利用表面式冷却器处理空气，在空调系统中广泛使用，特别是局部空调系统，均采用此系统形式。如果是制冷剂直接蒸发处理空气，则称为直接蒸发表面冷却器。如果夏季用送冷媒水,冬季用送热水的表面式冷却器，称为水冷式表面冷却器。
表面式冷却器的原理是表面式冷却器的冷媒是间接冷却空气。当空气与冷却器表面接触时，冷却器表面与空气之间存在着温差，空气的热量将通过冷却器表面传给冷却管内的冷媒，空气的温度降低。在表面温度低于被处理的空气“露点”温度时，空气中水蒸气被凝结，达到冷却去湿的目的。
表面冷却器是多根片管按一定的单元排列而成。由于空气传热较差，肋片都置于冷却管空气侧，以增加传热面积，强化传热效果，按肋片管的制作材料来分有铜片铜管、铝片铝管、铜管铝片、钢管铝片等。如图8-8所示为空气强迫流动的直接蒸发式表面冷却器。
表面式冷却器处理空气的过程如下:
1、在夏季，用表面式冷却器冷却空气，首先是贴近肋片管表面的空气受到急剧冷却(此时空气中含湿量不变)，然后空气达到饱和。其中的水蒸气被凝结析出，形成一层水膜附在片管上。随着水蒸气凝结量的增大，无数的小水珠结成大水滴下降，使空气去湿冷却。
2、表面式冷却器是否有冷凝水产生，主要取于管内冷媒的温度和空气进入表面冷却器的状态。
3、直接蒸发式表面冷却器，由于液体制冷剂进入冷却器蒸发为汽化吸热，这是与水冷式略有不同之处。这种蒸发式表面冷却器的冷却效果除与肋片管外的空气状态和流速、管内制冷剂流速有关之外，还与制冷剂的蒸发情况、放热强弱有关。
4、表面冷却器由于存在减湿的可能性，所以在冷凝水的湿、热交换过程中，其全热交换(包括显热及潜热交换)比显热交换量要多。也就是说，表面冷却器表面存在湿润现象，能够提高换热效率。为了达到上述目的，有的表面冷却器专门设置喷淋循环水装置，以提高与空气的热湿交换性能.因此，在表面冷却器下部均设有接水盘与泄水管。
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