冷冻式干燥机型号参数 压缩空气冷冻式干燥机

“空新闻培训100课”连载，将空新闻行业需要的知识汇总呈现给大家。本课程中的文章都是原创或原创的。如需转载，请注明来源号，谢谢！

最后一课:空028共100课出版社:压缩空气体净化基础知识（净化部分）

压缩空空气冷冻干燥机在业内一般被称为“冷干燥机”。其主要作用是降低压缩空气体中的水含量，即降低压缩空气体的“露点温度”。在一般工业压缩空气体系统中，它是干燥和净化压缩空气体（也称为后处理）的必要设备之一。

1、基本原理

压缩的空气体可以被加压、冷却和吸收以去除水蒸气。冷冻干燥机是应用冷却的方法。

我们知道空压机压缩的空气体含有各种气体和水蒸气，所以都是湿的空气体。湿空气体的水分含量整体上与压力成反比，即压力越高水分含量越少。空气体的压力升高后，空气体中的水蒸气会凝结成水（也就是说压缩后的空气体变小，无法容纳原来的水蒸气）。

这是相对于原始吸入空气体而言的，水分含量更小（这里是指这部分压缩空气体恢复到未压缩状态）。

但是空压缩机的排气仍然是压缩空气体，其水蒸气含量处于最大可能值，即处于气液临界状态。此时被压缩的空气体称为饱和状态，因此只要稍微加压，水蒸气就会立即从气态变为液态，也就是水将被冷凝出来。

PS.帮助理解：假设空气是一团吸了水的湿海绵，其含湿量就是吸入的水分。如果用力从海绵中挤压出一些水，那么，这团海绵的含湿量相对就减小了。如果放手让海绵恢复，自然就比原来的海绵要干燥。这也就达到了通过加压来除水干燥的目的。如果在挤压海绵不断有水流出的过程中，到达某一个力度后不再加力，则水被挤出将停止，这就是饱和状态。继续再加大挤压的力度，仍然还有水流出。

因此，空压机本身具有除水功能，使用的方法是加压，但这不是空压机的目的，而是一种“烦人”的负担。

为什么不使用“增压”作为压缩空气体的手段？这主要是因为经济性，增加了1公斤的压力。消耗大约7%的能量是非常不经济的。

然而，通过“冷却”来去除水分是相对经济的，冷冻干燥机使用空的类似原理来实现目标。由于饱和水蒸气的密度是有限的，在气动压力（2MPa）范围内，可以认为饱和空气体中水蒸气的密度只取决于温度，而与空气体压力无关。

温度越高，饱和空气体中水蒸气的密度越大，水分越多。相反，温度越低，水分越少（这可以从生活常识中理解，冬天干冷，夏天湿热）。

压缩空气体被冷却到尽可能低的温度，使得压缩空气体中包含的水蒸气的密度降低，并形成“冷凝”，这些冷凝形成的小水滴被聚集并排出，从而达到从压缩空气体中去除水的目的。

因为它涉及到凝结和凝结成水的过程，温度不能低于“冰点”，否则冻结现象将无法有效排水。通常，冻干机的标称“压力露点温度”大多为2~10℃。

例如，10℃时0.7MPa的“压力露点”转换为-16℃的“大气露点”。可以理解，压缩空气体在不低于-16℃的环境中使用时，排放到大气中时不会有液态水。

压缩空气体的所有脱水方法都只是相对干燥，满足一定的所需干燥度。绝对去湿是不可能的，追求干爽超出使用需求是非常不划算的。

2、工作原理

压缩空气体冷冻干燥机对压缩空气体进行冷却，使压缩空气体中的水蒸气凝结成液滴，从而达到降低压缩空气体水分含量的目的。

凝结的液滴通过自动排水系统从机器中排出。只要干燥器出口下游管道的环境温度不低于蒸发器出口的露点温度，就不会发生二次冷凝现象。

3、工作流程

压缩空气体流量:

压缩后的空气体进入空气体换热器（预热器）【1】，预热器对高温压缩空气体进行初步降温，然后进入氟利昂空气体换热器（蒸发器）【2】对空气体进行压缩。

被压缩的空气体与蒸发器中的低温制冷剂进行热交换【2】。此时，压缩空气体的温度很低，约等于露点温度2~10℃。如果没有特殊要求（即压缩空气体没有低温要求），通常压缩空气体将返回空气体热交换器（预热器）【1】与刚进入冷干燥机的高温压缩空气体进行热交换。这样做的目的是:

①有效利用干燥后的压缩空气体的“废冷”对刚进入冷干机的高温压缩空气体进行预冷，以降低冷干机的制冷负荷；

（2）防止干燥后低温压缩空气体导致后端管道外结露、滴水、生锈等次生问题。

制冷过程:

制冷剂氟利昂进入压缩机【4】，压缩后压力升高（温度也升高）。当它略高于冷凝器中的压力时，高压制冷剂蒸汽被排入冷凝器【6】。在冷凝器中，温度和压力较高的制冷剂蒸汽与温度较低的空气体（空气冷却）或冷却水（水冷却）进行热交换，从而将制冷剂氟利昂冷凝成液态。

此时，液态制冷剂被毛细管/膨胀阀【8】减压（冷却），然后进入氟利昂空气体热交换器（蒸发器）【2】，在此吸收压缩空气体的热量并气化。被冷却的物体压缩的空气体被冷却，蒸发的制冷剂蒸汽被压缩机吸走以开始下一循环。

系统中的制冷剂通过四个过程完成一个循环:压缩、冷凝、膨胀（节流）和蒸发。通过不断的制冷循环，实现冷冻和压缩空气体的目的。

4、各部件功能

空气体热交换器

为了防止冷凝水在外部管道的外壁上形成，冻干的空气体离开蒸发器并在空气体热交换器中与高温湿热的压缩空气体进行热交换。同时，进入蒸发器的空气体的温度大大降低。

氟利昂/空气体、热交换

氟利昂制冷剂在蒸发器中吸热膨胀，由液态变为气态，压缩空气体进行热交换降温，使压缩空气体中的水蒸气由气态变为液态。

干燥剂

分离出的液态水在水分离器中与压缩空气体分离。水分离器的分离效率越高，液态水重新挥发到压缩空气体中的比例越小，压缩空气体的压力露点越低。

氟立昂压缩机

气态氟利昂进入制冷压缩机并被压缩成高温高压的气态氟利昂。

氟旁通阀

如果分离出的液态水的温度下降到冰点以下，凝结的冰将导致冰堵塞。氟旁通阀可将制冷温度和压力露点控制在稳定的温度（1~6℃）。

氟利昂冷凝器

氟利昂冷凝器降低氟利昂的温度，氟利昂从高温气体变成低温液体。

氟过滤器

氟过滤器有效过滤氟回路中的杂质。

毛细管/膨胀阀

氟利昂通过毛细管/膨胀阀后，体积膨胀，温度下降，成为低温低压液体。

氟利昂气液分离器

当液态氟利昂进入压缩机时，可能会产生液锤现象，从而导致制冷压缩机损坏。只有气态氟利昂才能通过氟利昂气液分离器进入制冷压缩机。

自动排水器

自动排水器定期将积聚在分离机底部的液态水排出机器。

该冻干机具有结构紧凑、使用维护方便、维护成本低等优点。适用于压缩空气体压力露点温度不太低（0℃以上）的场合。

第029课结束

如果你喜欢，请关注我，接收最新课程更新！