Чиллер — холодильная машина для охлаждения жидкого теплоносителя. Чиллеры условно можно разделить по типу холодильного цикла на два основных класса: абсорбционные и парокомпрессионные.

Абсорбционные чиллеры

В качестве основного источника энергии для процесса охлаждения в абсорбционных холодильных машинах используется горячая вода (при температуре до 130 °C) или перегретый пар (под давлением до 1 бар). При получении охлажденной воды существенную экономию дает применение низкотемпературных или вторичных энергоресурсов (теплоэлектростанций, мусоросжигательных установок, пара низкого давления из электростанций и пр.) Хладагент как правило — дистиллированная вода, абсорбент — бромистый литий. Помимо экономии энергоресурсов, существенным преимуществом указанного типа холодильных машин является практически полное отсутствие движущихся частей, и, как следствие — высокая надежность агрегатов. Основной недостаток — худшие по сравнению с парокомпрессионными машинами массогабаритные показатели и высокая стоимость. 

Парокомпрессионные чиллеры

Наиболее обширный класс холодильных машин базируется на компрессионном цикле охлаждения, основными конструктивными элементами которго являются (см. схему)- компрессор, испаритель, конденсатор и регулятор потока (капиллярная трубка, терморегулирующий вентиль), соединенные трубопроводами и представляющие собой замкнутую систему, в которой циркуляцию хладагента (фреона) осуществляет компрессор. Охлаждение в холодильной машине обеспечивается непрерывной циркуляцией, кипением и конденсацией хладагента в замкнутой системе. Кипение хладагента происходит при низком давлении и низкой температуре. Парообразный хладагент всасывается компрессором, который повышает его давление. Далее в конденсаторе горячий парообразный хладагент охлаждается и конденсируется, т.е. переходит в жидкую фазу. Конденсатор может быть либо воздушным, либо водяным, в зависимости от конструктивного исполнения холодильной системы. На выходе из конденсатора хладагент находится в жидком состоянии при высоком давлении. Размеры конденсатора выбираются таким образом, чтобы газ полностью сконденсировался внутри конденсатора. Поэтому температура жидкости на выходе из конденсатора оказывается несколько ниже температуры конденсации.

Затем хладагент в жидкой фазе при высокой температуре и давлении поступает в регулятор потока (терморегулирующий вентиль), где давление смеси резко уменьшается, часть жидкости при этом может испариться, переходя в парообразную фазу. Таким образом, в испаритель попадает смесь пара и жидкости. Жидкость кипит в испарителе, отбирая тепло от охлаждаемой среды, и вновь переходит в парообразное состояние. Размеры испарителя выбираются таким образом, чтобы жидкость полностью испарилась внутри испарителя. Поэтому температура пара на выходе из испарителя оказывается выше температуры кипения, происходит так называемый перегрев хладагента в испарителе. В этом случае даже самые маленькие капельки хладагента испаряются и в компрессор не попадает жидкость. Перегретый пар выходит из испарителя и цикл возобновляется. Таким образом, хладагент постоянно циркулирует по замкнутому контуру, меняя свое агрегатное состояние с жидкого на парообразное и наоборот.

Все компрессионные циклы холодильных машин включают два определенных уровня давления. Граница между ними проходит через нагнетательный клапан на выходе компрессора с одной стороны и выход регулятора потока (терморегулирующего вентиля) с другой стороны. Нагнетательный клапан компрессора и выходное отверстие регулятора потока являются разделительными точками между сторонами высокого и низкого давлений в холодильной машине. На стороне высокого давления находятся все элементы, работающие при давлении конденсации. На стороне низкого давления находятся все элементы, работающие при давлении испарения.