冷水機制冷劑輪回系統時蒸發器中的液態制冷劑吸收水中的熱量并開始蒸發，制冷劑與水之間形成一定的溫度差，液態制冷劑亦完全蒸發變為氣態后被壓縮機吸入并壓縮，氣態制冷劑通過冷凝器釋放熱量，凝聚成液體，通過熱力膨脹閥節流后變成低溫低壓制冷劑進入蒸發器，完成制冷劑輪回過程。
事先向機內水箱注入一定量的水，通過冷水機制冷系統將水冷卻，再由水泵將低溫冷卻水送入需冷卻的設備，冷水機冷凍水將熱量帶走后溫度升高再回流到水箱，達到冷卻的作用。
制冷量
蒸汽壓縮制冷使用 制冷劑 內部作為其工作液。制冷劑的選擇很多，可，當選擇一個冷卻器，冷卻溫度的應用要求和制冷劑的制冷特點的匹配。要考慮的重要參數是工作溫度和壓力。
有幾個環境因素的關注制冷劑，也影響了機組的應用未來的可用性。這是間歇性的應用主要考慮到大型冷水機組可能會持續25年以上。臭氧消耗潛能 值（ODP）和 全球變暖潛力 值（GWP）的制冷劑需要考慮。
冷水機制冷劑循環系統：
蒸發器中的液態制冷劑吸收水中的熱量并開始蒸發，最終制冷劑與水之間形成一定的溫度差，液態制冷劑亦完全蒸發變為氣態后被壓縮機吸入并壓縮（壓力和溫度增加），氣態制冷劑通過冷凝器（風冷/水冷）吸收熱量，凝結成液體，通過熱力膨脹閥（或毛細管）節流后變成低溫低壓制冷劑進入蒸發器，完成制冷劑循環過程。
