冷凍干燥機(jī)工作原理、制冷原理與換熱原理

　　冷凍式干燥機(jī)采用了降溫結(jié)露的工作原理，主要由熱交換系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)三部分組成。壓縮空氣首先進(jìn)入預(yù)冷卻器進(jìn)行氣-氣或氣-水的熱交換，除去一部分熱能，然后進(jìn)入冷熱空氣交換器，和已經(jīng)從蒸發(fā)器出來(lái)被冷卻到壓力露點(diǎn)的冷空氣進(jìn)行熱交換，使壓縮空氣的溫度進(jìn)一步降低。

　　之后壓縮空氣進(jìn)入蒸發(fā)器，與制冷劑進(jìn)行熱交換，壓縮空氣的溫度降至0-8℃，空氣中的水份在此溫度下析出，通過(guò)氣水分離器分離后，經(jīng)過(guò)自動(dòng)排水器排出。而干燥的低溫空氣則進(jìn)入冷熱空氣交換器進(jìn)行熱交換，溫度升高后輸出。

　　壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的溫度決定的：在保持壓縮空氣壓力基本不變的情況下，降低壓縮空氣的溫度可減少壓縮空氣中的水蒸氣含量，而多余的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成液體。冷凍干燥機(jī)就是利用這一原理采用制冷技術(shù)干燥壓縮空氣的。因此冷干機(jī)具有制冷系統(tǒng)。

　　冷凍干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷，由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生狀態(tài)變化并與壓縮空氣和冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。

　　制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)器內(nèi)的低壓(低溫)制冷劑吸入壓縮機(jī)汽缸內(nèi)，制冷劑蒸汽經(jīng)過(guò)壓縮，壓力、溫度同時(shí)升高；高壓高溫的制冷劑蒸汽被壓至冷凝器，在冷凝器內(nèi)，溫度較高的制冷劑蒸汽與溫度比較低的冷卻水或空氣進(jìn)行熱交換，制冷劑的熱量被水或空氣帶走而冷凝下來(lái)，制冷劑蒸汽變成了液體。

　　這部分液體再被輸送至膨脹閥，經(jīng)過(guò)膨脹閥節(jié)流成了低溫低壓的液體并進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器內(nèi)低溫、低壓的制冷劑液體吸收壓縮空氣的熱量而汽化(俗稱“蒸發(fā)”)，而壓縮空氣得到冷卻后凝結(jié)出大量的液體水；蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸走，這樣制冷劑便在系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)這樣四個(gè)過(guò)程，從而完成了一個(gè)循環(huán)。

　　在冷凍干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備,制冷劑在其中吸收壓縮空氣的熱量，實(shí)現(xiàn)脫水干燥的目的。壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)輸入功率轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)(如水或空氣)帶走。膨脹閥/節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。

　　系統(tǒng)工作時(shí)，壓縮機(jī)將蒸發(fā)器所產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸汽吸入汽缸內(nèi)，經(jīng)壓縮后壓力升高(溫度也升高)到稍大于冷凝器內(nèi)的壓力時(shí)，將高壓制冷劑蒸汽排到冷凝器中。所以壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽的作用。在冷凝器內(nèi)，溫度和壓力較高的制冷劑蒸汽與溫度較低的空氣（或常溫水）進(jìn)行熱交換而冷凝為液體。

　　這時(shí)液態(tài)制冷劑再經(jīng)膨脹閥降壓（降溫）后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收壓縮空氣的熱量而汽化。這樣，被冷卻物體便得到冷卻，而制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸走，開始下一個(gè)循環(huán)周期。這樣，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)壓縮、冷凝、膨脹（節(jié)流）、蒸發(fā)四個(gè)過(guò)程完成了一個(gè)循環(huán)，如此周而復(fù)始地不斷進(jìn)行，通過(guò)連續(xù)制冷循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了制冷的目的。

　　1、顯熱：大部分傳熱是依靠溫差來(lái)傳導(dǎo)熱量的傳熱方式。

　　2、潛熱：在恒溫的狀態(tài)下物質(zhì)發(fā)生相變所傳導(dǎo)的熱量。

　　在制冷系統(tǒng)中大部分導(dǎo)熱是以潛熱的導(dǎo)熱方式進(jìn)行熱交換，也有小部分是以顯熱方式進(jìn)行熱交換。