được sử dụng nhiều nhất trong việc làm mát trực tiếp cho nhà ở và các tòa nhà là hợp chất thuộc nhóm HCFC được gọi là chlorodifluoromethane (R-22).
Dichlorodifluoromethane (R-12) là hỗn hợp phổ biến nhất được sử dụng trong ô tô ở Hoa Kỳ cho đến năm 1994, khi hầu hết các mẫu xe  sau đó thay đổi thành R-134A do R-12 có khả năng làm suy giảm tầng ozone. R-11 và R-12 không còn được sản xuất ở Hoa Kỳ cho mục đích sử dụng này, nhưng vẫn được nhập khẩu và có thể được mua và sử dụng bởi các kỹ thuật viên HVAC.
Hiện nay, người ta đã phát triển các chất làm lạnh vốn an toàn với môi trường hơn những chất làm lạnh gốc chlorofluorocarbon được sử dụng vào đầu và giữa thế kỷ XX. Nhóm môi chất lạnh HCFC đang dần bị loại bỏ theo Nghị định thư Montreal và được thay thế bằng các chất HFC như R-410A, vốn không chứa clo trong phân tử. Tuy nhiên, nhóm môi chất lạnh HFC lại góp phần gây ra các vấn đề biến đổi khí hậu. Hơn nữa, những chính sách và sự ảnh hưởng chính trị của các công ty ra sức chống lại sự thay đổi này.
Năm 1995, ở Đức, những thiết bị làm lạnh sử dụng môi chất CFC bị xem là bất hợp pháp. Vào năm 2011, EPA đã quyết định ủng hộ chất làm lạnh an toàn với ozone và khí hậu cho lĩnh vực sản xuất của Hoa Kỳ. Các HFC như R-404a, R-134a và R-410a, kể từ năm 2020, sẽ được thay thế bằng HFO và chất làm lạnh hydrocarbon như R-1234ze trong các thiết bị làm lạnh cho hệ thống lạnh và điều hòa không khí thương mại, R-1234yf trong ô tô, R-32 trong khu dân cư điều hòa không khí thay thế R-22, và CO2 (R-744) trong làm lạnh thương mại. R-600 (isobutane) đã được sử dụng rộng rãi trong điện lạnh dân dụng.
Nguyên lý hoạt động > Hệ thống làm lạnh nén hơi

Trong hệ thống làm lạnh nén hơi, môi chất lạnh, như Freon, được tuần hoàn trong hệ thống các thiết bị và đường ống để trao đổi nhiệt dựa trên sự thay đổi về trạng thái. Có bốn giai đoạn chính trong chu kỳ làm lạnh nén hơi, được thể hiện trong hình minh họa.
Giai đoạn ngưng tụ: Môi chất sau khi rời khỏi máy nén đang ở trạng thái hơi có nhiệt độ và áp suất cao. Môi chất đi vào thiết bị trao đổi nhiệt gọi là giàn ngưng tụ (condenser). Tại giàn ngưng, môi chất truyền nhiệt năng sang một chất tải nhiệt khác như không khí hoặc nước lúc này đang có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ của môi chất. Hơi môi chất bị mất nhiệt và ngưng tụ thành dạng lỏng.
Giai đoạn giãn nở: Môi chất đang ở trạng thái lỏng có áp suất và nhiệt độ cao, đi qua một thiết bị tiết lưu, gọi là van giãn nở nhiệt (thermal expansion valve). Môi chất giảm áp suất khi đi qua van giãn nở; một phần môi chất lỏng lập tức hóa hơi và giảm nhiệt độ.
Giai đoạn bay hơi: Môi chất đi qua một thiết bị trao đổi nhiệt gọi là giàn bay hơi (evaporator) bao gồm nhiều cuộn ống xoắn. Môi chất chuyển trạng thái từ lỏng sang hơi, đồng thời thu nhiệt từ môi trường, tạo hiệu ứng làm lạnh.
Giai đoạn nén hơi: Sau khi ra khỏi giàn bay hơi, môi chất đang ở trạng thái hơi có nhiệt độ và áp suất thấp. Môi chất được hút vào máy nén (compressor), tăng áp suất và nhiệt độ. Sau đó, môi chất lặp lại chu trình tuần hoàn.
Nguyên lý hoạt động > Hệ thống làm lạnh nén hơi > Bơm nhiệt

Bơm nhiệt (heat pump) thật ra là một hệ thống làm lạnh có thể dùng cho mục đích làm lạnh và sưởi ấm. Do vậy, bơm nhiệt có thể được sử dụng trong cả mùa hè và mùa đông. Vào mùa hè, môi chất tuần hoàn theo chu trình làm lạnh nén hơi thông thường, với giàn ống xoắn trong phòng hoạt động như giàn bay hơi (thu nhiệt), còn giàn ống xoắn bên ngoài phòng hoạt động như giàn ngưng tụ (tỏa nhiệt ra môi trường). Ngược lại, vào mùa đông, môi chất tuần hoàn theo chiều ngược lại, với giàn ống xoắn trong phòng lúc này là giàn ngưng tụ (tỏa nhiệt) giúp sưởi ấm phòng. Dòng chảy môi chất tải nhiệt được đảo ngược nhờ vào một thiết bị gọi là van đảo chiều (reversing valve). Ưu điểm của hệ thống bơm nhiệt là nó có thể cung cấp tính năng làm lạnh hoặc sưởi ấm trong cùng một hệ thống, không cần phải thay đổi quá nhiều thiết bị.
Nguyên lý hoạt động > Làm lạnh bay hơi

Quá trình làm mát bay hơi là phương pháp rất hiệu quả trong điều kiện khí hậu khô nóng, nhằm giúp giảm nhiệt độ của không khí lưu thông từ bên ngoài vào nhà. Kỹ thuật làm mát bay hơi thường được chia thành hai loại chính: làm mát bay hơi trực tiếp và gián tiếp. Phương pháp trực tiếp hoạt động trên nguyên tắc thổi hơi ẩm vào không khí, làm giảm nhiệt độ ở điều kiện gần đẳng enthalpy. Phương pháp này thông thường đủ cho nhu cầu làm mát ở những vùng khô nóng. Tuy nhiên, ở những vùng khí hậu ẩm, việc tăng độ ẩm không khí có thể khiến người sử dụng cảm thấy không thoải mái. Phương pháp gián tiếp sử dụng hiệu ứng bay hơi để làm mát bề mặt tiếp xúc, như những ống xoắn trao đổi nhiệt, sau đó những bề mặt này giúp làm mát không khí. Nhờ hiệu quả giảm nhiệt độ và enthalpy trong không khí, giàn lạnh bay hơi gián tiếp có thể hiệu quả trong hầu hết các điều kiện nhiệt độ.
Kiểm soát độ ẩm

Cơ thể người được làm mát tự nhiên nhờ việc đổ mồ hôi; khi đó, mồ hôi bay hơi từ da, giảm độ ẩm làm cho cơ thể cảm thấy mát mẻ hơn ở cùng nhiệt độ không khí. Máy điều hòa không khí được dùng cho sinh hoạt thường sẽ đạt được độ ẩm tương đối từ 30% đến 60%. Mục đích của việc giảm ẩm không khí là nhằm rút một phần hơi ẩm trong không khí, từ đó làm giảm dung ẩm của không khí.
Có bốn phương pháp chủ yếu để làm giảm ẩm (làm khô) không khí: phương pháp làm khô bằng dàn lạnh, bằng buồng phun, bằng máy hút ẩm, và bằng hóa chất.
Hai phương pháp đầu tiên —phương pháp làm khô bằng dàn lạnh và làm lạnh bằng buồng phun— hoạt động dựa trên nguyên tắc làm giảm nhiệt độ không khí xuống dưới điểm sương, từ đó hơi nước được ngưng tụ và tách khỏi không khí. Phương pháp đầu tiên được thực hiện bằng cách dẫn không khí cần làm khô đi qua dàn lạnh, bề mặt thiết bị được giảm nhiệt độ dưới điểm sương không khí, làm hơi nước ngưng kết trên bề mặt thiết bị. Với phương pháp làm khô bằng buồng phun, không khí được phun nước lạnh trực tiếp; nhiệt độ nước lạnh thấp hơn điểm sương không khí, nước được ngưng tụ lại trên bề mặt các giọt nước. Lúc này, các giọt nước đóng vai trò bề mặt ngưng kết hơi nước.
Phương pháp thứ ba là quá trình làm khô bằng máy hút ẩm. Trong máy hút ẩm, không khí đi qua hai giai đoạn gồm dàn lạnh và dàn ngưng (dàn nóng). Khi đi qua dàn lạnh, không khí được làm lạnh và làm khô một phần, hơi ẩm trong không khí được ngưng kết một phần rớt xuống bể hứng. Sau đó, không khí đi qua dàn ngưng để thực hiện quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm làm độ ẩm giảm xuống thêm nữa.
Phương pháp cuối cùng là làm khô bằng chất hút ẩm (desiccant). Chất hút ẩm là những hóa chất có ái lực cao với nước, có khả năng gắn kết và giữ những phân tử nước. Có hai quá trình chính xảy ra khi sử dụng chất hút ẩm để làm khô không khí: quá trình hấp thu (khi có phản ứng hóa học xảy ra) và quá trình hấp phụ (khi không xảy ra phản ứng hóa học). Chất hút ẩm có hai dạng là ở thể rắn và thể lỏng. Quá trình hấp thu (hay hấp thụ) xảy ra với chất hút ẩm dạng lỏng; còn ở chất hút ẩm dạng rắn, quá trình hấp phụ sẽ diễn ra, các phân tử nước sẽ được giữ lại trên bề mặt rất lớn của chất hấp phụ. Chất hút ẩm dạng lỏng thường được sử dụng là dung dịch muối calci chloride (CaCl
2), lithi chloride (LiCl), lithi bromide (LiBr), và triethylene glycol (TEG). Chất hút ẩm dạng rắn thường gặp là silica gel, zeolit, nhôm hoạt tính, và than hoạt tính.
Phân loại

Việc phân loại hệ thống điều hòa không khí rất phức tạp vì chúng quá đa dạng về công năng và ứng dụng trong nhiều điều kiện, mục đích sử dụng khác nhau. Người ta có thể phân loại hệ thống điều hòa không khí theo các tiêu chí như phân loại theo mục đích sử dụng, tính tập trung (cục bộ hoặc trung tâm), phương thức làm lạnh (trực tiếp hoặc gián tiếp), công suất lạnh (đơn vị kW hoặc BTU/h), môi chất làm lạnh (nước hoặc không khí), khả năng xử lý (một chiều lạnh hoặc hai chiều nóng–lạnh)...
Phân loại > Máy điều hòa cửa sổ

Máy điều hòa cửa sổ (tiếng Anh: Window air conditioner) là thiết bị điều hòa không khí gọn trọn bộ, dùng điều hòa không khí trong một phòng. Do gắn xuyên tường trông giống một cửa sổ nên được gọi là máy điều hòa cửa sổ. Toàn bộ các thiết bị chính —máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt thổi gió, quạt giải nhiệt, lọc gió, tụ điều hòa, block (lốc) điều hòa— được lắp trong cùng một vỏ gọn nhẹ. Công suất lạnh của máy điều hòa cửa sổ thường nhỏ, từ 5.000 BTU/h (2 kW) đến 24.000 BTU/h (7 kW), đủ làm mát diện tích phòng tối đa khoảng 60 mét vuông (650 foot vuông).
Trong hình là cấu tạo thiết kế một máy điều hòa cửa sổ. Thông thường, dàn lạnh sẽ đặt hướng vào trong phòng và dàn nóng sẽ hướng ra bên ngoài phòng. Quạt dàn nóng (fan) và quạt dàn lạnh (blower) được đặt đồng trục và vận hành bởi cùng một động cơ. Quạt dàn lạnh thường là loại quạt ly tâm lồng sóc để có lưu lượng gió lớn và ít tiếng ồn; trong khi đó, quạt dàn nóng là loại quạt hướng trục vì chỉ cần tạo lưu lượng gió lớn để giải nhiệt. Không khí trong phòng được hút từ bên hông máy điều hòa, trao đổi nhiệt với dàn lạnh (cooling coil) và thổi ra phía trước máy thông qua các cánh hướng. Không khí bên ngoài cũng trao đổi nhiệt với dàn ngưng hay dàn nóng (condenser coil).
Máy điều hòa cửa sổ có hai dạng chính là máy một chiều lạnh và hai chiều nóng–lạnh. Với máy hai chiều nóng–lạnh, tổ máy điều hòa cần có thêm một van đảo chiều cho phép hoán đổi chiều của dàn nóng và dàn lạnh tùy vào mùa trong năm. Vào mùa hè, dàn lạnh hướng vào trong phòng và dàn nóng ngoài trời, máy điều hòa có chức năng làm mát. Vào mùa đông, dàn lạnh lại ở bên ngoài và dàn nóng trong phòng, lúc này máy chạy ở chế độ bơm nhiệt (đã mô tả ở phần trên) và có chức năng sưởi ấm.
Máy điều hòa cửa sổ được phát minh đầu tiên bởi H.H. Schultz and J.Q. Sherman vào năm 1931 nhưng giá thành của loại này rất đắt vào thời đó (tương đương 120.000 đến 600.000 USD ngày nay cho một máy điều hòa) nên không được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên, loại máy điều hòa cửa sổ có thiết kế nhỏ gọn giống với ngày nay có tên là "Thorne Room Air Conditioner", được phát minh sản xuất bởi hãng Thorne Motor Corporation. Kỹ sư Henry Galson sau đó đã cải tiến máy điều hòa cửa sổ để ngày càng nhỏ gọn và rẻ hơn; đến năm 1947, khoảng 43.000 máy điều hòa cửa sổ đã được bán ra và nhiều người có thể dễ dàng sở hữu loại thiết bị này.
Ưu điểm của máy điều hòa cửa sổ là gọn, dễ lắp đặt và vận hành, giá thành rẻ (do ít tốn chi phí thiết bị ống dẫn và nhân công lắp đặt), tiết kiệm năng lượng (hệ số lạnh cao). Nhược điểm của loại máy điều hòa này là công suất lạnh nhỏ (dưới 24.000 BTU/h), giảm tính mỹ quan cho thiết kế công trình, bị giới hạn về vị trí sử dụng (chỉ áp dụng cho tường bao bên ngoài, không thể dùng cho những phòng nằm sâu trong công trình).
Phân loại > Hệ thống điều hòa kiểu rời

Máy điều hòa không khí kiểu rời (tiếng Anh: Split-type air conditioner) còn được gọi là "máy điều hòa tách", "máy điều hòa hai hoặc nhiều mảnh", "máy điều hòa hai hoặc nhiều cụm". Điểm khác biệt giữa máy điều hòa tách và máy điều hòa cửa sổ là tổ máy điều hòa tách có dàn nóng (outdoor unit) và dàn lạnh (indoor unit) được đặt ở những vị trí khác nhau thay vì đặt chung trong một cụm thiết bị như máy điều hòa cửa sổ. Liên kết giữa hai cụm nóng–lạnh là cặp dây đồng dẫn môi chất lạnh và dây điện điều khiển. Cặp dây đồng gồm hai ống đồng chứa môi chất lạnh ở thể hơi (hơi môi chất) và thể lỏng. Ống chứa hơi môi chất thường có đường kính lớn hơn và được bọc bảo ôn cách nhiệt nhằm hạn chế hấp thu nhiệt từ môi trường và tránh hiện tượng "đổ mồ hôi" của ống đồng. Hệ thống máy điều hòa không khí kiểu rời có thể chia thành ba nhóm chính: hệ thống trung tâm, hệ thống hai cụm không ống gió, và hệ thống nhiều cụm.
Phân loại > Hệ thống điều hòa kiểu rời > Hệ thống điều hòa trung tâm

Hệ thống điều hòa trung tâm (tiếng Anh: Central air conditioning system) thường được sử dụng trong gia đình và doanh nghiệp. Hệ thống điều hòa trung tâm có dàn lạnh được đặt trong nhiều phòng, có thể là bộ xử lý không khí AHU (Air handing unit) hoặc thiết bị dàn lạnh FCU (Fan coiled unit); còn dàn nóng được đặt bên ngoài. Buồng xử lý không khí AHU được điều khiển bởi một bộ điều nhiệt (thermostat) đặt tại vị trí xa so với AHU. Người dùng có thể điều chỉnh nhiệt độ mong muốn bằng bộ điều nhiệt, từ đó bộ điều nhiệt sẽ điều khiển AHU để duy trì nhiệt độ đã cài đặt. Không khí được cấp qua AHU và sử dụng các ống gió để thổi vào các không gian cần làm mát. AHU thường được đặt cách xa các không gian cần điều hòa nhiệt độ. AHU có thể lấy không khí từ bên ngoài (gió tươi) hoặc từ trong phòng (gió hồi), thông qua các lỗ thông hơi đặt trong nhà hoặc từ các ống gió. Ngoài ra, AHU cũng có thể được đặt bên ngoài phòng, chứa dàn ngưng và được phép hút không khí bên ngoài. Khi đó, chúng được gọi là "máy điều hòa lắp mái" (rooftop unit – RTU) hoặc "máy điều hòa nguyên cụm lắp mái" (packaged rooftop unit).
Phân loại > Hệ thống điều hòa kiểu rời > Hệ thống điều hòa hai cụm

Dàn nóng (dàn ngưng) của một hệ thống điều hòa hai cụm không ống gió, được đặt ngoài trời
Dàn lạnh (dàn bay hơi) kiểu gắn tường của một hệ thống điều hòa hai cụm không ống gió, được đặt trong nhà
Hệ thống điều hòa hai cụm không ống gió (ductless mini-split system), hay còn gọi là "máy điều hòa hai mảnh", "máy điều hòa phòng hai cụm" (split room air conditioner), thường dùng để làm lạnh cho một phòng riêng biệt. Tên gọi tiếng Anh "mini-split" thường được dùng để chỉ những hệ thống điều hòa tách chỉ cung cấp không khí cho một phòng duy nhất, khác với hệ thống điều hòa nhiều cụm là hệ thống cho phép làm lạnh nhiều phòng (khu vục) từ một dàn nóng duy nhất. Công suất lạnh của máy điều hòa 2 cụm trong khoảng từ 9.000 BTU/h đến 36.000 BTU/h cho mỗi phòng hoặc dàn lạnh. Hệ thống điều hòa hai cụm đầu tiên được các hãng Mitsubishi Electric và Toshiba ra mắt vào năm 1954–1968 tại Nhật Bản.
Cũng giống như hệ thống điều hòa trung tâm, hệ thống điều hòa hai cụm cũng bao gồm dàn nóng đặt bên ngoài và dàn lạnh đặt trong phòng. Ưu điểm của hệ thống hai cụm là thiết kế nhỏ gọn và có thể điều chỉnh nhiệt độ khác nhau cho từng phòng riêng biệt. Ngoài ra, do không có đường ống gió, cũng giúp giảm thất thoát nhiệt so với hệ thống trung tâm. Hệ thống điều hòa hai cụm còn có ưu điểm là có nhiều kiểu dáng dàn lạnh khác nhau tùy vào nhu cầu thiết kế công trình, bao gồm loại đặt sàn, treo tường, hoặc áp trần. Với hệ thống hai cụm, dàn lạnh đặt trong nhà giúp dễ bảo trì hơn và không chịu ảnh hưởng của thời tiết. Dàn nóng, chứa máy nén, đặt ngoài trời, không gây ảnh hưởng tiếng ồn đến không gian sử dụng. Nhược điểm chủ yếu của máy điều hòa hai cụm là chi phí vận hành cao, thông thường tốn khoảng từ 1.500 đến 2.000 USD cho mỗi tấn lạnh Mỹ (tương đương 12.000 BTU/h), cao hơn 30% so với hệ thống điều hòa trung tâm. Công suất của hệ thống điều hòa hai cụm cũng không cao, tối đa 60.000 BTU/h; đồng thời việc gắn nhiều dàn nóng bên ngoài sẽ làm ảnh hưởng mỹ quan của công trình kiến trúc.
Phân loại > Hệ thống điều hòa kiểu rời > Hệ thống điều hòa nhiều cụm

Hệ thống nhiều cụm (multi-zone system) hay còn gọi là "hệ thống điều hòa kiểu ghép" (multi-split system) về cơ bản là hệ thống máy điều hòa gồm một dàn nóng cung cấp cho nhiều dàn lạnh. Hệ thống điều hòa nhiều cụm cung cấp khả năng làm lạnh và sưởi ấm lên đến 60.000 BTU cho nhiều phòng hoặc nhiều dàn lạnh đồng thời. Hệ thống điều hòa nhiều cụm lớn được gọi là hệ thống VRF (Variable Refrigerant Flow – dòng môi chất lạnh biến thiên) và thường được sử dụng trong các tòa nhà thương mại. Hệ thống điều hòa nhiều cụm không ống gió được hãng Daikin phát minh vào năm 1973 và sau đó, hệ thống VRF cũng được Daikin phát minh vào năm 1982 với tên gọi VRV (Variable Refrigerant Volume).
Cũng như hệ thống điều hòa tách hai cụm, hệ thống nhiều cụm bao gồm dàn nóng và dàn lạnh. Máy nén thường được đặt trong dàn nóng, không đặt ở dàn lạnh vì như vậy sẽ gây ồn khi vận hành và tăng kích thước dàn lạnh. Hệ thống nhiều cụm có thể có nhiều kiểu dáng dàn lạnh khác nhau, bao gồm loại đặt sàn (floor-standing), treo tường (wall-mounted), áp trần (ceiling suspended), âm trần (concealed), âm trần cassette (ceiling mounted cassette), và ống gió ngang (kiểu vệ tinh, ceiling-mounted built-in).
Hệ thống điều hòa nhiều cụm có những ưu điểm giống với hệ thống hai cụm như khả năng điều chỉnh nhiệt độ khác nhau cho các phòng riêng biệt và có thể lắp đặt nhiều kiểu dáng dàn lạnh khác nhau. Ngoài ra, hệ thống điều hòa ghép còn có ưu điểm như giảm số lượng dàn nóng giúp tăng mỹ quan công trình, đồng thời sử dụng chung điện nguồn giúp giảm chi phí lắp đặt.
Ứng dụng

Căn cứ theo mục đích sử dụng, hệ thống điều hòa không khí được chia thành điều hòa tiện nghi (comfort) và điều hòa công nghệ (process).
Ứng dụng > Điều hòa tiện nghi

Hệ thống điều hòa tiện nghi được sử dụng nhằm cung cấp điều kiện môi trường trong nhà tương đối ổn định bất chấp những thay đổi của điều kiện thời tiết bên ngoài hoặc những nguồn nhiệt bên trong. Đối với những kiểu công trình kiến trúc khác nhau, hệ thống điều hòa tiện nghi cũng khác nhau và có thể được phân loại thành các nhóm chính sau:
Những công trình thương mại bao gồm văn phòng, trung tâm thương mại, nhà hàng...
Căn hộ cao tầng, như khu tập thể và chung cư.
Những không gian công nghiệp khi cần tạo không gian mát mẻ cho người lao động.
Ô tô, máy bay, thuyền vận chuyển hành khách hoặc thực phẩm tươi sống.
Các tòa nhà cơ quan, bao gồm các tòa nhà chính phủ, bệnh viện, trường học...
Các tòa nhà dân cư thấp tầng, như nhà ở đơn lẻ, nhà song lập, hoặc chung cư nhỏ.
Các sân vận động thể thao, chẳng hạn như Sân vận động State Farm ở Arizona và ở Qatar cho FIFA World Cup 2022.
Theo nghiên cứu, phụ nữ có tỷ lệ trao đổi chất khi nghỉ ngơi (RMR) trung bình thấp hơn đáng kể so với nam giới. Việc sử dụng các hướng dẫn về RMR không chính xác để định cỡ máy điều hòa không khí có thể dẫn đến thiết bị quá khổ và kém hiệu quả hơn; đồng thời, việc chỉnh mức lạnh của hệ thống xuống quá thấp có thể làm giảm năng suất của người lao động.
Máy điều hòa trong hộ gia đình
Điều hòa không khí được sử dụng phổ biến ở Hoa Kỳ. Năm 2019, khoảng 90% số nhà một hộ gia đình mới xây có gắn máy điều hòa không khí; ở khu vực miền Nam nước Mỹ, tỉ lệ này lên đến 99%. Hiện tượng sử dụng máy điều hòa không khí phổ biến này ở Mỹ đã bắt đầu từ những năm 1960. Tính đến năm 2015, 90% hộ gia đình ở Hoa Kỳ có máy điều hòa nhiệt độ. Hoa Kỳ tiêu thụ năng lượng cho điều hòa không khí nhiều hơn so với toàn bộ còn lại của thế giới.
Ở Canada, việc sử dụng điều hòa nhiệt độ khác nhau tùy theo tỉnh bang. Năm 2013, 55% hộ gia đình Canada cho biết có gắn máy điều hòa không khí ở nhà, tỷ lệ sử dụng cao nhất ở tỉnh Manitoba (80%), đến Ontario (78%), Saskatchewan (67%), Quebec (54%) và sử dụng thấp hơn ở Đảo Hoàng tử Edward (23%), British Columbia (21%), Newfoundland và Labrador (9%). Ở Châu Âu, hệ thống điều hòa không khí ở hộ gia đình thường ít phổ biến hơn. Ở một số nước Nam Âu như Hy Lạp, những thiết bị điều hòa không khí gia đình được sử dụng ngày càng phổ biến trong những năm gần đây. Tại một quốc gia Nam Âu khác là Malta, ước tính có khoảng 55% hộ gia đình đã lắp đặt máy điều hòa không khí. Ở Trung Quốc, tỷ lệ hộ gia đình thành thị có máy điều hòa không khí đã tăng từ 8% lên 70% chỉ trong 9 năm, từ năm 1995 đến 2004. Năm 2016, người ta dự đoán đến năm 2031, sẽ có thêm 700 triệu máy điều hòa không khí trên toàn thế giới, và đến năm 2050, con số này tăng lên thành 1,6 tỉ máy điều hòa không khí mới.