節能型水膜式空冷器（也稱為蒸發式空冷器）是一種將水冷與空冷、傳熱與傳質過程融為一體的新型高效節能冷卻設備。它的工作特點是在傾斜放置的管束的上方向下噴淋冷卻水，在傳熱管外表面形成薄水膜。空氣在風機的作用下從管束下方向上掠過管束。管外表面水膜得到迅速的蒸發，從而強化了管外傳熱，達到了冷卻管內軟水的目的。
節能型水膜式空冷器除了依靠水膜與氣流間的顯熱傳遞外，更主要依靠管外表面水膜的迅速蒸發來強化管外傳熱，從而達到冷卻管內軟水的目的。這主要是因為水具有比較高的汽化潛熱（水在一個大氣壓下的汽化潛熱為2386.5 kJ/kg），使得總體傳熱效率大大的提高。
設備運行時，傳熱管外表面水膜的蒸發使得空氣穿過管束后濕度大大增加而接近飽和狀態，軸流風機將飽和的濕空氣抽出并使其穿過位于噴水系統上方的捕霧器，除去飽和的濕空氣中夾帶的水滴后從空氣出口排入大氣中。因為軸流風機位于設備上部，向上抽吸空氣時在軸流風機下部形成了負壓區域，加速管外表面水膜的蒸發，所以強化了管外傳熱。在運行過程中，軟水在管內流動，空氣、冷卻水走管外，空氣由下向上流動，噴淋水則由上往下流動，冷卻水、空氣與軟水為交叉錯流形式，而冷卻水與空氣為逆流形式。就整個流程的布置而言，也強化了傳熱傳質的過程。
