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。
蒸發式空冷器從結構上看大的特點是將空冷器、冷卻塔和列管式水冷器合為一體，從而省略了單的循環水冷卻系統，使一次性投資費用大大降低，并且減少了設備的占地面積，使設備的造價進一步降低。在合理設計下可使管內的熱流體流出口溫度冷到接近環境濕球溫度，故其冷卻效果好，同事解決了干空冷為了獲得較低冷卻冷凝溫度而配帶后水冷器的問題。夏季環境氣溫對蒸發式空冷器的冷卻效果影響較小，所以蒸發空冷的操作彈性大，使用地區廣，可操作性好。
工作流體（水或其他液體），在熱源以及蒸發式空冷器的盤管內進行循環。工作流體的熱量流經盤管壁以顯熱換熱的方式傳遞給流經盤管外表面的水中。吸收熱量的水落入水盤，通過噴淋泵，經噴淋水管到達噴嘴。空氣和水直接接觸，一小部分水蒸發，在這個蒸發過程中，噴淋水將熱量以潛熱換熱的方式傳遞給流過機組的空氣，飽和的氣流通過通風機傳遞到空氣中，從而將熱量消散，噴淋水被冷卻后淋向盤管，如此循環。
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