冷凍機（チラー）とは？空調設備で使われる冷凍機の仕組みをわかりやすく解説

冷凍機（チラー）とは？

冷凍機（チラー）とは、水などの液体を冷却し、空調設備や製造設備で使用する冷水を作る機械です。英語では「Chiller」と呼ばれます。

大型のビル、病院、商業施設、工場などでは、冷凍機で作った冷水を建物内の空調機へ供給し、室内の冷却に利用します。

冷凍機そのものが室内の空気を直接冷やすのではなく、冷水を作り、その冷水を通じて熱を移動させる方式が代表的です。

冷凍機の主な役割は、空調設備で使用する冷水を作ることです。

冷凍機で作られた冷水は、ポンプによって配管内を循環し、空調機などで熱を受け取ります。

一般的な冷凍機は、冷媒を循環させる「冷凍サイクル」を利用して熱を移動させます。冷媒は、蒸発・圧縮・凝縮・膨張の過程を繰り返します。

蒸発器では、冷媒が水などから熱を受け取り、蒸発します。その結果、水が冷却され、空調設備で使用する冷水が作られます。

圧縮機は、蒸発した冷媒を圧縮し、高温・高圧の状態にします。圧縮機は冷凍サイクルを成立させる主要な機器の一つです。

凝縮器では、冷媒が熱を外部へ放出して液体に戻ります。熱の放出方法は、空冷式と水冷式で異なります。

膨張弁は、冷媒の圧力を下げて温度を低下させ、蒸発器へ送ります。冷媒は再び水から熱を受け取り、冷凍サイクルを繰り返します。

冷凍機を使用する空調システムでは、一般的に次のような流れで冷水を循環させます。

AHUは建物内へ空気を供給する空調機、FCUはファンとコイルを使って室内の空気を冷却・加熱する機器です。

詳しくは、AHUとは？、FCUとは？、ポンプとは？も参照してください。

どちらが適しているかは、建物の規模、設置スペース、運転条件、保守方法などによって異なります。

水冷式冷凍機では、冷凍機で発生した熱を冷却水に移し、冷却塔から外気へ放出します。

冷却水ポンプが冷却水を循環させ、冷却塔では水の一部を蒸発させるなどして熱を外部へ逃がします。冷却された水は冷凍機へ戻ります。

冷却塔は冷凍機とは別の設備であり、冷凍機で作る冷水を冷やす機器ではありません。主に冷凍機の凝縮器側で受け取った熱を外部へ放出する役割を持ちます。

冷却塔とは？もあわせて確認してください。

冷凍機は、機器内蔵の制御装置によって運転状態や保護機能を管理します。設備構成によっては、外部の自動制御システムや中央監視システムとも連携します。

例えば、次のような情報を監視する場合があります。

ただし、監視できる項目や外部から操作できる範囲は、冷凍機の仕様や通信方式によって異なります。外部から運転指令を出す場合も、機器側の運転許可条件や保護機能が優先されます。

冷凍機の異常や冷却能力の低下が発生した場合は、警報表示や機器の取扱説明書を確認し、施設の保守手順に従って対応します。

症状・情報	確認するポイント
冷水温度が下がらない	冷水の流量、負荷、設定温度、冷凍機の運転状態
冷却水温度が高い（水冷式）	冷却塔、冷却水ポンプ、冷却水の流量や温度
流量に関する警報	ポンプの運転状態、バルブの開度、ストレーナや配管の状態
通信異常	通信状態、設定、接続機器の電源、通信方式
運転停止・故障警報	冷凍機の警報コード、保護停止の理由、メーカーの手順