闭式冷却塔(又称蒸发式空冷器或闭式冷却塔)是一种内置管式换热器的冷却塔，其冷却效果是通过循环空气、喷淋水与循环水的热交换来保证的。由于是封闭循环，可以保证水质不受污染，很好地保护了主要设备的高效运行，提高了使用寿命。当外界温度较低时，可停止喷水系统以节约用水。随着国家节能减排政策的实施和水资源的日益短缺，近年来闭式冷却塔在钢铁冶金、电力电子、机械加工、空调系统等行业得到了广泛应用。
逆流闭式冷却塔，水在塔内盘根，水自上而下，空气自下而上，双双流向对面的冷却塔。
采用两级冷却方式，即一级冷却采用风冷，闭式冷却塔盘管采用风冷;二冷采用风冷和喷淋。当环境温度相对较高时，使用二次冷却。风冷的同时，喷淋系统在冷却器表面喷水，可以带走水蒸发时盘管的热量。湿热空气由脱水机通过顶部的风机回收，排出机外，从而达到冷却效果。当温度较低时，采用一次冷却。单位流量的喷淋用水量仅为0.1-0.2。
横流闭式冷却塔：水在塔填料内，水自上而下流动，空气从塔外水平向塔内流动，两个流动方向垂直正交的冷却塔。
内循环水系统，盘管内冷却后的循环水流出塔外，由系统循环水泵送至热源(被冷却设备)，经换热升温后进入盘管冷却;在外循环水系统中，外喷淋水通过与盘管和填料的接触和热交换，达到冷却盘管内循环水的目的，然后落入下水箱，由喷淋水泵送至喷淋水箱再次循环。内循环冷却水通过盘管与管外的喷淋水和空气进行热质交换，避免了冷却水与空气直接接触造成的水污染。由于喷淋水经过PVC填料预冷，其换热效果更加明显。
工作流体(水、油或其他液体)在盘管内流动，盘管外壁被喷淋水包裹，流体的热量通过管壁传递，被水和空气饱和的湿热蒸汽饱和，热量通过风机排到大气中。循环过程中，喷淋水通过PVC散热片降温，与新鲜空气同向流动。线圈主要依靠湿热导热。复合流闭式冷却塔工作原理的重要特点是可以最大限度地抑制盘管外壁的结垢。
逆流闭式冷却塔、横流闭式冷却塔、复合流闭式冷却塔选型：只要满足设计要求，冷却效果相同，但建议在温度相对较高的地区选用横流或复合流闭式冷却塔，一般地区选用逆流闭式冷却塔。