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冷冻式干燥机的工作原理

2021年02月23日 12:34:08   分类: 干燥机

常用冷干机按冷凝器的冷却方式分有风冷型、水冷型两种;按进气温度高低分有高温进气型(80℃以下)和常温进气型(40℃左右);按工作压力分有普通型(0.3—1.0MPa)和中、高压型(1.2MPa以上)。

  冷冻式干燥机的工作原理

  冷冻式干燥机的制冷原理


  冷冻式干燥机是由热交换系统、制冷系统和电气控制系统三部分组成的原理。压缩空气首先进入预冷却器进行气-气或气-水的热交换,除去一部分热能,然后进入冷热空气交换器,和已经从蒸发器出来被冷却到压力露点的冷空气进行热交换,使压缩空气的温度进一步降低。

  冷干机工作时,压缩机将蒸发器所产生的低压低温制冷剂蒸汽吸入汽缸内,经压缩后压力升高(温度也升高)到稍大于冷凝器内的压力时,将高压制冷剂蒸汽排到冷凝器中。所以压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。

  在冷凝器内,温度和压力较高的制冷剂蒸汽与温度较低的空气(或常温水)进行热交换而冷凝为液体。这时液态制冷剂再经膨胀阀降压(降温)后进入蒸发器,在蒸发器内吸取压缩空气的热量而汽化。这样,被冷却物体便得到冷却,而制冷剂蒸汽又被压缩机吸走,开始下一个循环周期。

这样,制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、膨胀(节流)、蒸发四个过程完成了一个循环,如此周而复始地不断进行,通过连续制冷循环,实现了制冷的目的。

  冷冻式干燥机的换热原理:

  1、显热:大部分传热是依靠温差来传导热量的传热方式。

  2、潜热:在恒温的状态下物质发生相变所传导的热量。

  在制冷系统中大部分导热是以潜热的导热方式进行热交换,也有小部分是以显热方式进行热交换。如下图所示。

  冷冻式干燥机的主要组成结构

  冷冻式压缩空气干燥机通过冷却降温,使压缩空气中的水蒸汽凝结成液滴,从而达到减少含湿量的目的。凝结出的液滴经过自动排水系统排出干燥机。只要冷干机出口的下游管路所处的环境温度不低于蒸发器出口露点温度,就不会产生二次结露现象。

  冷冻式干燥机的压缩空气系统

  干燥机的目的是干燥高压气,把压力为30-32bar温度为30℃-50℃的高压气的温度降到1-6℃,过滤出其中的水分,供吹瓶机使用。


  冷冻式干燥机的冷却水系统

  冷却水主要是用来冷却冷媒,把气态的冷媒变成液态,冷却水在塔水机里进行降温。

  冷冻式干燥机的冷媒系统

  利用冷媒的低沸点特性,在热交换时从液态变成气态吸取压缩空气的温度,从而降低压缩空气的温度。

  冷冻式干燥机的排水系统

  空气先经预冷器降温除去一部分水,再经蒸发器大幅度降温除去大量的水,通过挡水板或汽水分离器把冷凝水排到隔污桶,再经排水器排出。

冷冻式干燥机制冷系统的主要部件

  1、压缩机

  a.作用:将低温低压的气态冷媒压缩成高温高压的过热冷媒蒸汽;

  b.主要分类:活塞式、涡旋式、刮片式、螺杆式、离心式;

  c.使用场合:

  冷干机功率为:1~2匹,热泵,刮片式(仅供参考);

  冷干机功率为:3~12匹,涡旋式;

  冷干机功率为:12~20匹,(全)活塞式;

  冷干机功率为:25~65匹,(半)活塞式;

  冷干机功率为:65匹以上,螺杆式。

  2、冷凝器

  a.作用:经过冷却凝结,使高温高压的过热冷媒蒸汽变成高温高压的液态冷媒;

  b.冷凝器分风冷式、水冷式。根据用户实际情况决定

  3、膨胀阀

  a.作用:使高温高压的液态冷媒变成低温低压的液态冷媒;

  b.膨胀阀分内平衡式、外平衡式。

  内平衡膨胀阀的工作原理:

  内平衡膨胀阀在工作时,其感温包安装在蒸发器出口处以感受氟利昂的回汽过热度,进行自动调节。制冷剂经阀孔节流后以A点进入蒸发器,制冷剂吸热蒸发至B点全部汽化为干饱和蒸汽,〔忽略蒸发器内部阻力〕蒸发器在B点前温度不变,从B点开始制冷剂为过热蒸汽,C点温度就是感温包所感受的温度,感温包内压力Ps等于此温度相对应下充注剂(R22、R12)的饱和压力。

  阀门处于平衡位置时:PS=P0+Pf


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