水冷式冷水机组具有与冷却塔相连的水冷冷凝器。它们通常用于供水充足的中型和大型装置。由于相对独立于环境温度的波动，水冷式冷水机可以为商业和工业空调产生更稳定的性能。水冷式冷水机组的尺寸范围从 20 吨的小型型号到数千吨的型号，可为大的设施(如机场、购物中心和其他设施)提供冷却。

　　典型的水冷式冷水机组使用来自冷却塔的再循环冷凝水来冷凝制冷剂。水冷式冷水机组包含的制冷剂取决于进入冷凝器的水温(和流速)，其功能与环境湿球温度有关。由于湿球温度始终低于干球温度，因此水冷式冷水机中的制冷剂冷凝温度(和压力)通常比风冷式冷水机运行时要低得多。因此，水冷式冷水机组可以更有效地运行。

　　水冷式冷水机组通常安装在室内，远离自然环境。因此，水冷式冷水机可以提供更长的使用寿命。水冷式冷水机组通常是大型安装的选择。与风冷式冷水机组相比，额外的冷却塔系统将需要额外的安装费用和维护费用。