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 ≤-702 ≤-40适用于吸干机3 ≤-204 ≤+35 ≤+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。

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。