为机房空调提供集中冷源的冷水机组需要常年运行，即便室外温度很低的情况下也要照常工作。这样，当室外温度较低时，就可以利用冷空气冷却高温回水，不需要开启压缩机即可为空调室内机提供冷量，这种方法即为自然冷却方法。利用自然冷却效应开发的冷水机组即为自然冷却冷水机组，它与普通冷水机组***大的区别在于它在冷凝盘管之前安装了自然冷却热交换盘管，旨在***先利用环境冷空气冷却盘管内的回水；另一个区别在于内部水循环系统的设计上，自然冷却循环利用三通调节阀将循环水路与自然冷却热交换盘管连接起来
其实，自然冷却冷水机组的工作原理并不复杂：当三通调节阀中旁通B完全关闭，A与C连通时，即自然冷却热交换盘管关闭，全部冷量由压缩机制冷提供；当室外温度低于回水温度时，A关闭，B与C连通，回水通过自然冷却热交换盘管预冷，然后再进入蒸发器，这样一来，压缩机只需部分工作就可以满足空调冷量的要求，从而节省了大部分能耗；而当室外温度足够低时，A关闭，B与C连通，通过自然冷却就可以完全满足空调冷量要求，压缩机停机，这时机组总能耗明显降低，只包含自然冷却系统的能耗。总之，室外温度越低，节能效果越明显。如果采用自然冷却冷水机组，每年大约节能22%～31%，具体效果如何会因安装地区的气候条件而不同。
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