اصل کار برج خنک کننده بسته عمدتاً مبتنی بر فناوری خنک کننده مرطوب است و فرآیند خنک سازی از طریق گردش داخلی و خارجی انجام می شود. سیستم گردش داخلی به تجهیزات مورد نظر متصل می شود تا یک سیستم گردش خون بسته را تشکیل دهد و محیط گردش آب نرم است. گردش داخلی تجهیزات مورد نظر را خنک می کند و گرمای موجود در تجهیزات مورد نظر را به واحد خنک کننده می برد. گردش خارجی خود برج خنک کننده را در برج خنک کننده خنک می کند و با آب گردش داخلی تماس ندارد. این فقط گرما را تبادل می کند و گرما را از طریق کولر سطح لوله مسی در برج خنک کننده پخش می کند. برج خنک کننده بسته می تواند با کنترل خودکار عملکرد موتور با توجه به دمای آب، به صرفه جویی در انرژی دست یابد. در بهار و تابستان که دمای محیط بالا است، دو گردش باید به طور همزمان اجرا شود. در فصول پاییز و زمستان که دمای محیط بالا نیست، در بیشتر موارد فقط یک گردش داخلی لازم است.
سیستم گردش داخلی، سیستم اسپری و سیستم تهویه برج خنک کننده بسته با هم کار می کنند تا به خنک کننده آب و انتقال حرارت دست پیدا کنند. سیستم گردش داخلی محیط خنک کننده را در داخل بسته لوله تبادل حرارتی به گردش در می آورد، گرما را با فیلم آبی تشکیل شده توسط آب اسپری خارج از لوله مبادله می کند، فیلم آب را روی دیواره بیرونی گرم می کند و فیلم آب گرمای نهان تبخیر را جذب می کند و تبخیر می شود و به بخار آب تبدیل می شود و در نتیجه محیط در گردش در بسته لوله خنک می شود. سیستم اسپری آب را در خارج از بسته لوله تبادل حرارتی در برج اسپری می کند تا یک لایه نازک از لایه آب تشکیل دهد که گرمای داخل بسته لوله را جذب می کند، نیاز انرژی حرارتی گرمای نهان تبخیر را برآورده می کند و به بخار آب تبخیر می شود. سیستم تهویه از مکانیزم تبادل حرارتی همرفتی استفاده می کند. هوای با دمای پایین و خشک وارد برج خنککننده میشود و ابتدا تبادل گرمای همرفتی را با آب پاشیده شده انجام میدهد تا بخشی از گرمای محسوس را جذب کند. هنگام عبور از بسته لوله تبادل حرارت، بخار آب تبخیر شده و برخی قطرات کوچک آب را از بین می برد. پس از عبور از کلکتور آب با ساختاری خاص، قطرات کوچک آب به دلیل اینرسی به کلکتور آب برخورد کرده و بر اثر نیروی جاذبه به سطح بسته لوله تبادل حرارتی میریزند یا مستقیماً برای استفاده مجدد به مخزن آب میچکند و باعث صرفهجویی در منابع آب میشوند. .
از مزایای برج های خنک کننده بسته می توان به کاهش موثر مصرف آب، جلوگیری از آلودگی و رسوب گیری و اطمینان از عملکرد عادی تجهیزات تولید صنعتی اشاره کرد.