密闭水冷加热循环器采用全封闭压缩机所组成的制冷系统，包含一个高温制冷循环和一个低温制冷循环，其连接容器为蒸发冷凝器，蒸发冷凝器是也到能量传递的作用，将工作室内热能通过两级制冷系统传递出去，实现快速降温的目的。
1、从工业密闭水冷加热循环器设备出来的空气进入压气机后被绝热压缩，温度升到环境温度以上；然后进入冷却器，在定压下将热量传给冷却水，温度等同于环境温度；再导入膨胀机绝热膨胀，温度进一步降到温度以下；之后进入循环加热冷却器设备，定压吸热（吸收的热量称为制冷量），完成循环。
2、密闭水冷加热循环器的制冷剂从设备定压气化吸热后（此时工质通常为干饱和蒸汽或接近干饱和蒸气），再进入压缩机在绝热状态下压缩，温度超过环境温度，然后进入冷凝器向环境介质等压散热。
3、在冷凝器内，过热的制冷剂蒸汽先等压降温到对应于当前压力的饱和温度，然后继续等压（同时也是等温）冷凝成饱和液状态，进入节流阀，在节流阀处绝热节流降温、降压至对应于循环起始压力的湿饱和蒸气状态，再进入循环气化吸热，完成循环。
密闭水冷加热循环器具有良好的机械性能，能承受较高的工作压力，也能承受块固体材料加料、耐热、耐腐蚀、工作温度范围广、传热效果好、冷却速度快，是许多实验室、科研机构常用的温度控制仪器。