冷却チラー: 入門書

チラーについて考えるとき、私たちは一般に、小売店、オフィスタワー、ショッピングモール、空港ターミナル、大学キャンパスなどの大規模施設を冷却するという重労働を行うように設計されたシステムを思い浮かべます。 チラーは主に冷却を目的としていますが、家庭用の温水や暖房などにも利用できる熱を生成します (多くの場合補助が必要です)。

簡単に言うと、チラーは冷媒と熱力学の原理を使用して、空調された空間から熱を除去します。 しかし、「チラー」は、さまざまなシステム構成、冷却技術、捕らえられた熱を排除する方法を含む広い用語です。

冷却装置には主に 2 つのタイプがあります。 圧縮冷凍機は、機械システムを使用して冷媒の状態を変化させ、冷媒を移動させます。 吸収式冷凍機は、熱源を使用して冷凍サイクルを駆動します。

NEWS は最近、業界の専門家に、さまざまなチラー システムと技術、およびさまざまな種類のチラーの利点、制限、一般的な用途について説明するよう依頼しました。 彼らが言わなければならなかったことは次のとおりです。

使い方：ジョンソンコントロールズ社応用機器製品マーケティングディレクターのロブ・タナー氏は、圧縮冷凍機の主要コンポーネントは蒸発器、電動コンプレッサー、凝縮器、膨張弁であると述べた。

圧縮冷凍機は、冷媒ガスを機械的に絞り、圧縮冷凍サイクルに送ります。 「このサイクル内で、冷水は蒸発器内で生成され、建物全体にある空気処理ユニット (AHU) の冷却コイルを通って送られます」とタナー氏は述べています。

暑いときも寒いときも： YORK CYK ヒート ポンプは、チラーとヒート ポンプを組み合わせたもので、2 台の遠心圧縮機を使用して熱回収機能付きチラーと比較して高い水温を供給し、温水と冷水を同時に供給できます。 このユニットは、冷暖房のためにチラーとボイラーを組み合わせる場合に比べて、水の使用量と運用コストを節約できます。 (ジョンソンコントロールズ社提供)

空気が冷却コイルに吹き付けられ、AHU が冷却された空気を建物内に移動させ、不要な熱をチラーの水回路に戻します。 国立快適研究所（NCI）の南カリフォルニアトレーニングセンターのマネージャー、ジェフ・スタージョン氏によると、熱は熱交換器を流れる冷媒に吸収され、その後コンプレッサーに戻るという。

「熱の遮断が起こった後、冷水は凝縮器に戻り、サイクルを繰り返します」とタナー氏は言う。

圧縮冷凍機は、4 つの機械圧縮技術のいずれかを採用しています。

ダンフォスのシニア製品マネージャー、エディ・ロドリゲス氏によると、遠心コンプレッサーは回転するインペラを使用して冷媒に運動エネルギーを加えます。 「インペラは流体の速度を増加させ、エネルギーを加えて圧力を増加させます」と彼は言いました。

ロドリゲス氏によると、スクリュー、スクロール、レシプロコンプレッサーはすべて、冷媒の体積を減らすことで冷媒の圧力を高めます。 スクリューコンプレッサーは回転するヘリカルスクリューを使用し、スクロールコンプレッサーは固定スクロールと旋回スクロールを組み合わせて圧力を生成し、往復コンプレッサーはピストンシステムを使用します。 ロドリゲス氏によると、3つの技術はすべて「ポジティブ・ディスプレースメント」と呼ばれているという。

ターボコア: Danfoss Turbocor TGS380 遠心コンプレッサー。蒸気圧縮チラーに使用されます。 Turbocor テクノロジーは、オイルフリーの磁気ベアリング、可変速ドライブ、2 段階圧縮、永久磁石同期モーターを使用します。 (ダンフォス提供)

アプリケーション:圧縮冷凍機の冷却能力は、使用される圧縮技術の種類によって大きく異なります。 ロドリゲス氏によると、スクロール圧縮冷凍機と往復圧縮冷凍機は通常、小規模用途に使用され、スクリュー圧縮冷凍機は中規模用途に、遠心圧縮冷凍機は中規模から大規模用途に使用されます。