多機頭式冷水機組是由2臺以上半封閉或全封閉制冷壓縮機為主機組成，目前，多機頭冷水機組最多可配8臺壓縮機。配置多臺壓縮機的冷水機組具有明顯的節能效果，因為這樣的機組在部分負荷運行時仍有較高的效率。而且，機組起動時，可以實現順序起動各臺壓縮機，每臺壓縮機的功率小，對電網的沖擊小，能量損失小。此外，可以任意改變各臺壓縮機的起動順序，使各臺壓縮機的磨損均衡，延長使用壽命。配置多臺壓縮機的機組的另一個特點是整個機組分設兩個獨立的制冷劑回路，這兩個獨立回路可以同時運行，也可單獨運行，這樣可以起到互為備用的作用，提高了機組運行的可靠性。
圖5-23所示的活塞式多機頭冷水機組，配有6臺6H30型半封閉制冷壓縮機，換熱器均采用高效傳熱管，機組結構緊湊。半封閉壓縮機的電動機用吸氣冷卻，并有一系列的保護措施。在發生壓縮機排氣壓力過高、吸氣壓力過低、斷油、過載、過熱、缺相等故障時，保護壓縮機。
機組由計算機控制，實行全過程自動化控制.起動時，壓縮機逐步投入運行。機組制冷量通過停開部分壓縮機來調節，使制冷量能夠較好地與所需要的冷負荷相互匹配。這種調節方法比用頂開吸氣閥片調節輸氣量或用旁通法調節輸氣量更加節能，因為用后兩種調節方法時，部分氣缸雖被卸載，但相應的活塞、連桿仍在運動，產生機械摩擦損失，且氣體仍不斷流經氣閥及流道，產生流動阻力損失。
LS系列冷水機組的幾臺壓縮機排成一排增加壓縮機臺數時，只在長度方向延伸，這有利于組織生產，但臺數太多時，機組太長，占地面積較大。LSB-700型冷水機組的布置對此作了改進，此時每兩臺壓縮機與相應的蒸發器、冷凝器構成一個相對獨立的系統，兩個相對獨立系統平等布置，使該冷水機組長度與寬度之比接近，占地面積減少。
壓縮機置于機組頂部或中部，也有置于底部的。置于機組頂部或中部的壓縮機，采用高轉速封閉式壓縮機，它們體積小，振動小，且無軸封處的泄漏。開啟式壓縮機因需外置一臺電動機，體積大，且軸封容易損壞，故常裝在底部，便于安裝、維修。
