水冷式中央空调系统是用水作为载冷工质，它将房间中的热量带到冷却水塔进行冷却，而冷媒水喷射到蒸发器内进行热交换并产生冷却水，再被抽到各房间的风冷机后吹出冷风，达到使房间制冷降温的目的。这种系统可用于多层建筑物，在每层中安装一台风冷机，然后通过风道送往各个房间。也就是说，水冷式空调系统具有三个循环：冷凝器中冷却水循环、制冷剂循环和冷媒水循环。冷媒水通过蒸发器进行冷却，然后被抽送到风冷机，通过风冷机吹出冷风，吸收房间的热量。
下图所示的是JF25型冷水机组控制电路。冷却水由M1进行循环，冷媒水由M2进行循环，M3为压缩机。
水冷式中央空调系统电路
合上电源开关Q，这时控制板上绿色指示灯HL1亮，表示电源正常。按下冷却泵起动按钮SB2, KM1得电，使冷却水进入循环，冷却水塔上的风机运转。按下冷媒水泵起动按钮SB4，使冷媒水泵起动运行，冷媒水循环，这时KM1和KM2都运行，它们的常开辅助触点均闭合。若将控制SA扳到“手动”位置，则KM3得电，YV也得电，压缩机起动运行，YV电磁阀打开，供液制冷。若此时冷媒水的回风口处温度不低于8度，且温度继电器KT1闭合，温度高于给定值，则KT2的常开触点闭合，同时YV1得电，打开旁路供液电磁阀，增加制冷量，使冷媒水温度更低，房间制冷量增加。当冷媒水温度低于8度时，KT1动作，其常闭触点断开，关闭旁路供液电磁阀YV1。当冷媒水温度达到给定值时，KT2释放，也会关闭旁路供液电磁YV1，减少制冷量，但在“手动”位置时，不会停下压缩机，若将控制开关SA扳到“自动”位置，压缩机的起、停还要受温度调节器KT2控制。当冷却水泵、冷媒水泵 起动运行之后，若温度高于给定值，KT2的常开触点就闭合，KM3得电，压缩机起动运行；若温度低于给定值时，则KT2常开触点断开，使KM3和YV断电，压缩机停止运行，其他两个循环不停机。当温度上升至髙于给定值时，KT2常开触点闭合，压缩机自动投入工作制冷。
图中的压差继电器KP1和高低压继电器KP2的作用与在风冷式空调系统中的相同。
水冷式中央空调控制系统中，有的设备还设有压力和流量保护，只要冷却水或冷媒水出现压力低或流量小的情况都会停止泵的工作，同时压缩机也停止工作。而对于大容量压缩机，往往采用卸载起动、降压起动等措施。所谓卸载就是将某一个或多个缸的高、低端接通，使该缸失去压缩作用。一些中央空调压缩机投入的工作缸数是由温度调节器来控制的，当外界温度高时，空调制冷量不够，投入工作的缸数就多（或全部投入）；当外界温度较低时，回风或回水温度较低，就可减少几个缸工作（即卸载几个缸），以维持恒温的空调效果，又不至于因频繁起动大功率的压缩机组而冲击电网。