壓縮空氣在壓縮機內部的中間冷卻器與后冷卻器中冷卻的越多，壓縮機就越節能，水蒸氣就會冷凝得越多。水冷式壓縮機的安裝對壓縮機室內的通風系統要求不高，因為冷卻水中包含的熱大約占電動機能量的90%。壓縮機水冷卻系統，可以基于三個主要原則之一：無循環水的開放系統（連接到外部的水供應）、帶循環水的開放系統（冷卻塔）和帶循環水的封閉系統（包括外部換熱器系統/散熱器）。

在帶循環水的開放系統中，來自壓縮機的冷卻水在開放的冷卻塔中被再次冷卻，但水會逐漸被周圍空氣污染。可溶性鹽類沉積在熱的金屬表面，降低冷卻塔的熱傳遞能力。水須定期利用化學品避免藻類的生長。冬季當壓縮機不工作時，冷卻塔須要排水或者水須被加熱以防止凍結。

在一個封閉的冷卻系統中，同樣的水連續不斷的在壓縮機和一些外部換熱器之間循環。這樣，換熱器可以通過外部的水循環或者通過周圍的空氣來進行冷卻。當水被另一個冷卻水回路冷卻時，則使用平面板式換熱器。

當水被周圍的空氣冷卻時，則使用含有管道與散熱片的冷卻矩陣。一個或多個風扇會強制周圍的空氣通過管道和散熱片。

如果冷卻水有限，這種方法是合適的。開放式或封閉式循環的冷卻能力大約是相同的，即壓縮機冷卻水要比冷卻液溫度高5℃。如果冷卻水是由周圍的空氣冷卻，則需要添加防凍劑（如乙二醇）。

封閉冷卻水系統里是純凈的軟化水。添加乙二醇時，壓縮機系統的水流量須重新計算，因為乙二醇的類型和濃度會影響水的比熱和粘度。

同樣重要的是，在第一次填充該系統時，需要清洗整個系統。正確實施的封閉水系統只需要很少的監督，維護費用也很低。對于安裝存在潛在腐蝕性的現有冷卻水，需要在冷卻器中設計有防腐蝕材料，如耐熱鉻鎳鐵合金。