随着我国城市化进程的不断加快，建筑能耗占社会终端能耗的比重持续增长。为了社会以及经济的可持续发展，近年来国家提出了节能减排的工作要求，建筑节能尤为受到重视。而建筑节能主要体现在设备的节能上，空调机组作为调节夏季室内热环境的设备，耗电量巨大。目前，国内学者正在积极研究空调设备的节能方式，而蒸发冷却技术以水作为自然冷源替代人工制冷剂，同时耗电设备主要为水泵，系统较为节能，因而受到了普遍关注。蒸发冷却空调的应用受到室外气象条件的影响较大。兰州地处西北干旱地区，具有夏季室外空气干湿球温差大，湿度较低的特点，理论上适合应用蒸发冷却空调。本文以直接蒸发冷却空调为研究对象，在对填料内空气与水热质交换过程理论分析的基础上，采用实验研究和数值模拟的方法，对直接蒸发冷却空调在兰州地区的应用效果进行了综合研究。为了对直接蒸发冷却空调在兰州地区的应用效果进行实验研究，专门搭建了组合式蒸发冷却空调实验装置和测试系统，并运行了其直接蒸发冷却段，在未改变淋水量及迎面风速的条件下，着重分析了室外干湿球温度对机组出口空气温度及冷却性能的影响。从实际测试结果来看，直接蒸发冷却空调冷却效率较高，出口空气湿度的增量也较大，进一步证明了直接蒸发冷却空调在兰州地区有着很大的应用前景。基于热质交换和数值传热理论，以空气穿过填料时的热湿交换过程为实际物理模型，通过合理的简化和假设建立了符合实际情况的直接蒸发冷却调料的数学计算模型。通过对实验测试结果中10种工况下出口空气干球温度的实验值和模拟值进行了对比，验证了计算模型的准确性。在此基础上，采用兰州夏季空气调节室外计算干球温度，模拟了不同填料厚度、迎面风速及进口空气干球温度下水膜通道内温度场的分布情况。可以看出，随着填料厚度、迎面风速及进口空气干球温度的增大，温度场中温度梯度增大，对于单个温度场而言，在空气入口处空气梯度变化较大，而在远离空气入口处梯度变化较小。