为减少水耗，水冷式冷凝器的冷却水通常循环使用。为此，需设置冷却塔，并将冷凝器的水通道与冷却塔、冷却水泵用管道串接组成冷却水循环系统。冷却水在冷凝器中吸收制冷剂冷凝释放的热量升高温度后，经水泵加压送至冷却塔在空气中蒸发冷却降温，然后再返回冷凝器吸热。
现在采用较多的是机械德州通风逆流式冷却塔。它主要由塔体、风机及配用电动机、喷水器和填料层等部件组成。冷凝器出水在水泵作用下，经塔体中央的进水管进入喷水器，均匀向下喷淋至填料层，沿填料层中的缝隙贴着填料表面成薄膜状缓慢向下流动。塔体外部空气则在风机作用下，从塔体下部四周的导风板被吸入塔内，并沿填料层缝隙以一定流速向上流动，与水充分接触进行热湿交换。
有一部分水蒸发成水蒸气进入空气，带去水的汽化潜热。同时水还通过对流换热方式向温度较低的空气放热。因此，水被冷却降温，被冷却的水从填料层流至下部集水池内，再从水池下部的出水管送回冷凝器循环使用。空气则从塔顶排出，并带走水冷却所释放的潜热和显热。为尽量减少排出的空气夹带走水滴，在塔体上部设置有挡水板，使水气分离。有些冷却塔在填料层上方设有能转动的喷淋式布水器，可使水更均匀地散布于整个塔内的流通截面，以充分发挥冷却效果。集水池内设有浮球阀，与补给水管相连，可适时自动补充因水蒸发而减少的水量。一般水的补给量约为循环水量的1%~3%。
