Klima, elektrikli klima veya pasif soğutma ve havalandırmalı soğutma dâhil olmak üzere çeşitli diğer yöntemlerin kullanımıyla daha konforlu bir iç ortam elde etmek için kapalı bir alandaki havanın ısı ve nem kontrol edilmesi işlemidir. Klima, "ısıtma, havalandırma ve klima" (HVAC) sağlayan sistem ve teknikler ailesinin bir üyesidir.
Buzdolabı; yaygın olarak buhar sıkıştırma çevrimine göre çalışan, gıdaların soğuk tutularak uzun zaman muhafaza edilmesini sağlayan soğutma makinesidir. Bu bağlamda absorpsiyonlu soğutma ve ayrıca Peltier soğutma sistemleri ile çalışan buzdolapları da mevcuttur.
Gerçekte bir soğutma çevrimi olan ısı pompası çevriminin temel prensibini Nicolas Léonard Sadi Carnot 1824 yılında ortaya atmıştır. 26 yıl sonra 1850 yılında Lord Kelvin'in, soğutma cihazlarının ısıtma maksadı ile kullanılabileceğini ileri sürmesiyle ısı pompası uygulamaya girdi. II. Dünya Savaşı'ndan önce ısı pompasının geliştirilmesi ve kullanılır hâle getirilmesi için birçok mühendis ve bilim insanı bu alanda araştırmalar ve çalışmalar yaptı. Savaş yıllarında endüstri, imkânlarını daha acil problemlere yönelttiği için ara verilen bu çalışmalara savaştan sonra tekrar başlandı.
Nükleer santral (NPP) veya atom santrali (APS), ısı kaynağının nükleer reaktör olduğu termik santraldir. Termik santrallerde tipik olduğu gibi, ısı, elektrik üreten jeneratöre bağlı buhar türbinini çalıştıran buhar üretmek için kullanılır. Eylül 2023 itibarıyla Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu, dünya çapında 32 ülkede faaliyette olan 410 nükleer santral ve inşa halinde olan 57 nükleer santral olduğunu bildirdi.
Soğutma, bir maddenin veya ortamın sıcaklığını, onu çevreleyen ortamın sıcaklığının altına indirmek ve orada muhafaza etmek üzere ısısının alınması işlemine denir.
Güneş enerjisi, kaynağı Güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Güneş'in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır. Güneş'in yüzeyinde güneş radyasyonunun yoğunluğu yaklaşık 6,33 x 107 W/m2dir. Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m2 (Watt/m2) değerindedir; ancak yeryüzünde 0-1100 W/m2 değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin Dünya'ya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, Güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, Güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir birincil enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.
Termik santral, ana işletici makinesi buhar gücüyle çalışan güç santralıdır. Isıtılan su buhara dönüştürülerek bir elektrik üretecini süren buhar türbinini döndürmekte kullanılır. Türbinden geçen buhar Rankine çevrimi denilen yöntemle bir yüzey yoğunlaştırıcıda yoğunlaştırılırak geri suya dönüştürülür. Termik santralların tasarımları arasındaki en büyük farklılık kullandıkları yakıt tiplerine göredir. Bu tesisler ısı enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmekte kullanıldığından bazı kaynaklarda enerji dönüşüm santrali olarak da geçer. Bazı termik santrallar elektrik üretmenin yanı sıra endüstriyel ve ısıtma amaçlı ısı üretimi, deniz suyunun tuzdan arındırılması gibi amaçlarla da kullanılır. İnsan üretimi CO2 emisyonunun büyük kısmını oluşturan fosil yakıtlı termik santralların çıktılarını azaltma yönünde yoğun çabalar harcanmaktadır.
Işınım enerjisi, elektromıknatıssal dalgaların enerjisidir.
İklimlendirme terimi çoğunlukla soğutma yapılarak iç mekanlardaki havanın ısı konforu sağlanması ve neminin alınması işlemlerine denir. Daha geniş bir anlamda, terim HVAC, ısıtma, soğutma ve havalandırma veya havanın durumunu iyileştirmek için dezenfeksiyon işlemleri için de kullanılır. Bir klima bir çevrimi kullanarak, çoğunlukla binalardaki ve taşıma araçlarındaki konfor için ortamdaki ısıyı çeken, bir aygıt, bir sistem veya bir mekanizmadır.
Yek-odaklı güneş enerjisi santralleri veya Konsantre güneş enerjisi sistemleri, aynalar ve bu aynalara bağlı güneşi izleme sistemleri vasıtasıyla geniş bir alana düşen güneş ışınlarını nispeten küçük bir alana yansıtma esasına dayanır. Küçük bir alana odaklandırılan güneş ışınları, klasik enerji santrallerinde ısı kaynağı olarak ya da güneş panellerine düşürülerek elektrik enerjisi kaynağı olarak kullanılır.
Bölgesel ısıtma sistemi, bir veya birçok enerji kaynağında üretilen ısının önyalıtımlı boru sistemleri vasıtası ile ısı kullanıcılarına taşınarak ısınma ve sıcak su ihtiyaçlarının karşılandığı büyük ölçekli ısıtma sistemleridir. Bölgesel Isıtma Sistemine ısı, genellikle birleşik ısı ve güç sistemi, katı atık (çöp) yakma tesislerinin atık ısısı, endüstriyel atık ısı, jeotermal enerji, güneş enerjisi vb. ısı kaynaklarından sağlanır. Özellikle İskandinav ülkelerinin yoğunlukta olduğu pek çok ülkede elde edilen deneyimlere bağlı olarak bölgesel ısıtma sistemlerinin ekonomik, güvenilir ve diğer ısıtma sistemlerine göre çevreye daha çok duyarlı olduğu ispatlanmıştır.
Okyanus enerjisi, denizlerde oluşan dalgalardan, gelgit olaylarından veya deniz rüzgarlarından faydalanarak üretilen enerjidir.
Atık ısı işleyen makineler ve enerji kullanan işlemler sonucu zorunlu yan ürün olarak üretilir, örneğin buzdolabı havası ısıtır ve yanmalı motorlar çevreye ısı yayar. Birçok sistemin, yan ürünü olarak ısı çıkarma ihtiyacı, termodinamik kanunlarının temelidir. Atık ısı orijinal enerji kaynağından daha düşük faydaya(termodinamik sözlüğünde düşük ekserji veya yüksek entropi) sahiptir. Her türlü insan aktivitesi, doğal sistemler ve bütün organizmalar atık ısı kaynağıdır. Gereksiz soğuk(ısı pompasında olduğu gibi) çıkışı da atık ısı biçimidir.
Elektrik üretimi, elektrik ve diğer kaynaklardan birincil enerji üretme sürecidir. Elektrik üretiminin temel ilkeleri İngiliz bilim insanı Michael Faraday tarafından 1820'lerde ve 1830'ların başında keşfedildi. Onun temel yöntemi bugün hâlâ kullanılmaktadır: Elektrik, bakır gibi iletken bir telin manyetik bir alan içinde hareket ettirilmesi ile üretilir. Elektrik jeneratörü, bir mıknatıs içinde dönen sarılı iletken tellerin bulunduğu ve bu tellerin mıknatıs içinde dönmesiyle elektrik akımı üreten bir makinedir. Evlerimizde, işyerlerimizde, endüstride gereksinim duyduğumuz büyük miktardaki elektrik enerjisini elde etmek için, elektrik jeneratörlerini döndürecek büyük güç santrallarına ihtiyaç duyarız. Çoğu güç santrali, jeneratörü döndürmek için ısı üretiminde bulunurlar. Fosil yakıtlı santrallar ısı üretimi için doğal gaz, kömür ve petrol yakarlar. Nükleer santrallar da uranyum yakıtını parçalayarak ısı üretirler. Ancak bütün bu değişik tip santrallar ürettikleri ısıyı, suyu buhar haline dönüştürmek için kullanırlar. Oluşan buhar ise elektrik jeneratörüne bağlı olan türbine verilir. Su buharı, türbin şaftı üzerinde bulunan binlerce kanatçık üzerinden geçerken daha önce üretilen ısıdan almış olduğu enerjiyi kullanarak, türbin şaftını döndürür. İşte bu dönme, jeneratörün elektrik üretmek için gereksinim duyduğu mekanik harekettir. Jeneratörde oluşan elektrik ise iletim hatları denilen iletken teller ile kullanılacağı yere gönderilir. Türbinden çıkan, enerjisi diğer bir deyişle basınç ve sıcaklığı azalmış buhar ise yoğunlaştırıcı (kondenser) denilen bölümde soğutulup su haline dönüştürüldükten sonra, tekrar kullanılmak üzere santralın ısı üretilen bölümüne geri gönderilir. Yoğunlaştırıcıda soğutma işini sağlayabilmek için deniz, göl veya ırmaklarda bulunan su kullanılır. Su kaynaklarından uzak bölgelerde ise santralın hemen yanında bulunan ve uzaktan bakıldığı zaman geniş dev bacalara benzeyen soğutma kuleleri kullanılır. Bu kulelerin üzerinde görülen beyaz duman ise su buharıdır.
Sürdürülebilir mimarlık, binaların çevresi ve insanlarla olan ilişkisidir. Sürdürebilir mimarinin amacı minimum enerji tüketimi olan, çevreye minimum zarar veren binalar üretmektir. Sürdürülebilir mimarlığın en önemli özelliklerinden biri yenilebilir enerji kaynaklarına öncelik vermesi ve bulunduğu alandaki enerjiyi etkin biçimde kullanmasıdır. Sürdürülebilir mimari, malzeme, enerji, geliştirme alanı ve genel olarak ekosistem kullanımında, binaların çevresel etkilerini en aza indirgemeyi amaçlayan mimaridir. Sürdürülebilir mimari, inşa edilen çevrenin tasarımında enerji ve ekolojik korumaya bilinçli bir yaklaşım kullanır.
Radyant ısıtma ve soğutma sistemi, ısıtmak veya soğutmak için tasarlandıkları ortamlarla hem konveksiyon hem de ısıl ışınım yoluyla ısı alışverişi yapan bir HVAC teknolojileri kategorisidir.
Bir ısı pompası, buzdolabı veya klima sisteminin performans katsayısı veya COP, yapılan iş karşılığında sağlanan yararlı ısıtma veya soğutma oranıdır. Yüksek COP'ler düşük işletme maliyetlerine eşittir. COP genellikle, özellikle ısı pompalarında, 1'i geçer, çünkü işi sadece ısıya dönüştürmek yerine, bir ısı kaynağından ısının gerekli olduğu yere ilave ısı pompalanır. Eksiksiz sistemler için, COP hesaplamaları tüm güç tüketen yardımcı sistemlerin enerji tüketimini içermelidir. COP, çalışma koşullarına, özellikle de mutlak sıcaklığa ve ısı deposu ile sistem arasındaki bağıl sıcaklığa oldukça bağlıdır ve genellikle beklenen koşullara göre grafiklendirilir veya ortalaması alınır. Absorpsiyonlu soğutucu soğutma gruplarının performansı tipik olarak çok daha düşüktür, çünkü bunlar sıkıştırmaya dayanan ısı pompaları değildir, bunun yerine ısıyla yürütülen kimyasal reaksiyonlara dayanır.
Carnot bataryaları, elektriği ısıl enerji deposunda depolayan bir tür enerji depolama sistemidir. Şarj işlemi sırasında elektrik ısıya dönüştürülerek ısı deposunda depolanır. Deşarj işlemi sırasında depolanan ısı tekrar elektriğe dönüştürülür.
Güneş enerjili buzdolabı, doğrudan güneş enerjisiyle çalışan buzdolabı'dır ve fotovoltaik veya güneş enerjisini kullanır.
Absorpsiyonlu buzdolabı, soğutma sürecini yürütmek için gereken enerjiyi sağlamak için bir ısı kaynağı kullanan bir buzdolabıdır. Sistem, ilk olarak buharlaşmalı soğutma gerçekleştiren ve daha sonra ikinci soğutucuya emilen iki soğutucu kullanır; iki soğutucuyu başlangıç durumlarına sıfırlamak için ısı gereklidir. Bu ilke, bir gaz türbininden veya su ısıtıcısından çıkan atık ısıyı kullanarak binaları iklimlendirmek için de kullanılabilir. Bir gaz türbininden çıkan atık ısının kullanılması türbini çok verimli kılar çünkü önce elektrik, sonra sıcak su ve son olarak da klima - trijenerasyon üretir. Absorpsiyonlu buzdolapları genellikle seyahat araçlarında (RV'ler), kampçılarda ve karavanlarda kullanılır çünkü onlara güç sağlamak için gereken ısı bir propan yakıt brülörü, düşük voltajlı bir DC elektrikli ısıtıcı veya elektrikle çalışan bir elektrikli ısıtıcı ile sağlanır. Daha yaygın buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerinin aksine, bir absorpsiyonlu buzdolabında hareketli parça yoktur.