سرمایش تبخیری مستقیم
اصول کار سیستم‌های سرمایش تبخیری مستقیم بر پایه تماس آب با هوای خشک است که در طی آن قطرات آب با هوا ترکیب می‌شود و گرمای نهان هوا توسط قطرات آب گرفته می‌شود تا دمای هوا کاهش یابد. قطرات آب نیز با گرفتن این گرما به بخار آب تبدیل می‌شوند و همراه با گرفتن گرما به بخار آب تبدیل می‌شوند و همراه هوا وارد محیط داخل گلخانه می‌شوند. هر گرم آب با تبدیل شدن بخار، 600 کالری برابر 2500 ژول انرژی گرمایی جذب می‌کند. در این سیستم، آب روی شبکه‌های الیافی پاشیده می‌شود تا سطح تماس قطرات آب با هوایی که به وسیله فن جریان می‌یابد، افزایش یابد. در این سیستم هوای تازه در اثر تماس با پوشال خیس خنک می‌شود و سپس وارد گلخانه می‌شود.
در سیستم سرمایش تبخیری مستقیم، رطوبت هوا تا حد اشباع (100 درصد) می‌تواند بالا رود. در این حالت دمای حباب خشک کاهش می‌یابد، در حالی که دمای حباب مرطوب تغییر نمی‌کند. دمای حباب خشک دمایی است که با دماسنج اندازه گیری می‌شود. دمای حباب مرطوب دمایی است که هوا تا آن دما توسط تبخیر آب می‌تواند سرد شود و به اشباع برسد.
شکل 1- سرمایش تبخیری مستقیم
سرمایش تبخیری غیرمستقیم
در سرمایش تبخیری غیرمستقیم، هوای گرم ورودی پس از برخورد با جریان هوای ثانویه خنک می‌شود. در این سیستم جریان هوای ثانویه با آب سرد می‌شود. این هوا در یک مبدل صفحه‌ای هوا به هوا با جریان هوای اولیه تبادل حرارتی می‌کند و باعث خنک شدن هوای اولیه به صورت غیرمستقیم می‌شود. در این حالت دمای حباب خشک و دمای حباب مرطوب هر دو کاهش می‌یابد. همچنین در فصل گرم میتوان با عبور هوای تخلیه به عنوان هوای ثانویه از مبدل، هوای گرم بیرون را خنک کرد. معمولا سرمایش تبخیری غیرمستقیم برای گلخانه‌ها در مناطق خشک و نیمه‌خشک کاربرد چندانی ندارد و با توجه به اینکه در شرایط هوایی مرطوب نمی‌تواند به خوبی دمای هوا را کاهش دهد، استفاده از آن در مناطق با رطوبت بالا نیز توصیه نمی‌شود. از این سیستم سرمایشی بیشتر در ساختمان‌های صنعتی یا مسکونی استفاده می‌شود که افزایش رطوبت مد نظر نیست.
شکل 2- سرمایش تبخیری مستقیم (سمت چپ)، سرمایش تبخیری غیر مستقیم (سمت راست)
سیستم سرمایش تبخیری گلخانه
استفاده از سیستم سرمایش تبخیری مستقیم در مناطقی با رطوبت نسبی پایین بهترین روش خنک کردن گلخانه است. با استفاده از این سیستم در روزهای گرم تابستان میتوان تا 15 تا 20 درجه سلسیوس دمای گلخانه را کاهش داد. در این سیستم، هنگامی که هوای ورودی به سیستم خشک است، عمل تبخیر آب بیشتر است و گرمای بیشتری را جذب می‌کند، بنابراین مصرف آب در گلخانه بسیار بالا خواهد رفت.
فاصله‌ای که هوا بین فن‌ها و پدها حرکت می‌کند، یک عامل محدود‌کننده است و برای پرهیز از اختلاف زیاد دما و رطوبت بین نواحی مختلف گلخانه این فاصله نباید بیش از 40 متر باشد. نحوه عمل سیستم سرمایش تبخیری مورد استفاده در گلخانه‌ها بدین صورت است که در یک طرف گلخانه چند فن تخلیه هوا را از داخل گلخانه بیرون می‌رانند و در طرف دیگر گلخانه (طرف مقابل فن‌ها) هوا از بین منافذ شبکه الیافی وارد گلخانه می‌شود. این شبکه الیافی که به پد معروف است، با جریان آب همواره مرطوب نگه داشته می‌شود. هوای گرم و خشک بیرون گلخانه در حین عبور از بین منافذ پد باعث تبخیر آب می‌شود، درجه حرارتش کم می‌شود و وارد گلخانه می‌شود.
استفاده از آب با کیفیت در این سیستم توصیه می‌شود و گرنه نمک‌های آب خیلی سریع سبب مسدود شدن پدها می‌شوند و باید آن‌ها را عوض کرد که تاثیری معنادار بر هزینه‌ها دارد.
میزان کاهش درجه حرارت گلخانه توسط سیستم سرمایش تبخیری مستقیم، تابعی از درجه حرارت محیط بیرون و رطوبت نسبی هوا است. تحقیقات نشان داده که چنانچه رطوبت نسبی هوای بیرون بالاتر از 60 درصد باشد، بازدهی این سیستم بسیار پایین است و هر چه درجه حرارت محیط بیرون بالاتر و رطوبت نسبی هوا پایین‌تر باشد، بازدهی خنک کنندگی سیستم سرمایش تبخیری افزایش خواهد یافت.
در سیستم‌های سرمایش تبخیری، دمای نقاط مختلف داخل گلخانه بر حسب نزدیکی یا دوری از پد متفاوت است. با ورود هوای مرطوب به داخل گلخانه که از پد عبور کرده است، این هوا به تدریج با هوای گرم داخل گلخانه برخورد می‌کند و تبادل گرمایی انجام می‌گیرد و همانطور که به سمت فن‌ها حرکت می‌کند، دمای آن نیز افزایش می‌یابد.
شکل 3- سیستم سرمایشی پد و فن در گلخانه