空调冷却水系统一般采用开式冷却塔，而开式冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去制冷空调中产生的热量的一种设备。进入冷却塔内的冷却水与被吸入塔内的干燥、低湿度室外空气之间存在着水分子的浓度差和动能压力差，在塔内静压的作用下，水分子不断地向空气中蒸发，成为水蒸汽分子，剩余的水分子的平均动能便会降低，从而使循环水的温度下降。可以看出，冷却水降温除与空气的干球温度有关，还与空气的湿球温度有关。只要水分子能不断地向空气中蒸发，水温就会降低，这也就是潜热交换。但是，水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。当与水接触的空气不饱和时，水分子不断地向空气中蒸发，但当水气接触面上的空气达到饱和时，水分子就蒸发不出去，而是处于一种动平衡状态。蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量，水温保持不变。所以理想化的冷却塔出水温度低等于室外空气的湿球温度。由此可以看出，与水接触的空气越干燥(湿球温度越低)，蒸发就越容易进行，水温就容易降低。可见室外空气的湿球温度也是制约一台冷却塔散热能力的因素。
在很多工程案例中，开式冷却塔的风机启停或转速控制通常是把出水温度与出水温度设定值进行比较，以决定风机的启停或转速。对于压缩式制冷机，进入机组的冷却水水温越低，机组的制冷量也有所提高