【例2-2】在10kg湿空气中，已知干空气的重量Gg＝9.95kg，则水蒸气重量Gc＝（10－9.95）kg＝0.05kg，含湿量为：
d＝（1000×0.05）/9.95g/（kg·干空气）＝5.025g/（kg·干空气）
在空调系统中，含湿量和温度一样，是一个十分重要的参数，它反映了空气中水蒸气量的多少。在任何空气发生变化的过程中，例如加湿或干燥过程，都必须用含湿量来反映水蒸气量增减的情况。
③相对湿度。相对湿度的定义为湿空气的水蒸气压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气压力之比，记为φ。在一些工程资料中，也常用R.H.来表示相对湿度。相对湿度表示绝对湿度接近饱和绝对湿度的程度，是度量湿空气中水蒸气含量的间接指标。如果用水蒸气分压力来表示，相对湿度可写成φ＝pc/pcB。
式中pc——水蒸气分压力，Pa；pcB——饱和水蒸气分压力，Pa。
上式表明，在一定的温度下，相对湿度愈大，这时空气就愈潮湿；反之，空气就愈干燥。在空调中，相对湿度是衡量空气环境的潮湿程度对人体和生产是否合适的一项重要指标。空气的相对湿度愈大，则表明空气愈潮湿，此时人体不能充分发挥出汗的散热作用，便会感到闷热；相对湿度愈小，则表明空气愈干燥，水分便会蒸发得愈快，此时人体会觉得口干舌燥。在生产过程中，为了保证产品质量，也应对相对湿度提出一定的要求。
若φ＝100%，对应的空气状态为饱和空气；若φ＝0，对应的空气状态为干空气。
（4）露点温度
在一定的大气压力下，保持空气的含湿量不变，冷却空气达到相对湿度φ＝100%，这时所对应的温度成为该空气的露点温度，记为tl。湿度愈大，露点与实际温度之差就愈小。等压冷却空气至水蒸气凝结的过程，经历了两个阶段，即降低空气温度使空气由不饱和空气达到饱和空气状态，再由饱和到水蒸气凝结而成水珠。在凝结水珠之前，空气的含湿量保持不变。
在一些冷表面上往往会发生结露现象，能否产生结露，其规律可以归纳如下：
①冷表面的温度t＜冷表面所在空气环境的露点温度tl时，结露；
②冷表面的温度t≥冷表面所在空气环境的露点温度tl时，不会结露。
在空气调节中，有时需要结露，有时不需要结露。
（5）焓
在空气调节中，空气的压力变化一般很小，可近似于定压过程，因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。空气的焓反映了一定状态下空气所含能量的多少。
湿空气的焓也是以1kg干空气作为计算基础的，湿空气的焓是1kg干空气的焓加上与其同时存在的dkg水蒸气的焓，称为（1＋d）kg湿空气的焓，用h表示（有的书籍采用i表示），单位是kJ/kg·干空气。一般近似地认为0℃时湿空气的焓为0kJ/kg。t℃空气的焓可以近似地用下式求得：
h＝1.01t＋（2500＋1.84t）d＝（1.01＋1.84d）t＋2500d
上式表明，空气的焓主要是由与空气温度t有关的项及与含湿量d有关的项两部分组成，前者随温度变化，一般称为显热部分；后者随含湿量变化，一般称为潜热部分。
3.焓－湿图
在空气的调节工程中，为了避免用公式烦琐地计算湿空气的状态参数值，除了可以用饱和湿空气的物理性质表查值外，还可以在一定的大气压下，把温度t、含湿量d、相对湿度矱及水蒸气的分压力pc等湿空气的常用参数之间的关系，用图线表示出来，这就是湿空气的焓－湿图，即h－d图。
焓－湿图以空气的焓h和含湿量d作为两坐标轴构成，它是用于确定空气状态参数、表示状态变化过程和作热力计算的重要工具。焓－湿图以h和d作为两坐标轴，夹角为135°，图上h、d的取值都以含1kg干空气的湿空气为计算基准。焓－湿图上绘有下列等值线簇和读数线。
等含湿量线（等d线）：等d线是相互平行的纵线。
等焓线（等h线）：等h线是与等d线夹角约135°的平行线。
等干球温度线（等t线）：等t线是一簇近似水平的直线。
等相对湿度线（等φ线）：等φ线是一簇自图面左下向右延伸的下凹曲线，读数标在曲线上。φ＝100%的等φ线上各点与空气的饱和状态对应，称为饱和线或露点轨迹线；φ＝0线则与d＝0线重合而共线。
水蒸气分压力pc的读数线：由于pc与d有一一对应的关系，所以pc的读数线一般与d读数线相邻，或通过读数变换线绘于图面右边框的下部。
等湿球温度线（等ts线）：大多数焓－湿图用等h线近似表示等ts线，所以空气的h和ts也一一对应。
4.焓－湿图的应用
h－d图可用于确定湿空气的状态参数和表示空气状态变化的过程。
h＝1.01t＋0.001d（2500＋1.84t）（kJ/kg干空气）
（1）确定湿空气的状态参数
已知空气的t、矱、d、pc、h、ts等独立参数中的任意两个参数，那么h－d图上代表此两个参数的等值线的交点就是空气的状态点。通过此状态点的其他等值线的标度值，就是空气在该状态下的其余参数值。注意，露点和湿球温度的轨迹线虽然都是矱＝100%的饱和线，但露点是d线与饱和线交点对应的温度；而湿球温度则是h线与饱和线交点对应的温度。
（2）表示空气状态变化的过程
设含有1公斤干空气的湿空气因加入热量Q和湿量D后，由状态1（h1，d1）变化到状态2（h2，d2），在焓－湿图上对应此两状态的两点1和2的连线，就代表这一状态变化过程的方向。这一方向可用直线12的斜率ε来表示。
初态和终态都不相同的空气状态变化过程，只要起点与终点连线的斜率相同，或者说只要热湿比ε相同，则变化过程的方向就相同，在焓－湿图上它们的变化过程线应彼此平行。为便于确定过程线，在焓－湿图上一般都绘有热湿比辐射线。实际应用时可根据已知的空气状态变化过程的热湿比确定ε线，然后平移该ε线至已知的空气状态点上，则该空气状态变化过程线即得到确定。应注意，同一热湿比的数值随计算单位（kJ/g或kcal/kg）的不同而不同，应根据所用单位来选用相应的ε线。
（3）求空气的混合状态
空调系统通常采用新风（室外新鲜空气）和室内回风（室内循环空气）混合，再经空调装置处理后送风。设计计算或选择设备时，都需确定空气的混合状态。设新风状态点为W，则有hW、dW和新风量GW；回风状态点为N，则有hN、dN和回风量GN；混合后的状态点为C，则有hC、dC和混合后的空气量GC＝GW＋GN。状态点C具有以下特点：混合前后空气的能量守恒（热平衡）；混合前后水蒸气的质量守恒（湿平衡）；状态点C必在混合前两种空气的状态点的连线上；状态点C分割该连线为两段的长度，和参与混合的两种气体量的大小成反比，即：
NC/CW＝GW/GN
或WC/CN＝GN/GW
若GN＝5GW，则5NC＝CW，C点靠近气体量较大的N点处。若两种空气量之比不是整数，可先计算hC，即：
hc＝GNhN＋GWhW/GN＋GW
得到hC后，则h＝hC的等焓线与N、W两点连线的交点就是混合状态点C。
空调工程中的风量常采用体积流量L（m3/h），L与质量流量G的关系为G＝Lρ（kg/h），换算时一般取空气的平均密度ρ＝1.2kg/m3。
2.5几个常用的定律
2.5.1能量守恒定律
能量守恒定律指出：“自然界的一切物质都具有能量，能量既不能创造也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在能量转换和传递过程中，能量的总量恒定不变。”
能量在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量。例如，煤燃烧后放出热量，可以用来取暖；可以用来生产蒸气，推动蒸气机，使其能量转换为机械能，推动汽轮发电机，使其能量转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其他用电器，使其能量转换为机械能、光能或热能等。又如太阳能，可以通过聚热加热水，也可以产生蒸气用以发电；还可以通过太阳能电池直接将太阳能转换为电能。当然，这些转换都遵循能量守恒定律。
2.5.2质量守恒定律
在任何反应中，反应前后的质量总是守恒的。质量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一。对于某一个空调房间，质量守恒定律可表示为：
流进房间的空气质量－流出房间的空气质量＝空调房间内的空气质量的变化量
2.5.3热力学第一定律
飞机和火车的运行是以热机（喷气发动机内燃机）作为动力的。热机的作用是把燃料所产生的热能转化为机械功。制冷机的作用是借助消耗一定量的机械能，而获得一定的冷量。对热机，一般希望消耗尽量少的热能而获得尽可能多的机械功。而对制冷机，则希望消耗尽量少的机械能而获得尽可能多的制冷量。为此，需要研究热能和机械能相互转换时的条件及其规律。这就是下面要讨论的热力学第一定律和热力学第二定律。理解热力学第一定律和第二定律有助于掌握制冷空调系统的运行原理。
热力学第一定律是能量转换及守恒定律在热力过程中的具体表述，并应用于确定各种热力系统与外界交换能量的数量关系——包括热能与机械能转换或热能转移在内的能量方程。
热力学第一定律的表述是：无论何种热力过程，在机械能与热能的转换或热能的转移中，系统和外界的总能量守恒。即：
输入系统的能量－输出系统的能量＝系统贮存能量的变化
这是热力学第一定律的普遍表达式。
当物体从外界吸收热量Q时，物体的内能应增加的数值等于Q；当物体对外做功W时，物体的内能应减少的数值等于W。如果物体从外界吸收热量Q，同时又对外做功W，则物体内能的增加量应为ΔE。即：
Q＝ΔE＋W
式中Q——物体从外界吸收的热量，J；ΔE——物体内能的增加量，J；W——物体对外做的功，J。
上式的物理意义是：物体从外界吸收的热量，一部分使物体的内能增加，一部分用于物体对外做功。
在运用式子Q＝ΔE＋W进行理论计算时，应注意如下符号规定：若物体从外界吸热，则Q取正值；若物体向外界放热，则Q取负值。物体对外做功，W取正值；外界对物体做功，W取负值。物体内能增加，ΔE取正值；物体内能减少，ΔE取负值。
2.5.4热力学第二定律
热力学第一定律指出，任何能量转换和传递的热力过程都必须遵守能量转换和守恒定律。
然而，热力学第一定律并没有指出能量转换的条件和方向，热力学第二定律则是用来解决热功转换的条件、方向及限度问题的。
在热传递过程中，热量可以从高温物体自发地传向低温物体，而热量却不能自发地从低温物体传向高温物体，此过程的进行具有方向性，是不可逆过程。实践证明：一切实际的宏观热过程都具有方向性，热过程不可逆，这就是热力学第二定律所揭示的基本事实和基本规律。热力学第二定律有多种说法，但都反映同一客观规律，彼此是等效的。下面为两种常见的说法。
1.克劳修斯说法
人们很早就发现两个温度不同的物体相接触时热量总是从高温物体传向低温物体，而不可能自发地反向进行。后来经过科学家反复探索和思考，终于认识到热是一种能量，传热是能量转移的一种方式。在此认识的基础上，克劳修斯在1850年简明扼要地概述为：热不能自发地、不付出代价地、从低温物体传至高温物体。这就是热力学第二定律的克劳修斯表述法。
2.开尔文－普朗克说法
蒸气机出现以后，在生产实践的基础上，人们在提高蒸气机热效率的研究中，逐渐认识到要使热能连续地转化为机械能，必须存在温度差，这是基本的条件，故至少需有两个（或多于两个）温度不同的热源，即高温热源和低温热源。只有一个热源的热动力装置是无法工作的。同时人们还认识到，热能转化成机械能是有限度的，高温热源所提供的热量，无论如何不可能全部转为机械能，其中不可避免地要有一部分热能转移到低温热源。基于这些思想，在1851年开尔文提出了热力学第二定律的另一种表述法：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。
2.6制冷系统的基本原理
中央空调在供冷时，制冷系统是必不可少的。制冷系统是指通过外界能量的加入，实现热量从温度较低的物体（或空间）转移到温度较高的物体（或空间）的能量转换系统。实现人工制冷有很多方法，如蒸气压缩式制冷、吸收式制冷和喷射式制冷等。本节主要介绍蒸气压缩式制冷。
2.6.1压缩式制冷循环与热泵式空调系统
1.蒸气压缩式制冷系统
蒸气压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流机构（如膨胀阀、毛细管等）、蒸发器等组成。制冷工质（即制冷剂）在蒸发器内吸收被冷却物体的热量并汽化成蒸气，压缩机不断地将产生的蒸气从蒸发器中抽出，并进行压缩，经压缩后的高温、高压蒸气排到冷凝器后向冷却介质（如水、空气等）放热冷凝成高压液体，再经节流阀降压后进入蒸发器，再次汽化，吸收被冷却物体的热量，如此周而复始地循环。