五六月的長安馬上就要熱起來了。歷史上，李世民不堪炎熱，多次外出行宮避暑。其中最近的是長安南鍾南山的翠微宮，然後就是西北一百六十里的九成宮，以及正北方藥王山上的玉華宮。
李世民晚年為了能在行宮避暑辦公，特地讓人在玉華宮大興土木，修建全套朝廷辦公用的配套的屋舍，雖然他下令「務從節儉，除了正殿都用茅草蓋頂」。但別的費用可剩不下來，誰敢蓋一個會塌的房子給這幫高級官員住呢？
所以，建造一個空調系統就是李治討好李世民的一個重要任務。說道空調，人們心裡想到的是……耗電大戶。製冷劑洩漏，溫室效應，壓縮機……等等等等。
其實使用壓縮機蒸發器製冷的空調系統，工程上有兩個優點，第一，是節省空間。用很少的製冷劑，一個小的壓縮機和最佔空間的冷凝器就可以完成比較大空間的製冷。第二就是熱效率還湊合。因為它是熱泵的原理，利用壓力的強行的氣－液相變，使製冷劑裝載的熱量大於維持它相變轉換所需要的熱量。但這個不是說，它製造的能量大於它消耗的能量，只是說它在一定限度內搬運的熱量大於它消耗的能量。但這個熱量重新擴散能夠帶來的能量則肯定不會大於它消耗的能量。因為物體的內能除了可以做功的部分，還有不能轉化為能量的部分。這些搬運的熱量，用一個計算可以說明：
空調運行前，假設牆壁完全絕熱，室內外空氣都是27度。空調運行消耗了1度電，算成能量是一千瓦時=3600千焦耳。現代市場上的空調出於節能考慮，能效比小於3的都是不允許銷售的。用3計算，那就是製冷量1080mj.
這個是什麼概念呢，空氣密度是1.2kg/m3，它的比熱容是1005j/(kg*k).
如果這個房間30平空氣量大概是84個立方。那麼這1080mj可以讓這個房間的空氣下降幾度呢？
答案是10.66度。所以現在的房屋內氣溫是15.3度，約合288k，它的壓力也改變了，也可以用熱力學公式來計算。那麼，現在它的內能損失了1080mj，不考慮氣體熱量的傳導損失，外界會把它的體積壓縮，這個過程中做的功就是轉移的這麼多熱量可以重新轉換為機械能的能量。如果這個能量大於消耗的能量，那麼我們就可以從中製作一個永動機。
可能嗎？經過計算，這個重新轉換出的機械能是多少呢……是237kj，僅僅是1080mj的……零頭都不到啊！和用掉的能量比僅僅只是6.58%！可見，內能，製冷量和機械能雖然都是能量，但真的是兩種概念啊！
首先利用理想氣體狀態方程pv=nrt計算出降溫後p=0.96p0，然後用pv^1.4=常數計算出絕熱壓縮過程p=1時v的改變值，最後用t*v^0.4=常數計算出溫度的改變值。最後這個機械能等於氣體內能的改變量nr/0.4。雖然這裡沒有給出nr的值，但這個計算是可以完成的。
此外，它的效能極大的受製冷劑的制約：比如說臭名昭著的氟利昂。在現代的冰箱和空調中，氟利昂和氟利昂的代用品有一個很重要的特點，就是它氣化的時候能夠吸收大量的熱。同樣，它的氣體被壓縮為液體的時候也能夠放出大量的熱。而且它的這個氣相液相變曲線的溫度正好在冰箱和空調的工作溫度的兩側。
水之所以無法用作這樣的製冷劑，就是因為它快速氣化的溫度很高，理論上來說，在氣溫400度的金星上，它就可以做極其優良的空調製冷劑。
在地球上，製冷的溫度如果低於了水的沸點，效率就會很低直至無法工作。但其實，空調扇也是通過水氣化吸熱的原理工作的，因此這也是一個簡易空調。水是作為一種無法代替的製冷劑存在——它不要錢，而且容易獲得。
低溫工程中，使用的能夠把溫度降到4開爾文一下的製冷原理，不是蒸發製冷原理，而是氣體膨脹吸熱的原理。
可是，這個拿到空調上用，真的合適嗎？
合適啊！因為這個簡單的空調，不需要冷卻劑也不需要蒸發皿。而且皇室用品，完全不用考慮安裝空間的大小，也不用考慮工業生產成本方面的問題。
因為它的工作介質就是空氣本身，這也是一種不用考慮補給和維護的。
讓我們繼續剛才的繼續，如果我們把空氣等溫壓縮到5個大氣壓，然後通過一個噴嘴進行放氣，就像給輪胎放氣一樣。你的經驗告訴你，那樣確實會降低溫度，而不僅僅是被吹風吹出來的心理作用。
這個過程是等效剛才的計算中的絕熱膨脹過程的。因為空氣在快速膨脹過程中，熱量來不及交換。也正因為它是「絕熱的」，所以才會產生降溫，不是嗎？
實際上，常用的三種非壓縮冷凝式的製冷方式分別是：斯特林循環，絕熱膨脹和焦耳－湯普森膨脹。這三種其實都是通過氣體膨脹做功而使溫度降低的。具體的說，最後一種膨脹，更利用氣體通過節流閥膨脹，利用需要克服氣體分子間的范德華力而做工，產生降溫帶走熱量的效果。
剛才的計算就是一個絕熱膨脹的逆過程——絕熱壓縮的過程。簡單跳過這個計算，用一個簡單的公式計算這個理論條件下降溫量和效率的關係吧。這個理論上的效率就是卡諾循環的製冷效率。
那就是製冷效率等於低溫處以高溫和低溫的差值。比如，低溫超導需要把溫度降到4.2k，那麼如果從室溫300k開始降溫，這個效率就只有4.2/=1.4%。意味著每花掉1度電，才只有5.4kj的熱量被帶走。這和通常用的空調比真是差太遠了不是嗎？
恩，所以這個問題是要考慮降溫的目標溫度的。
按照氣溫每升高一千米降低6度的通常數據，李世民跑到海拔2000+的翠微宮或者玉華宮避暑，可以享受到10+度的降溫，基本上相當於現代人在30多度的時候開空調，把氣溫降到20多度左右。
這意味著，李治要設計的土空調要把氣溫從303k降到293k。為了保證製冷傳熱上的效果，這個空調的出風或者說冷卻器的風溫度調到280k比較保險。
所以他的土空調的理論效率就是280/23=1217%……我操，怎麼這麼大的數據唉？是不是一下子就把現代的空調比下去了。如果空調出風溫度不是280k，提高到290k，那這個效率更是要提高到恐怖的22！
如果非要和現代空調家電做個比較，你家1300瓦的空調，只有4千瓦的製冷量。那我家333瓦的卡諾製冷機，就可以達到同樣的效果。電費足足省了75%啊親！
同理，如果使用熱泵作為熱水加熱的熱源，如果你要在290k的供水水溫下，洗到60度的熱水，那麼你的電費，就要降到原來的七分之一……不要覺得我是吹牛，你自己百度，看看現代空調怎麼解釋製冷量和制熱量吧。在筆者看來，直接拿電阻絲加熱是對能源的最低劣的浪費，是對人類智商的最大的侮辱！絕對是五大發電集團兩大電網集團最**裸最黑漆漆的陰謀！
為了嘲諷愚蠢的現代人，筆者決定把這個牛逼的空調在唐朝就建造出來。並且使用真正的馬匹作為動力。
以後唐代的達官貴人見了面，就這麼打招呼：「張公，你家空調幾匹馬拉的？」
「八匹啊！效果那是剛剛的！李公，你家的呢？」
「我家買不起那麼多馬，只有兩匹，但也是夠用了！」
請注意，人家兩匹馬的空調，相當於你家8匹馬力，6kw級別的大空調哦！一般人絕對開不起。羨慕吧！人家還活在唐朝哎！格力啊什麼美的真的可以買塊豆腐一頭撞死算了！
這個空調的結構，簡單的難以置信。
一個轉盤一個氣缸，一個活塞，一個閥門，再加上傳動機構，一點點熱交換和壓力管道就可以了！
還要什麼冷卻劑？吃屎去吧！