Přílišš suchý vzduch se v klimatizačních jednotkách zvlhčuje vodou nebo párou. Dodáme-li vzduchu ve stavu x1, h1 vodu nebo páru, změní se nejen jeho absolutní vlhkost x, ale vzroste i jeho entalpie h, a to o teplo obsažžené v přivedené vodě nebo páře.

Stav zvlhčeného vzduchu x2, h2 je pak:
   x2 = x1 + Δx
   h2 = h1 + Δh,
   kde Δx je hmotnost a Δh entalpie přivedené vody nebo páry.

Zvlhčovací komora klimajednotky je sprchována vodou. Protékající vzduch odebírá část této vody ve formě páry, větššina vody ovššem odtéká sběrnou vanou zpět a je znovu čerpána do okruhu. Zvlhčovač tedy pracuje převើně s cirkulační vodou. Voda, odpařená do vzduchu, se doplňuje pomocí plovákového regulátoru.

1. Zvlhčování pomocí přebytku vody

Proud vzduchu, do kterého je voda vstřikována, přijímá vodní páry až do úplného nasycení. Pro odpařování vody se zvnějššku nepřivádí žžádné teplo. Teplo, potřebné pro odpařování, se odebírá dílem z vody, dílem z citelného tepla vzduchu; tak se vytvoří rovnovើný stav, ve kterém mají nasycený vzduch a cirkulační voda stejnou teplotu. Tato rovnovᾞná teplota se mění po linii s konstantní entalpií ažž do toho okamžžiku, kdy vzduch dosáhne nasyceného stavu.
Tato teplota se nazývá mez (adiabatického) chlazení, protože voda se neochladí na nižšžší nežž na tuto teplotu. Mez chlazení je průsečík izoentalp (adiabat) s křivkou nasycení a je dána výchozím stavem vzduchu, tj. jeho teplotou T_dp a relativní vlhkostí RH. Teplota vzduchu a vody na mezi chlazení se také nazývá teplota mokrého teploměru T_wb.
Pokud počáteční teplota vody ležží pod teplotou mokrého teploměru vzduchu, ze vzduchu přechází do vody více citelného tepla, nežž jen to, které je potřebné k odpařování. Voda se tak ohřívá ažž do okamžžiku, kdy dosáhne teploty mokrého teploměru vzduchu T_wb.
Stavová změna v h-x diagramu probíhá z výchozího stavu vzduchu P1 po přímce h (s konstantní entalpií) směrem k P2, tj. k teplotě mokrého teploměru T_wb, která ležží na křivce nasycení. Této křivky nasycení se nicméně zcela nedosáhne, protožže účinnost běžných zvlhčovačů činí v nejlepšším případě asi 95 %.

Pro tento způsob vlhčení vzduchu jsou vhodná zařízení Humimax a FA6.

Účinnost lze vyjádřit: η = (x2 – x1) / (x3 – x1) * 100%

2. Zvlhčování pomocí proměnné teploty

Při tomto způsobu zvlhčování se do proudu vzduchu rozpraššuje relativně velké množžství vody. Kapičky vody, které ve výměníku získaly požžadovanou teplotu, můžžeme v tomto případě považžovat přímo za topné nebo chladicí plochy. Za tohoto předpokladu ke stavové změně v h-x diagramu dochází na spojnici bodu počátečního stavu vzduchu a křivky nasycení, přičemžž křivky nasycení se zcela nedosahuje. V praxi se voda při průtoku pračkou vzduchu – podle poměru voda / vzduch a vstupní teploty vody – více nebo méně ohřeje či ochladí. Stavová změna vzduchu tudힾ na počátku probíhá k průsečíku vstupní teploty vody s křivkou nasycení a ke konci k průsečíku výstupní teploty vody s křivkou nasycení, tj. po křivce mírně zahnuté ve směru výstupní teploty vody.
Graf dole znázorňuje možžné změny stavu vzduchu při daném výchozím stavu vzduchu P a různých teplotách rozpraššované vody:

• Je-li výstupní teplota vody vyšší než vstupní teplota vzduchu T_db, pak se teplota, obsah tepla a obsah vody vzduchu P zvyššují (stav vzduchu ležží nad T_db, např. na spojnici P-A).
• Je-li výstupní teplota vody rovna vstupní teplotě vzduchu T_db, pak se v důsledku této rovnosti teplot přenṚí teplo latentní, avššak nikoli teplo citelné. Teplota vzduchu zůstává stejná, zvýšší se vššak obsah vodních par ve vzduchu a tím také jeho entalpie (změna stavu vzduchu P ve směru B).
• Při výstupních teplotách vody, ležžících mezi teplotou mokrého teploměru vzduchu T_wb a teplotou vzduchu T_db, se vzduch P ochladí, přičemžž obsah vody a latentního tepla v něm se zvyššuje (změny probíhají v oblasti P-B až P-C).
• Je-li výstupní teplota vody rovná teplotě mokrého teploměru T_wb vzduchu P, vzduch se ochlazuje, obsah tepla zůstává stejný, ale zvyššuje se obsah vody (změna stavu vzduchu P ve směru C).
• Při výstupních teplotách vody, které leží mezi teplotou mokrého teploměru T_wb a teplotou rosného bodu T_dp vzduchu P, teplota i obsah tepla klesá, zatímco obsah vody ještě mírně vzrůstá (stavové změny vzduchu probíhají v oblasti P-C až P-D).
• Pokud výstupní teplota vody klesne pod teplotu rosného bodu T_dp vzduchu P, klesá teplota vzduchu, obsah tepla i obsah vody ve vzduchu (stavové změny vzduchu probíhají v oblasti P-D až P-E).

3. Zvlhčování vodní parou

V tomto případě se do zvlhčovací komory vstřikuje nasycená vodní pára. Tato pára je generována v místním nebo v centrálním zdroji – to převᾞně u rozsáhlejšších systémů, kde tato pára je již k dispozici pro jiné účely (sterilizátory a prádelny v nemocnicích apod.). Po přidání páry se ve vzduchu zvýšší obsah vody i obsah tepla. Δx je hmotnost a Δh entalpie přivedené páry. Obsah tepla hD v nasycené páře je vlivem výparného tepla velmi vysoký, a to například 2676 kJ/kg u páry o teplotě +100 °C.
Přírůstek obsahu tepla při zvlhčování parou činí:
   Δh = hD ∗ Δx

Stav zvlhčeného vzduchu určíme takto:
   h2 = h1 + Δh
   x2 = x1 + Δx
Při parním zvlhčování je směr stavové změny v h-x diagramu dán pouze obsahem tepla hD přivedené páry. Proto většina diagramů obsahuje směrovou stupnici “Δh/Δx”, na které lze odečíst směr stavové změny a paralelně změnu posouvat.