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密閉式冷卻塔在工作的過程中其冷卻設備系統的工作內容以及應用冷卻設備的傳熱原理和開式冷卻塔相似，其主要特點是利用盤管把系統液體與空氣流隔開在開式冷卻塔中傳熱和傳質過程直接發生在水滴或水膜與周圍的空氣流之間。在冷卻設備中，熱量先由盤管中的系統液體以對流和傳導的方式傳到盤管壁，然后以傳熱和傳質的方式由管壁外圍的噴淋水滴或者水膜與周圍的空氣流進行熱交換。

密閉式冷卻塔在系統中盤管內的系統液體和外界空氣流不接觸，其盤管外表面主要是由塔內的噴淋系統保持濕潤，風扇驅使空氣流過盤管。在同樣熱負荷條件下，冷卻設備的蒸發損失、飛濺損失及排污損失與開式冷卻塔有很大不同。

密閉式冷卻塔在工作的過程中，常用的冷卻設備是按照混流式結構設計的在這種結構中，其盤管是位于系統的頂部以便維修，冷卻塔的散熱填料位于盤管下面以便使空氣平行流過盤管將進一步增加系統的冷卻效能。與橫流式和逆流式冷卻設備相比，該系統傳熱效應顯著增加，因此使得混流式冷卻設備的占地面積減少，設備成本和能源消耗降低，并保留了易于維修的優點。

密閉式冷卻塔常見的民用空調應用是水源式熱泵系統，而且盤管部分可以加絕熱保護，以降低該系統在冬季運行時的熱量損失。冷卻設備也常常用于水冷式主機系統，以避免冷凝水結垢，并可在冬季直接提供系統水。在許多工業應用中冷卻設備可以用來冷卻中頻爐、電磁爐、空氣壓縮機、大型變壓力器以及透平機的油冷系統等。