Как работает холодильная машина (чиллер)?

Человеку, который просто использует или ищет холодильную машину для того, чтобы просто купить и использовать, совсем не обязательно иметь глубокое понимание работы холодильной машины, но знать базовые принципы работы холодильной машины вовсе не помешает. В данной статье мы поговорим не о холодильниках вообще, а именно о водоохлаждающих машинах или так называемых  чиллерах.

Холодильная машина предназначена для отвода энергии (тепла) от охлаждаемого тела (в нашем случае от воды или другой жидкой среды). Все вроде бы просто – есть вода, надо ее охладить. Только с небольшим уточнением – сколько воды надо охладить, за какое время и с какой до какой температуры? 
У нас есть вода и нам нужно ее охладить. Что значит охладить? Это значит отобрать энергию у воды. Но эта энергия никуда не исчезнет (закон сохранения энергии знают все), значит ее (тепло) надо куда-нибудь отдать, т.е. грубо говоря, перенести. Это и есть основное назначение холодильной машины не охлаждение, а перенос тепловой энергии.

То есть, если мы нагреваем или сжимаем тело, то мы сообщаем этому телу энергию (или тепло), охлаждая и расширяя, мы отбираем энергию. Это основной принцип, на основе которого и построен перенос тепла. В холодильной машине для переноса тепла используют хладагенты – вещества, которые при нормальных условиях (давление одна атмосфера и температура 20 ° С), кипят при отрицательных температурах. 

Для понимания работы холодильной машины, не вдаваясь в подробности назначения дополнительных узлов, достаточно понять назначение только трех элементов – компрессора, испарителя и конденсатора.

Испаритель – забирает  тепло из внутреннего объёма холодильника, через него  пропускается вода (или любая другая жидкость, от которой нужно отвести тепло) и хладагент. В силу различия свойств жидкостей, хладагент кипит, отбирая тепло от жидкости, причем он так и не достигает температуры охлаждаемой воды. В результате обмена энергией, вода охлаждается, а хладагент нагревается и расширяется. Далее газообразный хладагент попадает в компрессор, который создает необходимую разность давлений. Хладагент сжимается в несколько раз, тем самым, увеличивая свою температуру до 80-90 °С. Теперь, когда температура хладагента становится такой высокой, его можно направить вконденсатор, где горячий хладагент, обдувается воздухом окружающей среды, и за счет этого охлаждается.

В торговле применяют холодильное оборудование, в котором холодильные машины работают в автоматическом режиме. Конструктивное объединение всех элементов холодильной машины на общем основании называют холодильным агрегатом.