密闭式循环冷却水系统是用冷却水通过热交换器来冷却工艺介质或物料的。通过热交换，冷却水温度升高而成为热水，再用其他冷却介质(如空气)来冷却热水，冷却后的水由于温度降低，再循环使用。

       二次冷却器将温度升高后的热水，用其他冷却介质(如空气)来冷却。二次冷却器也是一种热交换器，它的外侧常装有导热系数高的材料(如铝、铜)制成的翼形翅片或其他形状的散热片来增加散热面积，以提高冷却效率。有的设计是将装有翼形翅片的二次冷却器放置在机械通风冷却塔内，这样可以大大提高冷却效率。

       因为密闭式循环冷却水系统的冷却水是封闭的，一般与外界无物质交换，所以，循环冷却水系统中各种矿物质和离子浓度几乎不发生变化。

       密闭式循环冷却水系统的特点是不与空气接触，但是实际系统内溶解氧仍然是存在的，这是由于阀门、管道接口、水泵的填料等漏气而带入少量的氧。另外，少量的补充水也是带入溶解氧的一个来源。因此，在密闭式循环冷却水系统中存在氧的化学腐蚀。由于系统通常是由不同金属材质组成的，可能为铜或铜镍合金热交换管，不锈钢、镀锌钢管或软钢管等不同材质构成的，因此密闭式循环水系统还存在由不同金属材质而导致的电化学腐蚀。密闭式循环冷却水系统常用软化水作为补充水，也有用简单方法处理过的天然水作为补充水。冷却水系统内主要问题是防止腐蚀，可以通过选择合适的水处理化学药剂，一次投加并维持环冷却水中有足够的水处理化学药剂浓度就可以了，操作和维护较简单。

       密闭式循环冷却水系统一般只是在传热量较小或有特殊要求的工业生产系统中采用，如空调、发电机、内燃机、变压器油冷却器、核反应堆的辅助冷却器等。密闭式循环冷却水系统一般多用于单台换热设备。