冷卻塔通過降低冷凝水的供給溫度來提高冷凍機效率。所有的冷卻塔都應該并聯工作，在表面積增加的情況下蒸發冷，效果卻達到*。
從冷凍機中每輸出一噸冷凍水，一般的冷卻塔需要100瓦的能量。效率提高可高達十倍，例如采用更為接近入口、出口溫差、更有效的氣流設計、的配有變速驅動馬達的風機、減少高度以限制泵的揚程以及增加填充面積（選擇大尺寸的塔）等。
不同的外界空氣的濕溫度和冷卻水的供給溫度，這個溫差有所不同，應該控制在3oF到5oF之間。
所有的冷卻塔都應該并聯工作，在表面積增加的情況下蒸發冷卻達到*。
許多任務廠使用多級塔，它們使用單速或雙速的風機，并且把塔分成不同的階段。一個塔全速運轉直到負荷超過它的承受能力，然后另一個塔開啟，它工作在較低或較高的功率狀態。這個方案可以導致冷卻塔負荷出現較大的、不斷遞增的變化，頻繁地低于或者超過要求的額定值，從而出現鋸齒狀的能耗狀況，降低冷凍機的效率。
因而所有的冷卻塔都應該并行工作，在表面積增加的情況下蒸發冷卻達到*。如果更多的塔在低速狀態下工作，使用變速驅動調節風機的速度，隨負載變化而調整，根據“立方定律”，在較低的速度下風機可以節省能量。
工廠通常采用專門一個冷卻塔為每一個冷凍機供應冷凝水。這種構想不允許冷凍機利用冷卻塔并行運作。只有為冷凝水系統加上普通的集管才允許冷卻塔并行運行，不考慮冷卻要求。
使用外面的空氣進行冷卻是經濟的，在商業大樓得到廣泛采用。另外一種“自由冷卻”方案適用于需要恒定的冷凍水以及風機盤管的系統，比如潔凈室。
自由冷卻技術直接利用處在低溫或低濕度環境中的冷卻塔制造冷凍水，減少或取代冷凍機的使用。根據天氣的變化，使用自由冷卻系統可以把冷卻系統的耗能減少到十分之一（從0.5千瓦/冷噸減少到0.05千瓦/冷噸）。
直接與工藝負荷進行熱交換，可以使自由冷卻技術利用外面溫度較高的大氣，要比用在二級或者三級熱交換系統進行熱交換的時間長出若干個小時。由板式熱交換器分隔開來的冷卻水和冷凝水之間的溫差很接近（比如只有2oF）。當溫度和濕度相當低時，冷卻塔可以獨立運行，無需風機。根據溫濕圖，很多地方每年有很多的時間都可以進行自由冷卻。