冷水机制冷剂轮回系统时蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并开始蒸发，制冷剂与水之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦完全蒸发变为气态后被压缩机吸入并压缩，气态制冷剂通过冷凝器释放热量，凝聚成液体，通过热力膨胀阀节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂轮回过程。
事先向机内水箱注入一定量的水，通过冷水机制冷系统将水冷却，再由水泵将低温冷却水送入需冷却的设备，冷水机冷冻水将热量带走后温度升高再回流到水箱，达到冷却的作用。
冷水机的保温水箱和水泵的选型
有时跟据客户工厂的实际情况，箱型冷水机也有可能需要外加水泵，此时外加的水泵型号必须于冷水机自带的水泵功率相同。如10HP箱型冷水机自带水泵功率为2HP,则外加水泵时，也须为2HP。水泵功率要求与同等型号的箱型冷水机要求相同开放式的冷水机，在外接水泵。
冷却原理
冷水机系统的运作是通过三个相互关联的系统：制冷剂循环系统、水循环系统、电器自控系统。
压缩机：压缩机是整个制冷系统中的核心部件，也是制冷剂压缩的动力之源。它的作用是将输入的电能转化为机械能，将制冷剂压缩。