冷凍干燥機的工作原理 冷凍式干燥機采用了降溫結(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。壓縮空氣首先進入預冷卻器進行氣-氣或氣-水的熱交換,除去一部分熱能,然后進入冷熱空氣交換器,和已經(jīng)從蒸發(fā)器出來被冷卻到壓力露點的冷空氣進行熱交換,使壓縮空氣的溫度進一步降低。
之后壓縮空氣進入蒸發(fā)器,與制冷劑進行熱交換,壓縮空氣的溫度降至0-8℃,空氣中的水份在此溫度下析出,通過氣水分離器分離后,經(jīng)過自動排水器排出。而干燥的低溫空氣則進入冷熱空氣交換器進行熱交換,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,而多余的水蒸氣會凝結(jié)成液體。冷凍干燥機就是利用這一原理采用制冷技術干燥壓縮空氣的。因此冷干機具有制冷系統(tǒng)。
冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷,由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等四個基本部件組成。它們之間用管道次連接,形成一個密閉的系統(tǒng),制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動,發(fā)生狀態(tài)變化并與壓縮空氣和冷卻介質(zhì)進行熱量交換。
制冷壓縮機將蒸發(fā)器內(nèi)的低壓(低溫)制冷劑吸入壓縮機汽缸內(nèi),制冷劑蒸汽經(jīng)過壓縮,壓力、溫度同時升高;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行熱交換,制冷劑的熱量被水或空氣帶走而冷凝下來,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)過膨脹閥節(jié)流成了低溫低壓的液體并進入蒸發(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吸走,這樣制冷劑便在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)這樣四個過程,從而完成了一個循環(huán)。
在冷凍干燥機的制冷系統(tǒng)中,蒸發(fā)器是輸送冷量的設備,制冷劑在其中吸收壓縮空氣的熱量,實現(xiàn)脫水干燥的目的。壓縮機是心臟,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備,將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機輸入功率轉(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)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時控制和調(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。
冷凍式干燥機的冷凝器有幾種形式？
冷凍式干燥機中冷凝器分空氣冷卻式（風冷型冷卻器）和水冷卻式（水冷型冷凝器）兩種。
風冷冷凝器的特點是什么？
風冷冷凝器不需要冷卻水，適合于供水困難地區(qū)或移動性場合應用。但是它的傳熱效果比水冷型差，在氣溫高或通風不良環(huán)境下使用時，冷凝壓力不易降下來；在多粉塵環(huán)境下使用（如水泥廠、面粉廠、紡織廠等）時，冷凝器表面易積塵積垢，影響傳熱，所以一般只適用于中、小型冷凍式干燥機。
冷凍式干燥機中冷凝器的作用和分類
冷凝器在冷凍式干燥機中的作用,是將完成換熱之后,高溫高壓的冷媒冷卻成也液態(tài),讓其進入壓縮機,重新循環(huán)繼續(xù)工作。冷媒在進入冷凝器時,所蘊含的熱量除了壓縮空氣釋放的熱量,還有壓縮機工作是釋放的熱量。
冷凝器分類冷凍式干燥機上使用的冷凝器有兩直種:水冷式冷凝器:高溫冷媒在冷凝器中,與水管里的冷水進行換熱;冷水可以使用一次性的水,也可以循環(huán)使用。當使用循環(huán)水時需建有冷卻水塔或冷水池。在高溫高濕的夏天,由于冷凍式干燥機工作壓力很大,一般只有使用水冷的飯方式才能保證冷凍式干燥機的正常運作;
風冷式冷凝器:高溫冷媒流經(jīng)冷凝器,由風扇對其與環(huán)境空氣進行換熱。它的結(jié)構(gòu)主要為多組蛇型盤管所組成。由于空氣的傳熱性能很差,故通常在蛇形盤管外加肋片,以增加空氣側(cè)的傳熱面積,同時采用通風機來加速空氣流動,以增加空氣側(cè)的傳熱效果。
風冷式冷凝器非常依賴環(huán)境溫度,所以如果機房過熱,極容易造成冷凝器散熱不佳,導致冷凍式干燥機壓力過大。在冷干機里,上述兩種類型的冷凝器都得到了廣泛的應用,小型冷凍式干燥機以風冷為主,中、大型冷凍式干燥機則已水冷式為主。
