在能源紧张与环保要求日益提高的背景下，单一功能的制冷或制热设备已难以满足企业综合能效需求。冷水机与热泵的结合系统，通过能量梯级利用实现 “制冷 + 制热” 双重功能，比传统独立系统节能 30%-50%，成为工业与商业领域的节能新选择。

一、冷水机与热泵结合的工作原理

（一）系统协同机制

该系统核心是共用一套压缩机和换热设备，通过四通换向阀切换运行模式：制冷时，冷水机正常输出低温冷水，同时将冷凝热通过热泵模块回收利用；制热时，热泵优先利用环境热量（如空气、水源），不足部分由冷水机的辅助加热功能补充。

例如在食品加工厂，白天生产时系统以制冷为主，为冷库和生产线提供冷水，回收的冷凝热用于车间供暖或热水供应；夜间生产负荷降低，系统切换至制热模式，专注为员工宿舍提供热水，实现能源的 24 小时高效利用。

（二）能量回收技术

通过板式换热器将冷水机冷凝器排出的余热（温度约 40-60℃）转移至热水系统，热回收效率可达 70%-85%。某酒店的结合系统，夏季通过冷水机制冷时，回收的余热可满足酒店 80% 的热水需求，每年减少天然气消耗约 1.2 万立方米。

二、不同结合模式的适用场景

（一）空气源热泵 + 风冷冷水机

安装便捷，无需额外水源，适合中小型场所（如商场、办公楼）。冬季环境温度高于 - 5℃时制热效率稳定，低于 - 5℃需开启电辅热（能耗增加 20%-30%）。某商场采用该模式后，空调系统年能耗降低 35%，投资回收期约 3 年。

（二）地源热泵 + 水冷冷水机

利用土壤恒温特性（10-15℃），制热 COP 值可达 4.0-5.0（空气源热泵为 2.5-3.5），适合地质条件允许的大型项目（如工业园区、度假村）。初期需打井埋管（深度 50-100 米），但运行成本低，寿命长达 20 年以上。某产业园的地源系统，制冷制热综合能耗比传统系统低 45%。

（三）工业余热热泵 + 工艺冷水机

在钢铁、化工等有大量工业余热的场景，可将余热作为热泵热源，效率比空气源高 50%。某钢铁厂利用高炉余热（80-120℃）驱动热泵，同时为炼钢设备提供冷却冷水，年节能效益超 500 万元。

三、系统设计与运行注意事项

（一）负荷匹配设计

需同时计算制冷与制热需求峰值，避免 “大马拉小车”。例如某医院的结合系统，设计时未考虑冬季热水需求高峰，导致热泵容量不足，不得不临时启用燃油锅炉，增加了运行成本。建议采用模块化设计，可根据负荷变化增减运行模块。

（二）切换控制策略

设置智能切换逻辑：当回收余热温度≥50℃时，优先利用余热制热；低于 40℃时，启动热泵辅助加热；制冷需求与制热需求比例超过 3:1 时，单独运行冷水机，避免能量浪费。苏州新久阳机械的智能控制系统可实现毫秒级模式切换，确保温度稳定。

（三）维护要点

定期清洗热泵蒸发器（空气源需清理翅片积灰，地源需检测埋管换热器性能）；每季度检查四通换向阀密封性，防止串气导致效率下降；每年对系统进行能效检测，确保热回收效率不低于 70%。

冷水机与热泵的结合并非简单设备叠加，而是通过系统集成实现能源的梯级利用。这种模式特别适合有稳定制冷和制热需求的场所，既能降低运行成本，又能减少碳排放。随着热泵技术的进步（如 CO₂跨临界热泵可实现高温制热），未来结合系统的应用场景将更加广泛。企业在规划时，需委托专业团队进行热负荷计算和方案设计，确保系统长期高效运行。