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等级压力露点℃备注

1 ≤-70

2 ≤-40

适用于吸干机

3 ≤-20

4 ≤+3

5 ≤+7

适用于冷干机

6 ≤+10

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。