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| 中東地區帶有擋風板的“捕風器”（左）以及公元前2世紀的壁畫上發現的室內噴泉（右） 資料圖片 |
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| 含涼殿（左）與圓明園四十景之水木明瑟（右） 資料圖片 |
□楊子旭
隨著全球氣溫的不斷升高，熱浪、干旱和極端天氣現象越來越頻繁，現代人簡直難以想象沒有空調的日子。但在沒有空調的古代，人們是怎么應對炎熱天氣的？
你有沒有觀察過，現代人用的空調扇跟空調并不一樣，它采用的多是一種噴霧降溫，其原理就是所謂的蒸發冷卻。而古代人就有類似的制冷裝置，比如“自雨亭”“含涼殿”等。
蒸發水分冷卻空氣
蒸發冷卻是一種通過水的蒸發來冷卻空氣的過程。在這個過程中，水會吸收空氣的熱量而蒸發，從而冷卻空氣。
空氣越干燥，其容納水分的能力便越強，溫度越高的空氣，越容易將水分迅速蒸發。所以，如果采用溫度更低的自來水或井水噴灑到空氣中，降溫效果也會更佳。這就是空調扇的工作原理。在高溫干燥環境下，采用空調扇來冷卻空氣，的確比采用空調器降溫要少消耗更多的電能，更能達到節能目的。
但是空氣中能夠容納的水分含量是有限的，在到達極限后，如果再增加水分，水分便不會被蒸發，只會以液態水的形式呈現。因此，蒸發冷卻能夠令空氣出現的低溫程度便會受到限制，不可能制取更低溫度的空氣，這又是空調扇的缺點所在。
古人設計的“捕風器”
數千年前，古埃及和波斯地區，人們便以屋頂風井設計成“捕風器”的形式，形成了一種蒸發冷卻模式，來調整室內溫度。“捕風器”通常設置在逆風處，空氣沿風井向下流動進入樓內的噴泉處，然后把冷卻的空氣送入室內，就實現了降低室內溫度的目的。
中國古代也有蒸發冷卻調節室內溫度的記錄。比如，漢朝發明家丁緩發明了七輪扇。“七輪扇連七輪，大皆徑丈（《西京雜記》卷一）”，后世用水力驅動它，并將水流引入到空氣流動的位置，不僅提供了動力，還利用蒸發冷卻的原理來降低空氣溫度，讓人們感覺“泠泠瑟瑟，非絲非竹，天籟遙聞（乾隆《圓明園四十景圖詠》）”。
類似的還有“自雨亭”“含涼殿”。劉禹錫的《劉駙馬水亭避暑》詩中云：“琥珀盞紅疑漏酒，水晶簾瑩更通風。”形容的就是將冷水從屋子房檐四周灑下，形成水晶簾一樣的水簾，從而起到避暑降溫的效果。
在古代，利用蒸發冷卻原理避暑納涼、清涼一夏，往往是達官貴人才能享受到的服務。但這種蒸發冷卻的方式卻一直沿用至今，作為一種非常簡單的通風降溫方式，轉變為一種節能、綠色環保的降溫技術。
蒸發冷卻技術應用廣泛更節能
在西部干旱或半干旱地區，很多工業建筑都在使用蒸發冷卻降溫空氣系統，甚至完全可以替代機械制冷空調系統。在濕潤和半濕潤地區，其實也可以利用露點蒸發冷卻實現制冷，從而改善部分車間的工作環境。
大數據時代，越來越多的通信機房和數據中心需要全年不間斷運行，能耗也在持續增加。在冬季或過渡季節利用蒸發冷卻技術，結合夏季間接蒸發冷卻預冷的做法，可大幅降低這些區域的全年運行能耗。
蒸發冷卻也可在家用空調上發揮大作用。除了前面提到的空調扇，蒸發冷卻其實也可以和新型家用空調技術相結合，實現更節能的制冷效果。
在2021年舉辦的全球制冷技術創新大獎賽中，中國團隊曾提出“集成蒸發冷卻和太陽能光伏的先進蒸氣壓縮制冷技術”的空調器方案，便是將蒸發冷卻技術、太陽能光伏和高效制冷系統有機結合，實現空調器的高效節能和室內溫濕度的精確控制。當時該團隊便因此從2100多支團隊中脫穎而出獲得了當年的冠軍。該技術應用蒸發冷卻將干燥的空氣作為室內環境的調控手段，結合氣候適應的通風控制技術，實現了通風、降溫、除濕功能，開辟了空調技術發展的新方向。
蒸發冷卻這種有著數千年應用歷史的技術，應該還有可不斷挖掘的潛能，它與新型技術相結合，還將產生持續、不可替代的應用價值和節能潛力，從而為全球節能減排、低碳轉型貢獻更多智慧、方案和力量。
（來源 蝌蚪五線譜）