因其名称通过水来加热，属于冷水机。水冷式制冷机的工作原理是利用壳管式蒸发器的水与冷媒进行热交换，冷媒系统吸收水中的热负荷，将水冷却后的冷水，通过制冷压缩机的作用将热量带入壳管式冷凝器，由冷媒与水进行热交换，水吸收的热量通过热管将外置冷却塔排出后损失(水冷却)。

水冷式制冷机的工作原理是将经制冷压缩机蒸发制冷后的低温、低压制冷剂气体吸入，再将其压缩成高温、高压气体送入冷凝器。高压高温气体经冷凝器冷却后，冷凝成常温高压液体。当常温高压液体流入热膨胀阀时，节流成低温低压湿气，流入壳管蒸发器，吸收蒸发器内冷冻水的热量，降低水温;蒸发出来的制冷剂然后被吸回压缩机，重复下一个制冷循环以达到制冷目的。