冷却塔的冷却方法，系将热水喷撒至散热材表面与通过之移动空气相接触。此时，热水与冷空气之间即产生显热之热交换作用，同时部份的热水被蒸发，亦即蒸发水汽中其蒸发潜热被排放至空气中，最后经冷却后的水落入水槽内，利用泵浦将其传送至热交器中，再予吸收热量。
冷却塔其实就是一个散热装置，利用机械通风或自然通风，需要冷却的水在塔内借助水的蒸发冷却而得到降温。将热水喷洒到填料层，与由下往上流动的空气接触，水在填料层要求喷洒均匀，这样能在填料表面形成均匀的水膜，使水与空气的接触面积增大，接触时间延长，空气经传质、传热后，温度提高，含水量增加，通过空气的流动到达塔顶，接近饱和状态时排入大气，这样通过水份蒸发，吸收汽化潜热，使温度降低，同时空气与水接触，将水冷却，这两者使循环水温下降，达到冷却目的。
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