柜式直连型冷饮水机的装置分成上下两部分，上部由冷水罐、蒸发器、预冷器等组成，下部是制冷机组。冷水罐通常用不锈钢制造，也可采用铝合金制成。在排水管上缠绕进水管以使进水预冷。冷水罐四周通常用硬质聚氨醋泡沫作为隔热层。
可用水压调节阀调节水压，以防连接水路水压变化影响冷饮水机的性能，饮料水的温度用温控器控制制冷机组运行来维持，温控器感温包设置在冷水罐中。制冷系统的蒸发温度通常在0℃一1℃之间。
直连型冷饮水机的进水是直接和自来水管路连接的，故在进水前需设置滤水器，保证水质经过滤后达到食用标准。冷饮水机可以连续进水连续放出冷饮水，但使用中不能连续加入过多的水，也不能过多地排出已冷却的水。
