為機房空調提供集中冷源的冷水機組需要常年運行，即便室外溫度很低的情況下也要照常工作。這樣，當室外溫度較低時，就可以利用冷空氣冷卻高溫回水，不需要開啟壓縮機即可為空調室內機提供冷量，這種方法即為自然冷卻方法。利用自然冷卻效應開發的冷水機組即為自然冷卻冷水機組，它與普通冷水機組*大的區別在于它在冷凝盤管之前安裝了自然冷卻熱交換盤管，旨在*先利用環境冷空氣冷卻盤管內的回水；另一個區別在于內部水循環系統的設計上，自然冷卻循環利用三通調節閥將循環水路與自然冷卻熱交換盤管連接起來
其實，自然冷卻冷水機組的工作原理并不復雜：當三通調節閥中旁通B完全關閉，A與C連通時，即自然冷卻熱交換盤管關閉，全部冷量由壓縮機制冷提供；當室外溫度低于回水溫度時，A關閉，B與C連通，回水通過自然冷卻熱交換盤管預冷，然后再進入蒸發器，這樣一來，壓縮機只需部分工作就可以滿足空調冷量的要求，從而節省了大部分能耗；而當室外溫度足夠低時，A關閉，B與C連通，通過自然冷卻就可以完全滿足空調冷量要求，壓縮機停機，這時機組總能耗明顯降低，只包含自然冷卻系統的能耗。總之，室外溫度越低，節能效果越明顯。如果采用自然冷卻冷水機組，每年大約節能22%～31%，具體效果如何會因安裝地區的氣候條件而不同。
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