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冷却塔其实就是一个散热装置，使需要冷却的水在塔内主要借助于水的蒸发冷却作用而得到降温。为了充分利用水资源，降低城市自来水供水管网的负荷，同时也为了降低运行费用，用于空调制冷系统冷凝器的冷却水都是采用冷却塔处理而循环使用的。
冷却塔利用自然通风或机械通风方法，使喷淋的热水降温。在煤气站净化系统中，冷却塔广为使用。水在竖管和洗涤塔喷淋后，温度均提高，含杂质量增加。经沉淀池将大部杂物沉淀，比较清的热水由水泵打至冷却塔顶部，用喷嘴均匀喷洒到填料层与由下往上流动的空气接触，结果水温度降低，水在填料层要求喷洒均匀，或在填料表面上形成均匀水膜，使水与空气的接触面增大，接触时间延长，这为冷却塔中的传质、传热创造了好条件。
空气流动的方式有两种，一是靠冷却塔的进风百窗均匀分配进风，由风筒产生的自然抽力将空气由下往上抽吸；另一方法是安装风机使空气流动。此即自然通风和机械通风冷却塔。
空气经传质、传热后，温度提高，含水量增加，到塔顶接近于饱和状态时排入大气。结果使部分水蒸发，吸收汽化潜热，使温度降低，并同时空气与水接触，将水冷却，这两者使循环水温下降。
被冷却了的水流入集水池，然后流人冷水井并由泵再打至竖管和洗涤塔形成循环水系统。'