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水冷式冷水机因其通过水来散热而得名，也是属于冷水机的一种。水冷式冷水机工作原理是利用壳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制冷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)）。
冷水机工作原理是先由制冷压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入壳管蒸发器，吸收蒸发器内的冷冻水的热量使水温度下降；蒸发后的制冷剂再吸回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的。
水冷式冷水机工作原理图：
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