冷干机使用说明

第四章冷冻干燥机及后处理系统

1 空气净化基础知识

1.1 为什么必须对压缩空气进行处理

从空压机输出的压缩空气中含有大量水份、油污及有害杂质，不通过适当的方法清除这些杂质，会对气源系统造成很大的危害。水会使金属器件、管道生锈腐蚀，造成气动组件动作失灵或漏气。油会使橡胶、塑料、密封材料变质或污染产品，造成产品质量不良。固态物质会堵塞节流孔或过滤网，造成阀类动作失灵或使磨耗加快。由此造成的损失往往大大超过气源处理装置的成本和维修费用，故正确选用气源处理系统是绝对必要的。

1.2 如何去除压缩空气中的杂质

在实际应用中对气源系统中的水分一般通过加压、降温、吸附等方法来去除其中的水蒸气；油及杂质和异味的去除方法一般采用精密过滤器滤除。冷冻式干燥机采用冷冻原理降低压缩空气的温度，使其水蒸气冷凝成水滴然后通过离心力将水滴与空气分离从而达到干燥的目的，干燥后的压缩空气干燥度采用露点温度来衡量。

1）露点定义

对应于某一压力，水蒸气开始凝结时的温度。

2）压力露点

在固定的压力下所测得的露点，即为该压力下的压力露点。

3）常压露点（大气压力露点）

在标准大气压力下测得的露点。

在已知某一压力下的压力露点温度或大气压力下露点温度，通过查表即可知道空气的含水量。

露点温度等级表

ISO8573-2000

压力露点与大气压力露点转换表

大气压力露点水份含量表

2 冷冻式干燥机

2.1 空气系统原理

1）潮湿高温的压缩空气流入热交换器，并与从蒸发器排出的冷空气进行热交换，使进入蒸发器压缩空气的温度降低。

2）降温后的压缩空气流入蒸发器与冷媒热交换，压缩空气中的热量被冷媒带走，压缩空气温度急速下降，潮湿空气中的水分因为达到饱和温度迅速冷凝成水滴，经过气水分离器分离后，冷凝水从自动排水阀处排出。

3）降温后的冷空气流经空气热交换与入口的高温空气热交换，经热交换的冷空气因吸收了入口空气的热量提升了温度，同时空气还经过冷冻系统的二次冷凝与高温的冷媒再次热交换使出口的温度得到充分的加热，确保出口空气管路不结露。由于充分利用了出口空气的冷源，降低了机台冷冻系统的负荷确保了机台出口空气的质量。2.2 制冷系统原理

1）开机后冷媒经压缩机压缩由原状态变为高温高压的蒸气。

2）高温高压的蒸气流入冷凝器及二次冷凝，其热量通过热交换被冷却介质带走后温度下降，高温高压的蒸气因为冷凝变成了常温高压的液体。

3）常温高压的液体冷媒流过膨胀阀，因为膨胀阀的节流作用压力降低，使得冷媒变成常温低压的液体。

4）常温低压的液体进入蒸发器后，因为压力的降低液态冷媒沸腾蒸发变成低压低温的气体，冷媒蒸发时吸收了大量压缩空气的热量，使得压缩空气的温度下降达到干燥的目的。

5）蒸发后的冷媒变为低温低压的蒸气，从压缩机的吸气口流回，被压缩机压缩后进入下一循环。

2.3 电气系统原理

冷干机的电气控制系统考虑到简单可靠的原则，小马力

一般采用按钮与接触器的控制方式；大马力部份(螺杆式)一

般采用智能继电器进行控制。以上两种控制不仅控制简单且

可靠。FR冷干机采用质量可靠的按钮进行操作，故障率低。

另附有电气短路保护、过电流保护、冷媒高低压保护、防冻

开关保护满足安全、可靠、实用且便于维修的要求。

3 主要配件功能说明

3.1 冷媒压缩机

目前广为使用的有螺杆式压缩机、涡旋式压缩机、活塞式压缩机等，其中以活塞式压缩应用范围最为广泛，其他产品也在各种冷冻、冷藏装

置中得到了日益广泛的应用。

1）活塞式压缩机

当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，

由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发

生周期性变化。活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压

缩、排气的过程。通过此过程来不断的提高冷媒的压力，

从而实现对冷媒的输送与压缩。

2）涡旋式压缩机

涡旋式压缩机中的主要部件是两个形

状相同的渐开线涡旋卷体，其一是固定卷

体，而另一个是由偏心轴带动，其轴线绕

着固定卷体轴线做公转的绕行卷体。工作

中两个卷体在多处形成密封线，加上两个

卷体端面处的适当密封，从而形成好几个

月牙形气腔。当偏心轴顺时针旋转时，气

体从吸气口进入吸气腔，相继被摄入到外围的与吸气腔相通的月牙形气腔里。随着这些外围月牙形气腔的闭合而不在与吸气腔相通，其密闭容积便逐渐被转移向固定卷体的中心且不断缩小，气体被不断压缩而压力升高。

3）螺杆式压缩机

螺杆式(即双螺杆)制冷压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的

螺旋形齿的转子。转子的齿相当于活塞，转子的齿槽、机体的内壁

面和两端端盖等共同构成的工作容积，相当于气缸。机体的两端设

有成对角线布置的吸、排气孔口。随着转子在机体内的旋转运动，

使工作容积由于齿的侵入或脱开而不断发生变化，从而周期性地改

变转子每对齿槽间的容积，来达到吸气、压缩和排气的目的。

3.2 蒸发器

蒸发器是冷干机的主要换热部件，压缩空气在蒸发器中被强制冷却，其中大部分水蒸气冷却而凝结成液态水排出机外，从而使压缩空气得到干燥。

在蒸发器中进行的是空气与冷媒低压蒸气之间对流热交换，通过

节流装置后的低压冷媒液体，在蒸发器里发生多相变化成为低压

冷媒蒸气，在变化过程中吸收周围热量，从而使压缩空气降温。

3.3 热力膨胀阀

1）功能

（1）产生压降从而完成整个制冷循环。

（2）控制流过蒸发器的冷媒量。

（3）控制蒸发器所产生的过热度, 以保障流

进压缩机的全是气态冷媒。

注意：膨胀阀并不直接控制系统的冷媒量。

2）结构

3）过热度是什么

过热度=回气温度-饱合蒸发温度

从图示中已知，压缩机的吸气温度为10℃，吸气压力为

67psig，查表可知在此压力下对应的饱合温度为4℃，所以：

过热度=10℃-4℃ = 6℃

4）过热度高低对系统的影响：

太低，压缩机产生液撃。

太高，造成排气温度过高影响压缩机正常用运行。

5）感温包的安装位置

3.4 冷凝器

在冷干机中冷凝器的作用是将冷媒压缩机排出的高压、过热冷媒蒸气冷却成为液态冷媒，使制冷过程得以连续不断进行。由于冷凝器排出的热量包括冷媒从蒸发器吸取的热量以及由压缩功转换过来的热量。所以冷凝器的负荷比蒸发器来得大。

3.5 热气旁路阀

热气旁通阀用于系统的能量调节。通过旁通高压冷媒到系统的低压侧，以便在指定的最小吸气压力(低负荷)范围内保持正常的操作。防止机台在低负荷下出现冰堵。

3.6 干燥过滤器

干燥过滤器功能：

1）除去系统中的H2O +酸

2）除去固体杂质

3.7 干燥度窗口

1）观察冷媒充灌情况

2）指示冷媒干燥度

3.8 二次冷凝器

二次冷凝器在机台中与空气热交换功用相同，两者区别在于空气热交换器主要是高温和低温的压缩空气的换热，而二次冷凝主要利用低温的压缩空气与冷冻系统的高压部分进行冷却，使冷媒达到充分的冷却，从而提高机台的制冷效率，同时避免机台冷凝器散热不良所带来的高压跳机或机台

3.9 空气热交换器

空气热交换在冷干机里的主要作用是利用蒸发器出

口的低温压缩空气所带的冷量（对绝大多数用户来讲这部

分冷量属废冷）并用这部分冷量来冷却入口高温的压缩空

气，从而减轻进入蒸发器的热负荷，达到节约能源的目的。

另一方面，低温压缩空气吸收了入口空气的热量在热量温

度得到回升，使排气管道外壁不致因温度过低而出现结露现象。此外压缩空气温度升高，降低了管道内空气的相对湿度。根据金属锈蚀理论，钢的临界相对湿度约为70%，但当空气中有污染或金属表面不洁时，此数值降低，即在较低的相对湿度下，金属就会很快腐蚀。

当相对湿度低于临界湿度时，或低于40%时，无论是什么温度，金属几乎不腐蚀；

3.10 压力表

用于显示冷冻系统高压与低压或空气系统的压力。表上由若干刻度组成。表内下方Mpa和Kg/cm2代表的是压力的单位值。读取压力数值时，观察表上指针所对应的刻度值加上其相对应的单位值即可。如果是冷媒高压表和

低压表观察温度时请根据铭牌上冷媒的种类，并对应表

上冷媒的种类来读取相对应的饱和温度值。

备注：根据不同表框颜色可区分不同用途，蓝色表

框为冷媒低压表，红色表框为冷媒高压表，白色表框为

空气压力表。

4机台操作的基本知识

4.1安装基本要求

1）摆放

（1）机台可不加基础台摆放，但摆放地

面应是坚硬稳定无震动的水平地面,且强度

必须能承受机台的重量。

（2）机台应根据不同机型预留维护距

离，安装时应考虑排水、通风和维护空间等

（3）机台不能安装在潮湿、露天、高温、尘埃多和具有腐蚀性气体的场所下。

2）配管

（1）机台安装时应尽量避免管路太长，弯度太多，管径太小，以免产生压力降。

（2）两台以上空压机共享一台干燥机时，须考虑其处理风量是否足够及管路配置是否匹配。

（3）干燥机出入口应加装旁路阀以便于检修。

（4）安装管路时建议配置过滤器，滤

除系统中的油气及杂质。

（5）配管时建议在管路末端或低处设

排水口，并定时进行排放。

3）配电

（1）配电时需根据机台铭牌准备断路器或保险丝。

（2）为了安全请接地线或其他保护开关。

（3）线路连接完成后应根据铭牌资料再次核对检查连接是否正确，各连接点是否紧固，如由于运输等原因造成线路固定

点松动的请重新紧固。

（4）电源线的线径可根据铭牌上

的电流值选择。

4.2操作方法

1）开机

（1）将电源送至控制箱内，带有电源保护开关及控制保护开关的应先将其切到ON 位置，再按下ON/OFF按钮开关的ON键，运转指示灯指示，机台接触器吸合，压缩机运转。此时冷媒低压表指示值应指示在60—85Psig范围内（适用于R-22冷媒）。R-134a 冷媒应指示在25—45Psig范围内。如果负荷超出此范围，请根据《蒸发压力调节》进行调节。

（2）压缩机运转平稳后冷媒高压表的压力上升至140—280Psig之间（R-22冷媒），R-134a冷媒一般指示在120—240Psig之间。

（3）压缩机的频繁起动会造成压缩机的损坏。因此机台停机后重新启动需等三分

2）关机

（1）关机前请先将空压机关闭。

（2）关闭空压机后,按下ON/OFF开关的OFF关闭，机台停止关闭机台的电源。

（3）关闭时请先将压缩空气关闭再关闭干燥机，尽可能将空气管路中的压缩空气排空，以免因干燥不良或管路水分残留，影响空气质量。

3）热气旁路阀调整

机台启动运行平稳后冷媒低压偏移正常值时请按如下方法调节热气旁路阀。当蒸发压力低于下限时请利用六角扳手顺时针方向调整热气旁路阀使热气进入系统，使蒸发温度上升；反之压力高于上限时利用六角扳手逆时针方向调整热气旁路阀减少热气进入系统，降低蒸发温度。调整旁路阀时，幅度不要太大，进行调整时只要稍微调整待压力稳定后再观察，慢慢修正至正常值。

4）水流调节阀调整

机台启动运行平稳后冷媒高压偏移正常值时请按如下方法调节水流调节阀。当高压压力低于下限时请利用扳手顺时针方向调整调节阀减少水量循环，使高压压力上升；反之压力高于上限时利用扳手逆时针方向调整调节阀，增加水循環量，或打开旁通阀检查是冷凝器是否散热不良。调整水流调节阀前应先检查冷却水循環是否正常，水温是否过高，旁通阀是否处于常闭状态(旁通阀位于水流调节阀旁，冬季运行时如高压压力低于下限时应将其关闭)。如有上述情形应先予以排除后方可调整。

4.3 保养和维护

1）日常保养项目

（1）开机前须检查机台背面冷凝器是否干净，以免散热不良。

（2）机台启动压缩空气送入后检查工作压力是否正常。

（3）压缩空气运行正常后检查自动排水器是否有排水。

（4）机台请每周打开排污阀二次以上。

（5）机台的手动排水阀每日须排水两次以上。

（6）环境温度超过40℃请改善，否则会因散热不良引起机台故障。

（7）冷却水温度应维持在2—34℃之间，高于34℃时，请加装冷却水塔或冷却设备，以降低冷却水的温度。

（8）采用工业用水（PH值：7.0—8.5）作为循环冷却水。

2）阶段性保养项目

（1）每两周或冷凝器背部有较多灰尘时需用干燥的压缩空气或毛刷清理机台背部冷凝器（见图一）。

（2）每月需检查自动排水阀工作是否正常，如异常（不排水或排水不良）时，请清洗排水阀，清洗方法见排水阀的保养章节。

（3）每三个月需检查散热风扇风叶是否有不良的振动现象。

（4）每年检查并拧紧所有螺钉、螺栓和各种固定装置。

（5）每年检查、清理并拧紧所有的电气接头。

（6）请定期采用清洗剂或铜刷清洗水冷凝器。

（7）当环境温度≤0℃时应做好冷却水的防冻，避

免管路冻结。

（8）请定时对冷却水塔进行清理。

3）AD-405排水阀保养

（1）关闭排水阀的前端球阀①。

（2）按下泄气开关②，排出残留的压缩空气。

（3）按住排水阀上盖③，握住排水阀的外罩④向上压，同时逆时针方向旋转卸下排水阀外罩④，拆下过滤网紧固件⑥，取下过滤网⑦将过滤网⑦及冷凝水容器⑤浸泡下肥皂水中约10分钟，再用清水冲洗（或用净化后的压缩空气吹扫）。

（4）清洗完毕后按逆步骤将排水阀装回机台。

备注：维护保养排水阀时，请确保排水阀与空气系统隔离(在零压力下)清洗排水阀时切勿用汽油、甲苯、松香水等有腐蚀性液体清洗，以免对排水阀造成损坏，在清洗过滤网后请注意装回O型密封圈⑧。

4）AD-402排水阀保养

（1）关闭排水阀的前端球阀①用“一字”螺丝起子逆时针旋转泄气螺丝②，排出残留的压缩空气。

（2）将排水阀主体从机台上拆下用专用工具将排水阀外罩④固定（或用链子扳手固定住排水阀外罩），再用扳手将上盖③旋开，取出上盖③拆下过滤网紧固件⑥，取下过滤网⑦将过滤网⑦及冷凝水容器⑤浸泡于肥皂水中约10分钟，再用清水冲洗（或用净化后的压缩空气吹扫）。

（3）清洗完毕后按逆步骤将排水阀装回机台。

备注：维护保养排水阀时，请确保排水阀与空气系统隔离（在零压力下）清洗排水阀时切勿用汽油、甲苯、松香水等有腐蚀性液体清洗，以免对排水阀造成损坏，在清洗过滤网后请注意装回O型密封圈⑧

5 机台维修的基本知识

5.1 查漏测试

检漏工作应在系统工作压力或充注一定量冷媒的条件下进行。常用的检查漏冷媒有下列几种方法：

1）目测法检漏

在冷冻系统中，若发现某部位有渗油、滴油或油渍现象时，就可断定该部位有冷媒泄漏。这种方法适用于已经有使用机台的制冷系统。

2）肥皂水检漏

具体的操作方法，用氮气充注进去，使系统压力达到200PSI后，再用肥皂水抹在各个接头、焊点上，如出现冒泡现象，则证明此处出现泄漏，如此检验可确保万无一失，该方法简单方便。

在检验机台漏冷媒的时候，应该遵守检漏过程的每一个步骤，以确保能够快速找到故障点。

6 机台故障的判断与排除——主要故障分析与排除

6.1 故障情形：机台跳机后故障指示灯亮，待高压压力下降自动或手动复位后故障指

示灯熄灭，机台开机照常运转。

原因一、机器场所的环境温度过高超过40℃。

1）机房在厂房的最顶层阳光直照，通风不良。

2）机房太小又没有排风扇，通风不良。

3）空压机没安装排气管，散出的热气在机房里导致环境温度升高。

针对以上问题建议厂家改善机房的散热。

原因二、冷凝器、冷却器出现脏堵。

1）冷凝器灰尘、杂质很多。（气冷型）。

2）冷却水管路没有装Y形过滤器，水质差造成冷凝器出入口无温差（水冷型）。

3）冷却水塔损坏。

针对以上问题教导用户如何清理冷凝器。

原因三、机器的摆放。

1）机台放置场所离周围墙壁距离太近。

2）机台前后摆放（气冷式）。

3）机台放置场所有热源(太阳直照或空压机排放热气) 。

4）机台放置场所灰尘较多。

针对以上问题建议用户改善机台放置位置和场所。

原因四、冷凝器风扇马达不转。

1）风扇马达启动电容击穿。

2）风扇马达轴承卡死。

3）风扇马达线圈烧毁。

原因五、空压机马力数与冷冻式干燥不匹配。

原因六、冷冻系统中混有压缩空气。

6.2故障情形：机台跳机后故障指示灯亮，按过载电驿复位后故障指示灯熄灭，机台开机照常运转。

原因一、现场用电电压不稳定导致机台内压缩机、风扇电机电流波动较大。

原因二、压缩机内部卡死，导致启动电流过大。

原因三、压缩机启动电容损坏。

原因四、压缩机过热保护损坏。

原因五、配电电线松动，造成电线接触不良引起电流过大。

原因六、机台电路出现短路。

原因七、交流接触器触点接触不良，导致电流过高。

原因八、过载电驿电流设定过低或损坏。

原因九、压缩机开机和关机过于频繁。

6.3 故障情形：用气现场有水份。

原因一、自动排水阀不排水。

1）自动排水阀入口滤网堵塞。

2）自动排水阀浮球破裂。

3）自动排水阀排水杆卡死。

4）自动排水阀使用压力过高。

5）自动排水阀球阀未打开。

6）电子排水阀电磁线圈烧毁。

针对以上问题点教导用户如何清洗和保养自动排水阀。

原因二、干燥机蒸发温度过高。

1）干燥机入口温度过高（超过机器标示的最高入口温度）。

2）机房环境温度过高、散热器冷凝器堵塞无清洗。

3）热气旁路阀调节过大。

4）空压机连续运转但压力低、现场用气量过大。

原因三、干燥机蒸发温度过低。

1）冷冻系统冷媒泄漏。

2）干燥过滤器堵塞。

3）膨胀阀堵塞或损坏。

原因四、空压机马力与冷干机不匹配（现场用气量过大）。空压机运转不停；并达不到工作压力，引起空气流速加快。

原因五、干燥机空气管路中旁路阀没关紧。

原因六、开机顺序出错，应该先开干燥机运转5分钟后再开空压机。

原因七、冷干机内部热交换器铜管破裂，造成压缩空气没经过蒸发器直接到现场。

6.4 故障情形：机台跳机后故障指示灯亮，机台无法开机。

原因一、机台制冷系统中冷媒泄漏分外部漏和内部漏。

1）外部漏可用目测或肥皂水检查（主要检查以下几点）。

（1）制冷配件（压力表、压力开关、角阀、膨胀阀、充灌阀、冷媒安全阀）。

（2）制冷系统管路（冷凝器出入口焊接处、铜管弯头三通、毛细管焊接处漏、冷冻系统铜管各个焊接点）。

2）内部漏可用压缩空气检测或分段检测法。

（1）压缩空气检测法。

打开空气管路的旁路阀，关闭干燥机的出入口阀门,将冷冻系统的压力全部放完，再将干燥机入口阀门打开使压缩空气进入干燥机，如果蒸发器或二次冷凝器里面有漏点，冷冻系统的压力表就会有压力指示，最终指示的压力会跟压缩空气的压力一样高。

（2）分段检测法。

蒸发器和二次冷凝器出入口铜管切断，分别对蒸发器和二次冷凝器进行保压检漏。

原因二、低压保护压力设定错误。

原因三、冷冻系统管路出现阻塞。

原因四、环境温度过低。

原因五、冷媒太少。

6.5 故障情形：冷冻式干燥机入口与出口有压力差。

原因一、干燥机蒸发温度过低造成蒸发器内部结冰。

原因二、压缩空气管路管径比干燥机空气出入口管径小。

原因三、压缩空气管路中弯角过多。

原因四、精密过滤器滤芯出现堵塞。

原因五、出入口阀门没有全部打开。

原因六、压缩空气配置管路过长。

6.6 故障情形：机台全部不能运转。

原因一、电源接错或断线。

原因二、交流接触器线圈烧毁。

原因三、过载电驿触点烧毁。

原因四、高低压保护开关触点烧毁。

原因五、保险丝或无熔丝开关跳脱。

原因六、机台启动开关触点断路。

原因七、油压开关、流量开关接触不良。原因八、高低压保护跳脱后没有复位。原因九、电源欠相或逆相。

原因十、智能继电器内部编程出现故障。

图 SFR-014-027AG电路图

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图 SFR-038～086AG电路图

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