Pracovní princip uzavřené chladicí věže je založen především na technologii mokrého chlazení a proces chlazení je realizován vnitřní a vnější cirkulací. Vnitřní cirkulační systém je propojen s cílovým zařízením do uzavřeného cirkulačního systému a cirkulačním médiem je měkká voda. Vnitřní cirkulace ochlazuje cílové zařízení a odvádí teplo v cílovém zařízení do chladicí jednotky. Vnější cirkulace ochlazuje samotnou chladicí věž v chladicí věži a nepřichází do styku s vnitřní cirkulační vodou. Pouze vyměňuje teplo a odvádí teplo přes povrchový chladič z měděných trubek v chladicí věži. Uzavřená chladicí věž může dosáhnout úspory energie automatickým řízením provozu motoru podle teploty vody. Na jaře a v létě, kdy je okolní teplota vysoká, musí současně běžet dvě cirkulace. Na podzim a v zimě, kdy okolní teplota není vysoká, je ve většině případů zapotřebí pouze jedna vnitřní cirkulace1.
Vnitřní cirkulační systém, rozprašovací systém a ventilační systém uzavřené chladicí věže spolupracují na dosažení chlazení vodou a přenosu tepla. Vnitřní cirkulační systém cirkuluje chladicí médium uvnitř svazku teplosměnných trubek, vyměňuje si teplo s vodním filmem vytvořeným rozstřikovanou vodou vně trubky, ohřívá vodní film na vnější stěně a vodní film absorbuje latentní teplo z vypařování a odpařuje na vodní páru, čímž ochlazuje cirkulující médium ve svazku trubek. Sprejový systém rozprašuje vodu mimo svazek teplosměnných trubek ve věži za vzniku tenké vrstvy vodního filmu, který absorbuje teplo uvnitř svazku trubek, uspokojuje potřebu tepelné energie latentního tepla z výparů a odpařuje se na vodní páru. Ventilační systém využívá mechanismus konvekční výměny tepla. Nízkoteplotní suchý vzduch vstupuje do chladicí věže a nejprve vede konvekční výměnu tepla s padající rozstřikovanou vodou, aby absorboval část citelného tepla. Při průchodu svazkem teplosměnných trubek odebírá odpařenou vodní páru a několik malých kapiček vody. Po průchodu vodním kolektorem se speciální konstrukcí narazí malé kapičky vody na vodní kolektor vlivem setrvačnosti a gravitací padají zpět na povrch svazku teplosměnných trubek nebo přímo odkapávají do vodní nádrže pro opětovné použití, čímž šetří vodní zdroje2 .
Mezi výhody uzavřených chladicích věží patří účinné snížení spotřeby vody, zabránění znečištění a usazování vodního kamene a zajištění normálního provozu průmyslových výrobních zařízení3.