在数字化浪潮中，数据中心作为信息存储与处理的核心枢纽，地位愈发关键。然而，其高能耗问题也日益凸显，尤其是冷却系统，在整体能耗中占比颇高。如何高效降温、降低能耗，成为数据中心运营者亟待解决的难题。蒸发冷空调的出现，为这一困境带来了曙光，其凭借独特的工作原理与显著优势，正逐渐成为数据中心降温的理想选择。
蒸发冷空调巧妙利用水蒸发吸热这一自然现象实现降温。在其内部，空气与水通过特定方式接触，促使水蒸发，此过程中，水吸收空气里的热量，从而让空气温度降低。依据水与空气接触形式及热量传递路径，蒸发冷空调主要分为直接蒸发冷却和间接蒸发冷却两种类型。
直接蒸发冷却过程中，空气与水直接接触。外界热空气进入空调后，穿过湿润的介质，比如湿帘。在这一过程中，空气中的热量传递给水分，使得水分蒸发，空气温度随之降低，同时湿度增加。经此处理的冷却空气，被直接送入数据中心，带走服务器等设备散发的热量，实现降温目的。其送风降温的极限温度为进风的湿球温度，这种方式简单直接，能有效利用自然能源。当室外温度较低时，可直接利用新风降温；随着室外温度升高，开启加湿系统，水蒸发使空气温度降低后再送入机房，以此延长自然冷却时间、提升效率。不过，由于空气湿度增加，使用时需关注数据中心湿度变化对设备的影响。
间接蒸发冷却借助非直接接触式换热器，将直接蒸发冷却产生的湿空气冷量传递给机房循环空气，实现空气等湿降温。室外空气（二次空气）先经过直接蒸发冷却，温度和湿度发生变化，其干球温度和湿球温度下降，含湿量不变。之后，通过换热器将冷量传递给机房内需要冷却的空气（一次空气），一次空气在不增加湿度的情况下实现温度降低，随后送入数据中心进行降温。该过程中，室外空气与机房内空气不直接接触，有效隔绝了室外污染物，即便在空气污染环境下也能正常工作。并且，蒸发过程不会影响机房湿度。间接蒸发冷却通常具备多种工作模式，当室外温度较低时，采用直接换热器换热模式；室外温度升高，开启间接蒸发模式；当室外气温较高，超出自然冷却范围时，启动机械制冷模式，以应对不同工况。
传统数据中心制冷系统大量依赖压缩机等耗能设备，而蒸发冷空调在运行中，压缩机使用频率大幅降低，甚至在部分工况下可完全不使用压缩机。以间接蒸发冷却为例，在适宜气象条件下，其可充分利用自然冷源，使数据中心制冷系统耗电大幅降低。据相关数据，采用蒸发冷空调的机房，PUE 值（数据中心总能耗与 IT 设备能耗的比值）可低至 1.15，相比传统电制冷空调，节能可达 70％左右。这意味着在数据中心运营成本中，电费支出将显著减少，以一个中等规模数据中心为例，每年可节省数百万度电，极大降低了运营成本，同时也为实现节能减排目标做出重要贡献。
蒸发冷空调降温效率出色。水蒸发时吸收大量热量，能快速降低空气温度，即便在高温环境下，也能迅速为数据中心提供低温空气，有效带走服务器等设备产生的热量，确保设备在适宜温度下稳定运行。而且，其制冷速度快，能够及时响应数据中心内设备负荷变化，当设备工作负荷增加、散热量增大时，蒸发冷空调可迅速加大制冷量，维持室内温度恒定，保障数据中心高效运行。
蒸发冷空调以水作为制冷剂，避免了传统制冷系统中含氯氟烃等对臭氧层有破坏作用的化学物质的使用，减少了对大气环境的污染。同时，由于节能效果显著，间接减少了因发电产生的二氧化碳等温室气体排放，符合当下绿色发展理念，有助于数据中心实现可持续发展目标。
直接蒸发冷却适用于空气质量较好地域的大中小型数据中心，在这些地区，可充分发挥其高效节能优势。对于空气质量欠佳地区，间接蒸发冷却与机械制冷复合的模式则能大显身手，最大程度延长全年自然冷却使用时间，确保在不同环境条件下，数据中心都能稳定、高效运行。
中瀚云 1、2 号数据中心项目位于深圳市龙岗区，建设标准参照国家标准《数据中心设计规范》GB50174 - 2017 中规定的 A 级机房标准，同时兼顾金融数据中心要求。该项目每个模块机房均设计了 N + 1 套间接蒸发冷却空调系统，内置辅助机械制冷，采用热通道封闭、侧墙百叶弥漫送风上回风的气流方式。所使用的欧怡系列间接蒸发冷却机组，运用蒸发冷、变频、智能控制等先进技术，节能效率高达 60%，PUE 值低至 1.2 以下。通过一体化设计、一体式喷淋，无室外机方便安装，还有节水、节电模式自动调节。该项目成功克服了楼层层高问题以及室外侧气流组织问题，为数据中心在复杂建筑结构下采用蒸发冷空调提供了成功范例。
来宾移动云数据中心承载多项重要功能，是当地业务承载容量最大的云数据中心之一。为降低能耗，该数据中心运用了蒸发冷凝冷水机组 + 末端空调系统解决方案。蒸发冷凝器的冷却水循环系统，大幅节省了水的输送能耗和水损失，末端采用 RDS 智能管控系统，运用大数据分析及机器学习算法测算机房温度，实现系统优化。采用该方案后，年节约制冷系统能耗 15%，年省电量超 30 万度，显著降低了运营成本，提升了能源利用效率。
在数据中心规划建设阶段，应充分考虑当地气候条件、空气质量等因素，合理选择蒸发冷空调类型及配置。例如，在干燥、空气质量好的地区，可优先考虑直接蒸发冷却空调；在空气污染或湿度要求较高地区，则更适合间接蒸发冷却空调。同时，需根据数据中心规模、设备发热量等精确计算空调制冷量，确保满足降温需求。
定期对蒸发冷空调进行维护保养，检查湿帘、水泵、风机等关键部件运行状况，及时清理污垢、更换损坏部件，确保设备正常运行。同时，要密切关注数据中心湿度变化，尤其是采用直接蒸发冷却的系统，合理调节湿度，避免因湿度过高影响设备性能。此外，加强对智能控制系统的监测与维护，充分发挥其根据环境变化自动调节制冷模式和制冷量的功能，进一步提升节能效果。
蒸发冷空调对水质要求较高，水质不佳易导致设备结垢、腐蚀，影响制冷效果与设备寿命。因此，需配备完善的水质处理系统，对循环水进行软化、杀菌、除垢等处理，确保水质符合设备运行要求。
在数据中心能耗压力日益增大的今天，蒸发冷空调凭借其节能、高效、环保等突出优势，成为数据中心降温的有力解决方案。通过合理选择与使用蒸发冷空调，并做好运行维护工作，数据中心能够在保障设备稳定运行的同时，实现能耗降低与可持续发展的双赢目标，为数字经济的蓬勃发展提供坚实支撑。
