Холодильные машины, или чиллеры (англ. Chiller – охладитель, холодильник), это устройства механического охлаждения, главным образом, жидкости. Чиллеры используют эффекты поглощения и выделения тепла при различных физических и химических процессах.

Задача любой холодильной машины, вопреки названию, это не выработка холода, а перенос тепла, то есть, отбор тепла у одной рабочей среды и передача его другой.

Наиболее распространенный тип холодильных машин – парокомпрессионный. В таких чиллерах компрессор нагнетает хладагент в виде горячего газа в конденсатор, охлаждаемый окружающим воздухом или водой, где происходит конденсация газа с выделением тепла, далее жидкий хладагент получает резкое падение давления в дроссельном устройстве и кипит (испаряется) в испарителе с поглощением тепла, после чего в виде газа поступает в компрессор, процесс замыкается. Это, так называемый, цикл Карно. При этом, неважен тип компрессора, конструкция машины, рабочие среды, хладагент – принцип остается неизменным, изменяется только область рабочих температур и, соответственно, область применения.

Парокомпрессионные холодильные машины чрезвычайно эффективны – они переносят (в наиболее распространенных сценариях, абсолютный диапазон шире) от двух до семи ватт тепла на каждый потребляемый ватт электроэнергии, иными словами, имеют холодильный коэффициент 2-7.

Другой популярный тип холодильных машин – это абсорбционные чиллеры. В них также используется поглощение тепла в процессе испарения хладагента, но после испарения хладагент не сжимается, а абсорбируется в абсорбере и далее разделяется с помощью дистилляции или ректификации. Такие чиллеры намного менее эффективны (холодильный коэффициент до 1), весьма громоздки, но зато не имеют компрессора, содержат мало или вовсе не содержат движущихся частей и позволяют получать холод за счет тепла, а не электричества, а, также, позволяют строить системы когенерации и тригенерации. Так как разделение абсорбента и хладагента требует высокой температуры, то требуется источник тепла – сжигание топлива, либо «бросовое» тепло, например, в энергетике или химпроизводстве.

Существует еще несколько типов холодильных машин (детандерные, вихревые, термоэлектрические), но они предназначены для узкоспециальных сфер применения (криогеника, космос, химия и т.п.).