蒸发冷却一股干燥的空气流过水的自由表面时，水分蒸发，吸收潜热，产生冷却效果，称为蒸发冷却。此效应在空气调节中有着广泛的应用。可用于房间、温室、动物棚舍以及机房、纺织车间等需要维持一定相对湿度的场合。加湿器、冷却塔以及蒸发冷却器都是基于这一原理。
蒸发冷却是人们最早认识的制冷手段，通常有两种方式：一种是直接蒸发玲却，另一种是间接蒸发冷却。与传统的制冷方式相比，蒸发怜却具有能耗低、成本低、结构简单和操作维护简便等优点。该冷却方式以水为制冷剂，不使用对大气臭氧层有破坏作用的氟氯烃，也不用不利于人体健康的氨水等工质对，完全不污染环境：此外，利用直接蒸发冷却还可以通过水的循环将空气中的烟雾、花粉和尘埃等悬浮物和二氧化硫等可溶性有害气体去除，有效地改善空气的品质。
在典型的干热气候条件下，可把直接蒸发冷却器作为空调使用，将空气降温加湿至比较舒适的范围，实现对干燥环境的温湿度调节，故被称为“沙漠空调”。
在美国西南部一些城市以及阿拉伯半岛的国家和地区，使用这种装置有效地缓解了全年的空调制冷方面的压力。直接蒸发冷却方式的主要缺点有两个：一是水分直接进入空气，会造成空气湿度太大；二是其降温幅度受入口空气湿球温度的限制（出口温度高于湿球温度）。
克服第一个缺点的方法是采用间接蒸发冷却。所谓间接蒸发冷却就是将直接蒸发冷却和换热装置相结合，利用直接蒸发冷却器提供的低温拎湿气流作冷源对流经换热装置的工作气流进行冷却，从而避免直接对工作气流加湿。典型的间接蒸发冷却装置如图3-50所示。换热装置常用的是板式叉流气-气换热器。克服第二个缺点的方法是采用双级蒸发冷却（又称组合式蒸发冷却）。它的特点是第一级采用间接蒸发冷却，在空气湿度不增加的情况下降低工作气流湿球温度；第二级采用直接蒸发冷却，使工作气流温度进一步降低。理想情况下，采用组合式蒸发拎却，可将空气温度降低至其瑶点温度。图3-51所示为一种组合式蒸发冷却装置。两种装置的热力过程如图3-52所示。
