冷干机,即冷冻式压缩空气干燥机,是一种利用压缩空气的温度变化来去除空气中水分的设备。其工作原理基于空气冷却凝结水分的物理现象,通过降低空气温度,使水蒸气凝结成液态水,然后通过排水系统将其去除,从而达到干燥压缩空气的目的。
冷干机的工作流程主要包括以下几个步骤:
压缩空气进入:压缩空气从进气口进入冷干机。
预冷处理:压缩空气首先进入前置后部冷却器(或称为热交换器的预冷部分),通过降低高温压缩空气的温度来进行预冷。这一步有助于初步降低空气中的水蒸气含量,为后续的凝结过程做准备。
深度冷却与凝结:经过预冷的空气进入蒸发器,这是冷干机的核心部件。在蒸发器内,制冷剂吸收压缩空气的热量并发生汽化,使得空气温度大幅度下降,从而产生大量的冷凝水。这些冷凝水通过挡水板或汽水分离器的引导,流入存污水容器中。
排水:存污水容器中的冷凝水通过自动排水系统被排出机外,确保干燥效果。自动排水系统通常包括浮球式排水器或电子自动排水器,它们能够根据水位变化自动开启或关闭排水孔。
温度回升:在经过冷冻和分离后,干燥后的空气再进入回温器(或称为二次冷凝器、预冷回热器),使空气温度回升到适宜范围(如20℃左右),从而有效预防出口空气管道结露、滴水或生锈等问题。
冷干机的制冷系统是其关键组成部分,主要包括压缩机、冷凝器、膨胀阀(或节流机构)和蒸发器。这些部件协同工作,完成制冷剂的压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个过程,从而实现连续的制冷循环。具体过程如下:
压缩机:将蒸发器产生的低压低温制冷剂蒸气吸入气缸内,经过压缩后,制冷剂蒸气的压力和温度都会有所升高。
冷凝器:高压制冷剂蒸气在冷凝器内与温度较低的环境空气或水进行热交换,从而冷凝成为液态。冷凝器可分为风冷式和水冷式,具体选择需根据用户实际情况决定。
膨胀阀:液态制冷剂经过膨胀阀进行降压和降温处理,再进入蒸发器。膨胀阀有内平衡式和外平衡式之分,用于调节进入蒸发器的制冷剂流量。
蒸发器:在蒸发器内,低温低压的液态制冷剂吸收压缩空气的热量并发生汽化,使得被冷却的物体得到有效的降温。同时,制冷剂蒸气又被压缩机重新吸入,开始新一轮的循环。
此外,冷干机还配备有控制系统,用于监控和控制设备的运行状态,包括温度、压力、排水等。通过精确的控制,冷干机能够确保稳定的干燥效果,满足各种工业应用的需求。
总的来说,冷干机的工作原理简单而高效,通过降低空气温度使水蒸气凝结成液态水并排出机外,从而实现压缩空气的干燥。这一过程中涉及多个关键部件和复杂的热交换过程,但总体目标是提供干燥、清洁的压缩空气以满足工业应用的需求。