チラーとはどういうもの？原理や仕組みを解説

チラーとはどういうもので、何に使われると思いますか？チラーについて理解を深めるためには、まず基本的な原理や仕組みを知る必要があります。ここではチラーについての原理や構造などの基礎知識を紹介していきます。

チラーとは

チラーとは、水をはじめとした液体の温度をコントロールするための機械の名称です。チラーを使うことで液体の温度を調整することが可能になり、一定の温度を保てるようになります。チラーは「chill」という英語が語源です。液体を冷却し、温度調整できる機械の総称をチラーと呼んでいますので、たくさんの種類のチラーが存在することになります。種類を具体的にひも解いていくと、大きく2つに分類されます。

チラーの2つの種類

空冷式
水冷式

この2種類が主流で、空冷式はファンを使って液体を冷やします。ファンで外気を取り込むことで、温度調整をする形です。水冷式は外気ではなく、水を循環させることで冷却を行います。基本的には空冷式よりも効率が良く、ファン特有の騒音などもないため、性能面ではより優れていると言えるでしょう。ではチラーを使ってどんなものを冷やすのでしょうか？

チラーが使われるのは産業機械が中心です。産業機械に限ったことではありませんが、多くの機械は動作するために熱を発します。この熱を処理しないと機械内部がどんどん高温になっていき、誤作動や故障の原因になる恐れもあります。そこでチラーを使って機械を冷やし、適切な温度を保つことになります。分析機や電子顕微鏡、さらには溶剤の温度調整のためなどに使われます。

チラーの原理について

チラーの原理は非常に単純なもので、空冷式なら外気、いわゆる空気を使います。水冷式なら身近な水道水をはじめ、水を中心とした何らかの液体を使って冷却を行います。水冷式で使われる液体の種類は多く、水道水の他にも脱イオン水や、蒸留水、軟水などもあります。さらに不凍液やエタノール、メタノールといったアルコール系の液体が冷却に利用されることもあります。

基本的な原理としては、外気もしくは冷却用の液体を、機械を使って循環させます。たとえば水を貯めておくタンクがあり、そのタンクから対象の産業機械に水を流し込み、その水で熱交換を行う形です。冷えた外気や水が循環することで、温度の上昇した液体を冷やすことができるわけです。

この原理だけを見れば、チラーがとてもシンプルな方法で冷却を行っているのがわかるでしょう。実際には精密機械で動いていますが、原理自体は決して難しいものではありません。

また、ここまでは対象の液体を冷却するものとして紹介してきましたが、逆に温度を上げることも可能です。チラーの目的は温度を一定に保つことですので、冷却するだけでなく、温度を上昇させることもできるのです。冷えすぎた液体の場合は、チラーを使って温度を上げるケースもあります。

チラーという名称からは冷却のみが行えるようなイメージを持ちますが、そうではありません。

チラーの仕組みについて

では最後にチラーの具体的な仕組みについても確認していきましょう。

まずは空冷式チラーについてです。チラーは水槽などのタンクに水を貯め、その水を循環させることで動いています。冷たい水が循環することで、特定の機械の温度調整が可能になるのですが、1度冷却に使われた水は温度が上昇してしまい、冷却には使えなくなります。そこでファンが利用され、ファンによって冷却を行うことで調節を行っています。扇風機を当てて水を冷やすような仕組みです。

一方で水冷式は、水を冷やすために水を使います。ファンではなく冷却水と呼ばれる、冷却のための水が使われ、この水によって温度調整を行うのです。ファンによる外気を使うか、冷却用の水を使うかという違いはありますが、チラーの仕組みそのものはどちらも同じです。どうやって冷やすかが違うと覚えておけば良いでしょう。後は水が循環するようになっていますので、温度調整を繰り返しながら動作します。そうして対象となる機械を冷やすなど、温度の調整が可能になり、常に一定の温度で動作させ、安定した動作を期待できるようになります。