在冬季，由于冷却塔结构周围的冰冻，它的运行变得明显复杂化，特别对布置在严寒的气候条件下的冷却塔尤其是这样。当冷却塔周围冰冻时，由于在其上结冰，附加负荷，使洒水装置变形和玻坏而造成事故。冰冻现象一般在外界空气达到-10℃时开始，且常常发生在进入冷却塔的冷空气与较少温水接触的地方。在进风口，从围护结构流下的水结成一根根冰柱,然后冻结成密实的冰寓子,把整个进风口封住。布置在进风口的淋水装置的柱子同样是强烈冰冻的中心。
为了防止冰头，柱子应当远离进风口，处于塔的纵深不得于1.2米。当进风口形成冰帘子时，进入冷却塔的空气量急剧减少，且冷却水温度升到28~30℃。此外，淋水装置上严重冰冻，会使建筑结构产生危险的振动。进入冷却塔内部的冷空气，能使柱子和淋水装置框架上结冰，且主要发生在低淋水密度的地方。内部结冰是危险的，因为严重成雾，只是在淋水装置被破坏以后才可能发现。因此在冬季不允许热力和水力负荷发生波动，必须在淋水装置范围内均匀地分布冷却水，并且不允许在个别地段降低淋水密度。
由于进风速度很大，在冬季机械通风冷却塔内的淋水密度最好保持在不低于1.67公斤/米2·秒[6米3/(米2·时)]。
