空氣冷卻塔是混合熱交換裝置。作用是讓冷卻水同空氣進行充分的接觸并充分混合以增加熱傳遞面積并加強熱傳遞，通常使用“填料塔”或“篩板”。

填料塔是一個裝有填料（陶瓷環(huán)，塑料環(huán)等）的圓形鋼制容器。冷卻水從塔的頂部噴出，并與從底部向上流動的空氣混合以進行熱質(zhì)交換?？諝鈱崃總鬟f給冷卻水，從而降低其溫度并提高水溫。為了防止空氣中產(chǎn)生水滴，通常將拉西哥環(huán)（或不銹鋼絲網(wǎng)）填料分離器（也稱為捕集層）和機械水分離器（慣性分離）安裝在塔的上部。噴淋裝置噴出的冷卻水通過分配器向下流向填料層，并設(shè)有溢流環(huán)，用于在填料層中以規(guī)則的間隔重新分配水，以免使水直接向下流向容器壁而影響容器傳熱效果。溫度升高的冷卻水從下部抽出并送至水冷卻塔或排出。冷卻后的空氣從塔頂排出，然后送至空氣分離塔或分子篩吸附器。填料塔的缺點是填料容易被水垢堵塞，填料形成大塊，難以清洗和更換。

篩板塔與精餾塔的篩板塔類似，但塔板數(shù)少（通常約5個），篩孔直徑和孔間距較大（孔徑約5毫米，孔間距約9毫米）。冷卻水通過噴淋裝置從頂部噴出，并通過篩孔逐層向下流向塔盤，空氣從塔底向下逆流通過篩孔向上鼓泡。氣液兩相在篩板上劇烈運動形成泡沫層，增加了氣液接觸面積和擾動程度，使氣液能進行良好的傳熱傳質(zhì)，效果優(yōu)于填料塔。