برج خنک کننده یک دستگاه حذف گرما می باشد که بر اساس اصل حذف گرما از آب، با تبخیر بخش کوچکی از آب که از طریق واحد به گردش در می آید، عمل می کند. مخلوط شدن آب گرم و هوای خنک تر، گرمای نهان تبخیر را آزاد می کند و باعث خنک شدن آب می شود.
یک برج خنک کننده، آب گرم را از چیلر دریافت می کند که این آب گرم به آب کندانسور معروف است، و برج خنک کننده برای خنک کردن آب مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع برج خنک کننده یک مبدل حرارتی بزرگ است که گرمای ساختمان را به اتمسفر خارج کرده و آب سردتر را به چیلر باز می گرداند. چیلر معمولا در یک سطح پایین تر است، مانند یک زیرزمین. نقش برج خنک کننده خنک کردن آب است، بنابراین می تواند برای گرفتن گرمای بیشتر به چیلر بازگردد.
برج های خنک کننده و چیلرهای صنعتی اهداف مشابهی دارند؛ هر دو سیستم را می توان برای خنک کردن فرآیندهای صنعتی مانند واحدهای پردازش مواد غذایی، آبکاری فلز و موارد دیگر استفاده کرد. با این حال، آنها در نحوه عملکرد خود متفاوت هستند.
نحوه ی عملکرد برج خنک کننده بدین صورت است که در واقع برج خنک کننده یک واحد مبدل حرارتی بزرگ است که آب خنک کننده را برای حذف گرما از یک خنک کننده (اغلب آب) که برای خنک کردن ماشین آلات، پردازش سیالات یا ساختمان ها استفاده شده است، فراهم می کند. هنگامی که آب خنک کننده با هوا برخورد می کند، قسمت کوچکی تبخیر می شود و دمای آن کاهش می یابد. این به عنوان "خنک کننده تبخیری" شناخته می شود. فن های خنک کننده که در داخل برج قرار دارند به فرآیند خنک سازی کمک می کنند و حذف کننده های رانش قطرات ریز آب تولید شده در جریان هوای برج را در طول تبخیر حذف می کنند.
در مقایسه چسلر و برج خنک کننده باید گفت که چیلر یک سیستم نسبتاً اساسی است که در آن گرما مستقیماً از مایع خنک‌کننده قبل از انتقال آن به هوای اطراف حذف می‌شود که برای فرآیند خنک‌سازی ضروری است. در مورد برج خنک کننده، این سیستم برای حذف گرما از هر آبی که از واحد کندانسور تخلیه می شود طراحی شده است. اگرچه این سیستم ها نتایج مشابهی ارائه می دهند، تفاوت های جزئی بین این دو دلیل است که چیلرها و برج های خنک کننده معمولاً برای کاربردهای مختلف استفاده می شوند. برج های خنک کننده عموماً در نیروگاه های پالایش نفت و گاز، نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های مجاور آب مورد استفاده قرار می گیرند. چیلرها در کاربردهای صنایع پلاستیک، میکروبروری و شراب سازی یافت می شوند.