節能型水膜式空冷器的主要特點是通過管外水膜的蒸發來強化傳熱，其工作過程是利用循環水泵將循環水水箱中的循環冷卻水輸送到位于管束上方的噴水系統，由噴水系統將冷卻水向下噴淋到管束表面，使管束外表面形成薄水膜；與此同時，用軸流風機將空氣從百葉窗吸入，使空氣從管束下面向上橫掠傾斜放置的管束。

設備運行時，管外表面水膜的蒸發使得空氣穿過管束后濕度大大增加而接近飽和狀態，軸流風機將濕空氣抽吸并使其穿過位于噴水系統上方的捕霧器，除去濕空氣中夾帶的水滴后從空氣出口排入大氣。

因為軸流風機位于設備上部，向上抽吸空氣時在軸流風機下部形成了負壓區域，加速管外表面水膜的蒸發，所以強化了管外傳熱。

在運行過程中，軟水在管內流動，空氣、冷卻水走管外，空氣由下往動，噴淋水則由上向下流動，冷卻水、空氣與軟水為交叉錯流形式，而冷卻水與空氣為逆流形式。就整個流程的布置而言，也強化了傳熱傳質的過程。

蒸發式空冷器從結構上來講蒸發冷是集普通水冷冷凝器、冷卻塔、水泵、水系統的管道連接組合成一體，具有節電、節水、安裝方便。占地面積小、維修方便等特點。但在換熱原理存在本質區別。水冷式冷凝器是利用水的顯熱吸收制冷劑熱量達到制冷的目的，而蒸發冷是利用水的潛熱也就是水在常溫下的蒸發吸收熱量達到冷卻的目的，同樣質量的水蒸發所吸收的熱量是水溫升高 5度時熱量的 116 倍，所以在帶走同樣熱量時蒸發冷比水冷式冷凝器用水量低得多，這也是蒸發冷節水節電的根本原因。