冷卻水系統是專門為水冷冷水機組或水冷直接蒸發式空調機組設置的。可以分成天然水冷卻系統和循環水冷卻系統。
天然水冷卻系統就是利用自來水、地下水、湖泊、江河或水庫中的水對制冷設備進行冷卻。由于自來水價格較高和地下水環保的需要，因此不提倡采用自來水或地下水直接冷卻。
江河水的利用需注意管道與換熱器的結垢問題，受地理條件的限制，應用也較少。
空調系統通常采用循環水冷卻系統，即將來自冷凝器的冷卻回水通入冷卻塔，利用室外
空氣使之冷卻降溫，然后再送回冷凝器循環使用。見圖9-6.根據冷卻水在冷卻塔中是否與空氣接觸，循環水冷卻系統可分為開式和閉式。開式冷卻水系統采用開式冷卻塔，利用室外空氣與冷卻水直接接觸進行冷卻。閉式冷卻水系統采用閉式憐卻塔，冷卻水與室外空氣通過管壁與室外空氣進間接換熱。閉式系統需設置膨脹罐容納水熱脹冷縮的體積變化。
冷卻水系統水泵與冷水機組的連接方式也可以分為并聯連接和先申聯后并聯兩種。當采用冷卻塔與空調制冷機房的距離較近，有足夠的空間可以布置干管時，也可采用一臺泵對一臺拎水機組的獨立系統。
冷凍水泵和冷卻水泵通常位于冷水機組的人口，但當建筑物高度較大時，為減輕冷水機組換熱器的承壓，可將冷凍水泵和冷卻水泵布置在于冷水機組的出入口。
