工业冷水机组系统的运作是通过三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、 水循环系统、电器自控系统。
制冷剂循环系统
蒸发器中的液态制冷剂吸收水中的热量并蒸发，最终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（压力和温度增加），气态制冷剂通过冷凝器（风冷/水冷）吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀（或毛细管）节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。
图1-风冷式冷水机制冷剂循环系统图
图2-水冷式冷水机制冷剂循环系统图
（说明：图1-风冷式冷水机是利用（壳管、板换、盘管）蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统在吸收水中的热负荷，使水降温产生冷水后﹐通过压缩机的作用使热量带到翅片式冷凝器，再由散热风扇散失到外界的空气中(风冷却)；图2-水冷式冷水机是利用（壳管、板换、盘管）蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统在吸收水中的热负荷，使水降温产生冷水后﹐通过压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器，由冷媒与水进行热交换﹐使水吸收热量后通过水管将热量带出外部的冷却塔散失(水冷却)）
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水循环系统
水泵负责将水从水箱抽出泵到用户需冷却的设备，冷冻水将热量带走后
温度升高，再回到冷冻水箱中。
电器自控系统
包括电源部分和自动控制部分。
电源部分是通过接触器，对压缩机、风扇、水泵等供应电源。
自动控制部分包括温控器、压力保护、延时器、继电器、过载保护等
互组合达到根椐水温自动启停，保护等功能。
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