Чиллер: что это, как устроен и как работает — схема и типы

Чиллер — это холодильная машина, которая охлаждает воду или гликоль, а охлаждённая жидкость по трубам несёт холод к станкам, реакторам, фанкойлам и серверам. Внутри четыре главных узла: испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный вентиль. Типовой режим — вода приходит 12 °C и уходит 7 °C; на 1 кВт электричества машина даёт от 2,4 до 6,9 кВт холода в зависимости от типа.

Я руковожу «Энергией холода»: мы производим чиллеры, градирни, насосные группы и автоматику NCT. Статья для главного инженера и технолога, которые впервые выбирают холод для завода или здания. Как не ошибиться с выбором — в статье «Как выбрать промышленный чиллер», остальные материалы — в разделе «Чиллеры».

Чиллер — что это за оборудование и чем он отличается от других холодильных машин?

Чиллер (от английского chill — охлаждать) — парокомпрессионная холодильная машина, у которой компрессор, испаритель, конденсатор и расширительный вентиль собраны на одной раме. Чиллер NCT приходит с завода собранным, со щитом управления: на объекте остаётся завести кабель и подключить трубы.

Главное отличие чиллера от холодильной камеры или кондиционера — он охлаждает не воздух, а жидкость. На выходе из машины NCT холодоноситель бывает от −15 до +20 °C, ниже +6 °C — только на гликоле. Дальше жидкость можно вести по зданию или цеху на сотни метров, тогда как фреоновые трассы на практике редко получаются длиннее 30–50 м.

В нашем референс-листе 42 предприятия в России и Казахстане, где чиллеры NCT охлаждают печатный станок, сварочный портал на «Северсталь Метиз», подсолнечное масло, печь, реакторы химического производства и воздух в торговых центрах.

Чиллер не нужен, если технологии хватает воды +25…+30 °C: её охладит градирня испарением. Для средней полосы правило по нашему каталогу такое: нужна вода холоднее 23 °C — нужен чиллер. Ещё один сосед — абсорбционная машина (АБХМ): она делает холод из тепла и тратит 5–10 кВт электричества на 1 МВт холода против 200–300 кВт у компрессорного чиллера.

Как устроен чиллер: из каких узлов он состоит?

Устройство чиллера — четыре узла холодильного контура плюс щит управления и рама. Хладагент ходит по замкнутому контуру, вода потребителя проходит только через испаритель, охлаждающий воздух или вода — только через конденсатор.

Узел	Что делает	Как выполнен у чиллеров NCT
Испаритель	Хладагент кипит и забирает тепло у воды или гликоля	Теплообменник «хладагент — вода»; у NWCV и винтовых NARV — затопленный кожухотрубный
Компрессор	Сжимает пар хладагента; главный потребитель электричества	Спиральный, винтовой или центробежный безмасляный; от 1 до 6 шт.
Конденсатор	Отдаёт тепло воздуху или воде, хладагент снова становится жидкостью	Воздушный микроканальный с осевыми вентиляторами, выносной, пластинчатый или кожухотрубный водяной
Расширительный вентиль	Снижает давление и дозирует хладагент в испаритель по нагрузке	Электронный расширительный вентиль (ЭРВ) — опция в предложении
Щит управления	Пускает компрессоры по нагрузке, держит температуру, ведёт защиты	Контроллер на машине, связь с диспетчерской

Фреоновых контуров в машине один или два, независимых: два дают частичный резерв. По заказу на раму ставят насосный модуль, фильтр, зимний комплект и виброопоры.

Как работает чиллер: какой холодильный цикл идёт внутри?

Принцип работы чиллера — хладагент по кругу кипит, сжимается, конденсируется и дросселируется, перенося тепло от воды потребителя к наружному воздуху или к воде градирни. Мощность спиральные и винтовые машины меняют ступенями, включая и отключая компрессоры, а центробежная NWCV — плавно, инвертором.

1. Испаритель. Тёплая вода от потребителя, например 12 °C, проходит через испаритель. С другой стороны стенки кипит хладагент при низком давлении: в расчётном примере нашей методички для контура на R410A — при 3 °C. Кипящий хладагент забирает тепло, и вода уходит к потребителю охлаждённой до 7 °C.

2. Компрессор. Компрессор всасывает пар хладагента из испарителя и сжимает его. По нагнетательной линии к конденсатору уходит перегретый газ высокого давления. На этот шаг уходит основная электрическая мощность: моноблок NASA91 в режиме 12/7 °C при +35 °C на улице даёт 309 кВт холода и тратит 101 кВт на компрессоры.

3. Конденсатор. Горячий газ отдаёт тепло наружному воздуху или воде и превращается в жидкость. В том же примере при +35 °C воздуха конденсация идёт при 50 °C, на воде градирни — около 35 °C. Тепла здесь выходит больше, чем холода: к нему добавляется работа компрессора, и при холодильном коэффициенте 5 на 1 кВт холода конденсатор сбрасывает 1,2 кВт тепла.

4. Ресивер и расширительный вентиль. Жидкий хладагент через ресивер идёт к расширительному вентилю; чтобы он пришёл без пузырей пара, его переохлаждают, в примере — на 4 K. Вентиль снижает давление до давления кипения и подаёт в испаритель столько хладагента, сколько нужно под нагрузку. Холодная смесь жидкости и пара снова входит в испаритель, и цикл повторяется.

Работу холодильной машины оценивают холодильным коэффициентом (COP или EER — киловатты холода на киловатт электричества). Каждый градус конденсации стоит денег: по данным производителей потребление компрессора растёт на 1,8–4,0 % на 1 K.

Как выглядит схема чиллера в системе холодоснабжения?

Схема чиллера на объекте — три контура: фреоновый внутри машины, контур холодоносителя к потребителю и контур отвода тепла наружу. Фреоновый собирает завод, два других проектируют под объект.

Контур холодоносителя есть у любого чиллера. Вода или гликоль идёт от испарителя к потребителям и обратно через насос, расширительный бак, фильтр и реле протока (датчик, который разрешает машине работать, только пока через испаритель идёт вода). Обратка входит в испаритель снизу, подача уходит сверху, так аппарат сам выгоняет воздух.

Контур отвода тепла у моноблока спрятан внутри машины. У машины с водяным конденсатором это контур воды или гликоля к градирне или драйкулеру (сухому охладителю жидкости), у машины с выносным конденсатором — медная фреоновая трасса на кровлю.

По нашей практике три четверти проблем на пуске чиллера дают расход и качество воды, четверть — электрика. Поэтому промывку контура, фильтр и реле протока обсуждают до договора: причина в обвязке, а претензию пишут заводу.

Какие бывают типы и виды чиллеров?

Чиллеры делят по двум признакам: как охлаждается конденсатор (воздушный моноблок, выносной конденсатор, водяной конденсатор) и какой стоит компрессор: спиральный — до сотен киловатт, винтовой — средние и крупные мощности, центробежный — крупные хладоцентры.

В маркировке NCT это читается по буквам. Первая N — NCT, вторая — охлаждение конденсатора: A — воздушный на машине, C — выносной воздушный, W — водяной. Третья — компрессор: S — спиральный, R — винтовой, C — центробежный.

Серия	Охлаждение конденсатора	Компрессор	Хладагент	Холод по каталогу 2026	Где ставят
NASA	Воздушное на машине	Спиральный, 2–6 шт.	R410A	69–621 кВт	Улица, кровля
NARA	Воздушное на машине	Винтовой	R404A, R134a	По подбору	Улица, крупные мощности
NCSA	Выносное воздушное	Спиральный, 2–6 шт.	R410A	69–621 кВт	Блок внутри, конденсатор на кровле
NCRA	Выносное воздушное	Винтовой	По подбору	По подбору	То же, крупнее
NWSA	Водяное, пластинчатое	Спиральный, 2–6 шт.	R410A	69–621 кВт	Машинный зал
NWRA	Водяное, кожухотрубное	Винтовой, 2 шт.	R134a	436–1412 кВт	Машинный зал
NWCV	Водяное, кожухотрубное	Центробежный безмасляный, 1–4 шт.	По подбору	229–7033 кВт	Крупные хладоцентры

Центробежный компрессор NWCV стоит на газодинамических подшипниках и работает без масла, поэтому теплообменники дольше остаются чистыми. Есть и исполнения с адиабатическим охлаждением воздуха, с функцией теплового насоса и взрывозащищённые.

Чем отличается принцип работы чиллера с воздушным и водяным охлаждением?

Принцип холодильного цикла у обоих одинаковый, разница — куда конденсатор сбрасывает тепло. Чиллер с воздушным охлаждением отдаёт его уличному воздуху и конденсирует на 10–15 K выше температуры воздуха. Чиллер с водяным охлаждением отдаёт тепло воде градирни и конденсирует около 35 °C, поэтому тратит заметно меньше электричества.

Воздушный моноблок стоит на улице или кровле, всё в одном корпусе. При +30 °C на улице моноблок NASA конденсирует при 46 °C. Рабочий диапазон по каталогу — от +10 до +35 °C, с полным зимним комплектом — до −30 °C. В помещение без мощной вентиляции его не ставят: он будет дуть горячим воздухом сам в себя.

Чиллер с водяным конденсатором стоит в машинном зале, тепло уходит водой к градирне или гликолем к драйкулеру. Открытая градирня даёт самую холодную воду к конденсатору — по нашим схемам около 27 °C; драйкулер охлаждает только до температуры сухого воздуха, и летом гликоль приходит теплее, типовой режим — 40/45 °C.

По каталогам NCT моноблок NASA в режиме 12/7 °C при +35 °C даёт 2,38–2,68 кВт холода на 1 кВт электричества, центробежная NWCV на воде градирни 30 °C — 6,01–6,85. По нашему расчёту на 1000 кВт холода и 3000 часов работы водяная схема экономит около 198 000 кВт·ч в год — примерно 2 млн ₽ при 10 ₽/кВт·ч, из которых ещё вычитают воду, водоподготовку, насосы и вентиляторы градирни.

Чиллер с выносным конденсатором — промежуточный вариант: компрессорно-испарительный блок стоит в помещении, воздушный конденсатор — на кровле, между ними фреоновая трасса. Как сэкономить зимой на любой из схем, рассказываю в статье «Фрикулинг в чиллере».

Как работают чиллер и фанкойл вместе?

В системе «чиллер — фанкойл» чиллер готовит холодную воду, обычно 7 °C с возвратом 12 °C, а насосы ведут её по зданию к фанкойлам (доводчикам с теплообменником и вентилятором в помещении) и приточным установкам. Холод в комнату приносит вода, хладагент остаётся в машине.

В нашем референс-листе чиллер NASA работает на вентиляцию и кондиционирование ТЦ «Искра» в Перми, а в санатории «Факел» в Краснодарском крае столовую кондиционируют чиллер NASA и чиллер NCSA с функцией теплового насоса. Для масштаба: на бизнес-центр 10 000 м² нужно около 1 МВт холода, и обычный чиллер тратит на него около 333 кВт электричества непрерывно.

Отводы к фанкойлам — до Ду50, из стальных или полипропиленовых труб. Главное условие — фанкойлы подбирают под тот же температурный график, что и станцию. Если они рассчитаны на перепад 5 K, а станция на 7 K, начинается синдром низкого перепада: вода возвращается холоднее расчётной, машины недогружены, а насосы гонят лишний расход.

Что в итоге

1. Чиллер — холодильная машина, которая охлаждает воду или гликоль, а не воздух; на выходе машин NCT — от −15 до +20 °C.

2. Холодильный цикл чиллера идёт в четыре шага: хладагент кипит в испарителе, компрессор сжимает пар, конденсатор превращает его в жидкость, расширительный вентиль снижает давление и возвращает хладагент в испаритель.

3. Конденсатор сбрасывает больше тепла, чем машина даёт холода: при холодильном коэффициенте 5 это 1,2 кВт тепла на 1 кВт холода, и градирню или драйкулер подбирают на это тепло.

4. Воздушный моноблок конденсирует на 10–15 K выше температуры воздуха, водяная машина на градирне — около 35 °C; на 1000 кВт холода и 3000 часов разница около 198 000 кВт·ч в год.

Частые вопросы

Чем чиллер отличается от градирни?

Градирня охлаждает воду испарением, без компрессора, и не опускает её ниже расчётного мокрого термометра по СП 131.13330 плюс 3–4 K. Чиллер охлаждает компрессорным циклом и даёт воду 7 °C и холоднее в любую погоду. На многих заводах работают оба: летом градирня охлаждает конденсатор чиллера, зимой сама даёт холодную воду.

Сколько электричества потребляет чиллер?

По каталогам NCT на 1000 кВт холода воздушный моноблок в режиме 12/7 °C при +35 °C тратит около 370–420 кВт, центробежная машина на воде градирни 30 °C — около 145–165 кВт. Во что это выливается за 15 лет — в статье «Стоимость владения чиллером».

Почему чиллер не выдаёт паспортную мощность?

В девяти случаях из десяти виновато качество воды, а не завод и не монтажники. Миллиметр накипи на теплообменнике отнимает около 30 % производительности. В гликолевом контуре опасна заниженная концентрация гликоля: резко растёт коррозия.

Что значит тонна холода в марке чиллера?

Холодильная тонна (refrigeration ton) — единица холода, 1 тонна ≈ 3,52 кВт. В марке NWCV цифры — тонны, число после дефиса — компрессоры: NWCV 300-1 — 300 тонн, около 1055 кВт холода, один компрессор.

Источники

• СП 131.13330 «Строительная климатология».

• Каталоги чиллеров NCT 2026: серии NASA, NARA, NCSA, NCRA, NWSA, NWRA, NWCV.

• Опыт и расчёты «Энергии холода», референс-лист чиллеров NCT, январь 2026 г.

Подобрать чиллер под ваш объект — получить консультацию