蒸發冷卻一股干燥的空氣流過水的自由表面時，水分蒸發，吸收潛熱，產生冷卻效果，稱為蒸發冷卻。此效應在空氣調節中有著廣泛的應用。可用于房間、溫室、動物棚舍以及機房、紡織車間等需要維持一定相對濕度的場合。加濕器、冷卻塔以及蒸發冷卻器都是基于這一原理。

蒸發冷卻是人們最早認識的制冷手段，通常有兩種方式：一種是直接蒸發玲卻，另一種是間接蒸發冷卻。與傳統的制冷方式相比，蒸發憐卻具有能耗低、成本低、結構簡單和操作維護簡便等優點。該冷卻方式以水為制冷劑，不使用對大氣臭氧層有破壞作用的氟氯烴，也不用不利于人體健康的氨水等工質對，完全不污染環境：此外，利用直接蒸發冷卻還可以通過水的循環將空氣中的煙霧、花粉和塵埃等懸浮物和二氧化硫等可溶性有害氣體去除，有效地改善空氣的品質。

在典型的干熱氣候條件下，可把直接蒸發冷卻器作為空調使用，將空氣降溫加濕至比較舒適的范圍，實現對干燥環境的溫濕度調節，故被稱為“沙漠空調”。

在美國西南部一些城市以及阿拉伯半島的國家和地區，使用這種裝置有效地緩解了全年的空調制冷方面的壓力。直接蒸發冷卻方式的主要缺點有兩個：一是水分直接進入空氣，會造成空氣濕度太大；二是其降溫幅度受入口空氣濕球溫度的限制（出口溫度高于濕球溫度）。

克服第一個缺點的方法是采用間接蒸發冷卻。所謂間接蒸發冷卻就是將直接蒸發冷卻和換熱裝置相結合，利用直接蒸發冷卻器提供的低溫拎濕氣流作冷源對流經換熱裝置的工作氣流進行冷卻，從而避免直接對工作氣流加濕。典型的間接蒸發冷卻裝置如圖3-50所示。換熱裝置常用的是板式叉流氣-氣換熱器。克服第二個缺點的方法是采用雙級蒸發冷卻（又稱組合式蒸發冷卻）。它的特點是第一級采用間接蒸發冷卻，在空氣濕度不增加的情況下降低工作氣流濕球溫度；第二級采用直接蒸發冷卻，使工作氣流溫度進一步降低。理想情況下，采用組合式蒸發拎卻，可將空氣溫度降低至其瑤點溫度。圖3-51所示為一種組合式蒸發冷卻裝置。兩種裝置的熱力過程如圖3-52所示。