Muy interesante el proyecto, y bien puntualizado y explicado.
A tus preguntas concretas, la conectividad inalambrica siempre me ha dado poca fiabilidad, tengo algunos modulos RF24 y los normales, y funcionar funcionan, pero a falta de mas "pruebas" no lo tendria por un sistema definitivo, sino como un prototipo en pruebas. Yo personalmente, las partes que pueda cablear con par trenzado (que son casi todas) las conectare por MAX485. Para el envio "a corto alcance" y en un solo sentido utilizare modules RF de los baratos.
Otra recomendacion para reducir costes seria analizar el codigo, ver cuanto pesa y si cabe en un Atmega8, por ejemplo yo tengo una lampara capacitiva doble con alguna funcion mas y lo monte sobre un atmega8. (Cuestan unos 0.50€)
Del tema de la alimentacion los MINI tienen un modo Sleep que tenian un bajisimo consumo, asimismo tienen una entrada RAW, puedes alimentarlo con una Pila de 9v. Creo que (segun tu planteamiento) seria eso, combinado sacarlo del modo sleep solo en caso de necesitar leer la temperatura y/o enviar un codigo IR al A/A. Realmente buscaria una forma de tener una fuente de corriente como sacarlo de los 220v que llegan al A/A.
Personalmente, como sugerencia (y si es viable) yo haria un Nodo (Gateway) que corresponderia a (Dependiendo de la necesidad de I/O puede hacerse con un UNO o con un MEGA)
- Módulo Aire Acondicionado
- Módulo de control
- Control de luces por IR
Como bien dice Lisergio, a Proyectos Grandes, soluciones pequeñas 
Es una gran idea, aunque muchas (o todas) de las cosas que comentas ya se encuentran desarrolladas en otros 100 proyectos... 
De hecho corresponde con la gran mayoria de funciones que ya tengo (tenemos), a falta de la app IOS que esta en desarrollo.
Yo empece en Arduino con lo mismo, querer un proyecto desarrollado 100% con mis propias manos, y lo desarrollé. Luego descubri que en este "ambito" la gente (no toda) esta encantada de colaborar y compartir, que no es un entorno competitivo y demas... Asi que decidi buscar un proyecto de Domotica adaptado a mis necesidades, opensource y con buena gente, y desde entonces avanzo mucho mas, en mi proyecto personal, como en el comun.
El tema de enviar señales de IR tengo alguna experiencia, hay una libreria que junto con un receptorIR te ayuda a leer los codigos de tu mando, y posteriormente puedes configurar para que un LED IR las emita, si necesitáras mucha distancia lo mejor es enviar un voltaje mayor via un transistor desde el pin de Arduino y reducirla al llegar al Led
Salu2 y buen Karma