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为了节约冷却用水，要求循环使用冷却水，因此，分为开路和闭路两种循环冷却系统。它们都是由气缸水套、冷却器C中间冷却器、后冷却器、油冷却器)、油水分离器、断水或流量保护装置、仪表、水泵、循环水池（或水箱)、各种管路阀门、水处理设备以及冷却塔等组成。
1 .开把循环冷却系统如图4-9所示，冷却过的水由喷水池4 经管5流到冷水池7 ，用水泵经总进水管分别送到各气缸、中间冷却器、油冷却器、后冷却器后，从漏斗11排到温水池再用温水池内的水泵将温水送到喷水池。高位水池3 是当水泵故障时，由它来供给冷却水（平时应保持水满）.
该系统因为设有排水漏斗，便于检査水流量和排水温度。当断水时，由停水断路器控制自动停机，故工作可靠。而且，供水压头低，耗电量小。它可供多台空压机串联使用，一般不设备用水泵。
很多大、中型压缩机站，为加快排出水的冷却速度，在排水总管后装设冷却塔，同时建造储水量较大（一般在40m3以上）的加盖循环水池来代替温水池和冷水池。这种循环系统虽然投资、占地面积和耗电量较大，但冷却效果显著，便子水处理，故应用得最多。为保证冷却系统能不间断地工作，应配备1〜2台备用水泵。若冷却水池容积与循环水量比.大于100，则可视为直流冷却系统，
2. 闭路循环冷却系统如图4-10所示，冷却永由冷水池17中用水泵18经止逆阀14、进水管12分别送到各气缸和各冷却器后直接流回热水池16中。这种系统的回水池位置可比空压机髙，不受条件限制。但管路中必须装设温度计和水流继电器，以便监视水流量及温度。有的也装设冷却塔来提高排水的冷却速度。该系统的耗电量较大。
3 . 直流冷却系统当以附近河流、渠道、水库等作为冷却水源，经冷却循环后又排回原处者，即为直流冷却系统。这时，对水质和排水温度等的要求就比开路和闭珞循坏时髙得多。