冷干機結(jié)構(gòu)原理與維護技術(shù)

一、冷干機的特點簡介

1、工作原理

冷凍式壓縮空氣干燥機通過冷卻降溫，是壓縮空氣中的水蒸氣凝結(jié)成液滴，從而達到減少含濕量的目的。凝結(jié)出的液滴經(jīng)過自動排水系統(tǒng)排出機外，只要干燥機出口的下游管路所處的環(huán)境溫度不低于蒸發(fā)器出口露點溫度，就不會產(chǎn)生二次結(jié)露的現(xiàn)象。

2、工作流程

A濕空氣入口 1冷媒壓縮機

B空氣散熱器 2冷凝散熱器

C高效蒸發(fā)器 3高壓儲液器

D氣水分離器 4干燥過濾器

E自動排水器 5膨脹閥

F干空氣出口 6熱氣旁通閥

G二次回溫器 7壓力開關(guān)

H手動排污閥 8&9散熱風機組

3、冷干機除水流程

壓縮空氣先進入前置后部冷卻器（B），把高溫的壓縮空氣溫度降低后，再進入高效率錯流的交換器（C），此時壓縮空氣在熱交換器內(nèi)極速冷凍，精制到2～8℃，然后進一步進入高效率的三級氣水分離器（D），低溫的空氣在三級氣水分離器內(nèi)一級極速旋轉(zhuǎn)分離，再進入二級超級重心分離段，然后再進入精細隔板分離段進行精細分離水份后，被分離出來的水份利用全自動排水裝置（E）將水份排出系統(tǒng)外，最后得到干燥的壓縮空氣。這得益于其先進的技術(shù)。

壓縮空氣經(jīng)過冷凍、分離后，干燥的壓縮空氣再進入回溫器（G），利用空氣的冷量提升散熱效果，更可以讓干燥后的出口空氣溫度進一步回升到15～40℃，以防止出口空氣管道出現(xiàn)結(jié)露、滴水、生銹等二次問題。

4、制冷系統(tǒng)

系統(tǒng)工作時，壓縮機將蒸發(fā)器所產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸氣吸入氣缸內(nèi)，經(jīng)過壓縮后壓力升高（溫度也升高）到稍大于冷凝器內(nèi)的壓力時，將高壓制冷劑蒸氣排到冷凝器中。所以壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣的作用。在冷凝器內(nèi)，溫度和壓力較高的制冷劑蒸氣與溫度較低的環(huán)境空氣（或水）進行熱交換而冷凝為液態(tài)。這時液態(tài)制冷劑再經(jīng)膨脹閥降壓（降溫）后進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收壓縮空氣的熱量而汽化。這樣，被冷卻物體便得到冷卻，而制冷劑蒸氣又被壓縮機吸走，開始下一個循環(huán)，這樣，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝、膨脹（節(jié)流）、蒸發(fā)四個過程完成了一個循環(huán)，通過連續(xù)不斷制冷循環(huán)，實現(xiàn)了制冷的目的。

5、排水系統(tǒng)

空氣先經(jīng)過預(yù)冷器降溫，再經(jīng)過蒸發(fā)器大幅度降溫出來大量的水，通過擋水板或汽水分離器把冷凝水流到存污水容器，再經(jīng)過排水器排出。

二、換熱原理及冷干機主要部件原理

（一）換熱原理

1）顯熱：大部分傳熱是依靠溫差來傳導(dǎo)熱量的傳熱方式。

2）潛熱：在恒溫的狀態(tài)下物質(zhì)發(fā)生相變所傳導(dǎo)的熱量。

在制冷系統(tǒng)中大部分導(dǎo)熱是以潛熱的導(dǎo)熱方式進行熱交換，也有小部分是以顯熱方式進行熱交換。

如圖所示

（二）制冷系統(tǒng)的主要部件

1、壓縮機

a、作用：將低溫低壓的氣態(tài)冷媒壓縮成高溫高壓的過熱冷媒蒸氣；

b、主要分類：活塞式、渦旋式、轉(zhuǎn)子式、螺桿式、離心式；

c、使用場合：（僅供參考）

冷干機功率為：3匹以下        轉(zhuǎn)子式

冷干機功率為：3～30匹       （全）活塞式

冷干機功率為：25～65匹      （半）活塞式

冷干機功率為： 65匹以上      螺桿式

2、冷凝器

a、作用：經(jīng)過冷卻凝結(jié)，使高溫高壓的過熱冷媒蒸汽變成中溫高壓的液態(tài)冷媒；

b、冷凝器分為風冷式、水冷式。根據(jù)用戶實際情況決定；

3、膨脹閥

a、作用：使高壓中溫的液態(tài)冷媒變成低壓低溫的液態(tài)冷媒；

b、膨脹閥分為內(nèi)平衡式、外平衡式。附原理圖

※內(nèi)平衡膨脹閥的工作原理

內(nèi)平衡膨脹閥在工作時，其感溫包安裝在蒸發(fā)器出口處以感測制冷劑的回氣過熱度，進行自動調(diào)節(jié)。制冷劑經(jīng)閥孔節(jié)流后以A點進入蒸發(fā)器，制冷劑吸熱蒸發(fā)至B點全部汽化為干飽和蒸氣，（忽略蒸發(fā)器內(nèi)部阻力）蒸發(fā)器在B點前溫度不不變，從B點開始制冷劑為過熱蒸氣，C點溫度就是感溫包所感測到的溫度，感溫包內(nèi)壓力PS等于此溫度相對應(yīng)下充注制冷劑（R22、R12）的飽和壓力。

劑R22溫度、壓力對應(yīng)表

溫度

表壓

0 ℃

4.0 bar

2 ℃

4.3 bar

8 ℃

5.4 bar

10 ℃

5.8 bar

※因此當感溫包斷裂時膜片壓力PS等于1bar（ 標準大氣壓）

PS＜PO﹢Pf膨脹閥關(guān)閉，制冷系統(tǒng)斷路，高壓跳機。

4、蒸發(fā)器

a、作用：冷媒與空氣進行熱交換，低溫低壓液態(tài)冷媒吸收空氣中的熱量，變成低壓低溫的氣態(tài)冷媒回到壓縮機；

b、蒸發(fā)器分：殼管式、板翅式。

（三）制冷附件及作用

制冷系統(tǒng)其他附件有：干燥過濾器、視鏡、熱氣旁通閥、儲液器、風機壓力開關(guān)機水量調(diào)節(jié)閥、高低壓保護開關(guān)、排水裝置等。

1、干燥過濾器：過濾制冷劑系統(tǒng)中的水分和顆粒雜質(zhì)，清楚酸性物質(zhì)形成的危險。

2、視鏡：

a、流動狀況以及系統(tǒng)的狀態(tài)；

b、觀察制冷系統(tǒng)有無存在水。

3、水量調(diào)節(jié)閥水冷式（ND-W或WW機型）冷干機配置：控制制冷系統(tǒng)中的冷媒高壓，起到穩(wěn)定自動調(diào)整高壓，使高壓壓力得到保證。

4、熱氣旁通閥：控制制冷系統(tǒng)中的冷媒低壓即蒸發(fā)溫度，防止蒸發(fā)器中結(jié)冰出現(xiàn)冰堵得現(xiàn)象。

5、儲液器：收集并儲存液態(tài)冷媒，保證只有氣態(tài)冷媒進入壓縮機，防止液擊的現(xiàn)象發(fā)生。

6、高低壓保護開關(guān)：進行壓縮機自身保護的功能，防止壓縮機電機燒毀。當壓縮機排出壓力超過設(shè)定值或吸入壓力低于設(shè)定值時，壓力保護開關(guān)自動切斷電路，使壓縮機得到安全保護的作用，一般設(shè)定值為：

高壓設(shè)定值：2.5MPa               低壓設(shè)定值：0.2MPa

7、風機壓力開關(guān)：控制風機的啟動和停止，一般高壓壓力在1.9MPa時風機自動啟動，壓力下降到1.3～1.5 MPa左右時停止。與高低壓壓力開關(guān)的區(qū)別是風機壓力開關(guān)無復(fù)位裝置。

（四）制冷劑的種類

1、制冷劑R22

標準大氣壓（0.1MPa）下，沸點位-40 ℃；表壓力（0.4MPa）時，沸點為0℃；

A、常用中溫制冷劑；

B、無色、無味、不燃燒、不爆炸、是安全的制冷劑；

C、  能部分地與潤滑油相互溶解，而且其溶解度隨著種類及溫度而變；

D、  含水量0.06%。

三、冷干機的安裝要求

1、冷凍式干燥機應(yīng)安裝在環(huán)境溫度為2～38℃，四周通風良好，空氣潔凈的室內(nèi)；特別是避免空氣中含有腐蝕類成分（如氨氣）。當室內(nèi)通風部良時，需在機房內(nèi)安裝排風設(shè)備。

2、冷干機與空壓機之間至少有4～5米的距離，以防止空壓機產(chǎn)生的震動影響冷干機正常運行。

3、風冷型冷干機的金風口與墻體距離1.5米以上，兩臺干燥機得進風口不能面對面。冷干機四周應(yīng)留有一定的空間，以方便維修和日常維護。

4、水冷式干燥機若冷卻水質(zhì)較差時，應(yīng)在冷卻水入口處加裝水過濾器，冷卻水溫度在10～32℃較佳，水壓應(yīng)保持在0.15～0.35 bar之間。

5、干燥機運轉(zhuǎn)時，本身的震動極小，僅在地基松軟處才需做水泥基礎(chǔ)，地基需選擇平坦的地方。應(yīng)避免由空氣管路傳來的空壓機震動影響，如太嚴重時需要接上高壓軟管，以消除震動。

6、自動排水口出口應(yīng)接至排水溝，以免污染生產(chǎn)環(huán)境，排水溝的高度不能高于排水口。

7、  冷干機接在氣源系統(tǒng)中，最好在空氣入口和出口之間做旁路管道，中間設(shè)旁路球閥以便調(diào)試、維修時用。

四、開機前的準備工作及調(diào)試

（一）做好開機前的準備工作

1、打開電控箱，緊固所有接線端子，以免運輸及安裝過程中有松動；檢查電源電壓是否相符，電壓波動范圍不能超過額定電壓的10%；

2、檢查控制面板上的冷媒低壓表和冷媒高壓表，兩個壓力表顯示應(yīng)均衡，讀數(shù)應(yīng)不小于0.4～0.95MPa；若發(fā)現(xiàn)低于此值，不可開啟干燥機，否則將造成壓縮機損壞，應(yīng)立即報給服務(wù)部門進行制冷系統(tǒng)檢查；

3、工況要求檢查：空氣入口壓力，入口溫度及處理風量、冷卻水壓力和溫度是否相符；

4、對于水冷式冷干機，打開冷卻水進出水閥門；

5、開機前必須對壓縮空氣管道系統(tǒng)進行吹掃，以免雜物進入干燥機及過濾器影響使用。

方法：切斷干燥機得壓縮空氣入口及出口閥門，打開旁通閥門啟動空壓機，使氣體走旁路半小時左右，吹掃干凈。

（二）空載調(diào)試

1、開機前準備工作做好后，接通電源，按下啟動鍵；

2、觀察兩個壓力表的變化，正常情況下冷媒高壓表顯示雅鹿上升，冷媒低壓壓力表顯示壓力下降，并慢慢穩(wěn)定下來；

3、觀察冷媒高壓上升到1.7～2.0 MPa時，風機應(yīng)啟動散熱；

4、慢慢調(diào)整熱氣旁路閥（或膨脹閥）使冷媒低壓的壓力保持在0.35～0.45 MPa之間。此時壓縮機的排氣溫度在45～80℃左右。

注意：開機時若發(fā)現(xiàn)壓縮機有異響、壓力表變化異常，應(yīng)立即停機并及時檢查排除故障。

（三）加載調(diào)試

空載運行30分鐘，進入加載調(diào)試。

1、  關(guān)閉空氣出口閥門，緩慢打開進氣閥門（特別是小型冷干機），并保持空氣旁路打開（若有空氣旁路系統(tǒng)），使干燥機緩慢升壓。

2、  檢查空氣管道、法蘭和排水器有無漏氣，及時排除故障；

3、  運行15分鐘后，緩慢打開空氣出口閥門并關(guān)閉旁路閥門，

4、  調(diào)整熱氣旁路閥（或膨脹閥）使冷媒低壓的壓力保持在0.35～0.45 MPa之間。觀察記錄冷媒高壓、冷媒低壓波動情況，檢查排水裝置的動作是否正常，觀察風機運行間隔時間，與空載運行時做比較。

5、  調(diào)節(jié)冷媒高壓，一般應(yīng)為1.3～1.6 MPa之間（最高位2.5MPa）；若低于此范圍，對風冷型，檢查并調(diào)整風機壓力開關(guān)設(shè)定值；對于水冷型，調(diào)整水量調(diào)節(jié)閥的開啟大小。

注意：加載調(diào)試時冷媒低壓會相應(yīng)往上波動一點。冷卻風機常散不停屬于正?，F(xiàn)象，應(yīng)視工況而定。

熱氣旁路閥調(diào)節(jié)方法：順時針旋轉(zhuǎn)旁路閥調(diào)整螺桿，冷媒壓力升高；反之則壓力降低。如圖所示：

（四）關(guān)機步驟

關(guān)機前手動排水（或排污）至水排干凈為止；停機時，先關(guān)閉空氣進口閥門，人后按下關(guān)機按鍵，切斷電源；水冷式關(guān)閉進水閥門。

五、常見故障

（一）制冷系統(tǒng)故障

1、膨脹閥堵塞

A、出現(xiàn)癥狀：視鏡觀察冷媒不流動，膨脹閥出口結(jié)冰結(jié)霜，高壓管發(fā)燙或高壓跳機。

B、造成原因：臟堵、冰堵、感溫毛細管斷裂

C、處理步驟：

調(diào)整膨脹閥過熱度；調(diào)整膨脹閥的開啟度大小；

提高感溫包過熱度，提高PS壓力；如用手捂住感溫包，或者將感溫包放入溫水中；

提高冷媒高壓（風機開關(guān)設(shè)定值），關(guān)閉熱氣旁路閥，進行沖擊臟堵。

2、干燥過濾器堵塞

A、出現(xiàn)癥狀：干燥過濾器進出口有明顯的溫差，或過濾器出口出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。

B、處理步驟：更換干燥過濾器

注意：當系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞，設(shè)備在空載運行時，高、低壓壓力值可能都在正常值范圍內(nèi)；當加載運行時出現(xiàn)高壓嚴重偏高，甚至高壓跳機。在長時間運行中，大量的高溫高壓氣體從熱氣旁路節(jié)流直接回到低壓回氣管，而后會引起壓縮機發(fā)燙，高壓回氣管溫度升到上百度，甚至導(dǎo)致電機燒毀。壓縮機過熱時，壓縮機內(nèi)部熱保護開始工作保護；只有在壓縮機溫度自然冷卻后，方可重新開機。

3、壓縮機故障

A、造成原因：負載超標、電機燒壞、冷干機長期不正常工作、泄漏、啟動電容（小型機）損壞等。

B、判斷方法：

①測量電機阻值來判斷

三相電機：

ROA=ROB=ROC

兩相電機：ROA=ROB+ROC     

（ROB=ROA+ROC）

（ROC=ROA+ROB）

② 測量壓縮機接地電阻的情況；

③ 檢查壓縮機所配電容的情況（ND-05～ND-100AC冷干機配有）

電容檢測方法：將萬用表的檔位調(diào)到最大量程檔（200兆歐以上），兩只探針接電容兩端，無論是電子式還是指針式萬用表，其顯示數(shù)值都是瞬間很小，然后緩慢增大。電容容量越大其增大速度越慢。如果量得電容電阻值為0或∞，并無變化，則可以判斷電容漏液或擊穿。

④ 觀察開機后壓縮機是否有動作（或異響），手感覺壓縮機中部是否發(fā)燙；檢查壓縮機是否有“抱死”現(xiàn)象，必要時可用橡膠榔頭或小木棍敲擊壓縮機中部，再開機觀察壓縮機是否動作；

⑤ 用電流表測量壓縮機運行的電流大小，判斷是否正常。

4、制冷系統(tǒng)漏氟

A、出現(xiàn)癥狀：停機后冷媒高壓表、冷媒低壓表顯示壓力為零或者壓力低壓0.4MPa以下。運行時壓縮機及高壓管的表面溫度高、發(fā)燙，冷媒高低壓多出現(xiàn)偏低狀態(tài)；如嚴重漏氟，會導(dǎo)致低壓報警。

B、處理步驟：須查漏、補漏，并灌氟重新調(diào)試。

C、蒸發(fā)器內(nèi)漏的判斷方法：

① 停止冷干機工作，將制冷系統(tǒng)內(nèi)的冷媒放光（注意應(yīng)完全放光，即壓力表上顯示為零），針閥關(guān)閉；

② 打開壓縮空氣進口閥門，使壓縮空氣通過蒸發(fā)器。這時觀察冷媒壓力表的變化。如果蒸發(fā)器內(nèi)漏，一段時間后冷媒壓力表逐漸有壓力，并達到壓縮空氣的壓力大小。這樣可以判斷是蒸發(fā)器內(nèi)漏。

D、如果通入壓縮空氣后，長時間冷媒壓力表上沒有變化，或者只有一點點的升高，則不一定是蒸發(fā)器內(nèi)漏。原因是少部分氟利昂會溶入在冷凍油中，然后緩慢的釋放出來。

（二）空氣系統(tǒng)故障

1、 空氣系統(tǒng)在設(shè)備進口與出口有壓力降

處理步驟：

A、蒸發(fā)器內(nèi)部冰堵，冷媒低壓偏低；調(diào)整冷媒低壓在0.35Mpa之上；

B、壓縮空氣前置過濾器濾芯失效；

C、空氣壓力表壞；

D、排水系統(tǒng)嚴重漏氣

2、 空氣系統(tǒng)除水不良

處理步驟：

A、壓縮空氣入口壓力嚴重偏低；

B、排水系統(tǒng)不排水，電子排水器時間設(shè)定短；

C、浮球排水器臟堵，手動排污不及時。

D、更換濾芯。

（三）電器系統(tǒng)故障

1、高低壓開關(guān)斷路

處理步驟：屬于保護措施，手動復(fù)位并檢查制冷系統(tǒng)情況

2、熱繼電器斷路

處理步驟：檢查熱繼電器電流選向，并查實際電流值

3、按下啟動按鈕不啟動

處理步驟：

①接觸不良；

②高低壓開關(guān)保護，或者溫度開關(guān)保護；

③延時時間未到；

④檢查控制系統(tǒng)。

4、開機跳空氣開關(guān)

處理步驟：

A、檢查線路是否有短路或接觸不良造成缺相現(xiàn)象；

B、檢查電磁接觸器；

C、測量實際運行電流值；

D、檢查壓縮機電機阻值，判斷壓縮機是否運作。

5、控制系統(tǒng)保險絲燒掉

處理步驟：

A、檢查電子排水器線圈阻值是否短路；

B、根據(jù)控制系統(tǒng)原理圖查短路地方。

6、接上電源壓縮機不運行

處理步驟：

①檢查電源相序，再查原理圖。

②電源進線不符合要求。

③壓縮機故障

（四）排水系統(tǒng)故障

1、排水口處冰堵：調(diào)整冷媒低壓到正常值。

2、浮球排水器臟堵：清洗浮球排水器。

3、電子排水器不排水：檢查電子排水器線圈，及電器原理圖。

排水系統(tǒng)的重要性：當冷干機除下凝結(jié)水后，不能 及時的排水，空氣的流速把凝結(jié)水帶出冷干機到用戶的用氣點，帶來氣源中含水。因此用戶要經(jīng)常利用手動排水按鈕ESC進行排水，觀察電子排水器的排水時間，進行重新設(shè)定排水時間。

六、冷干機的日常維護和保養(yǎng)

（一）每班觀察記錄儀表值4次

1、壓縮空氣進出口壓差不超過0.035Mpa；

2、 冷媒低壓表0.3 Mpa-0.5 Mpa；

3、 高壓壓力表1.2 Mpa-1.9 Mpa。

（二）經(jīng)常觀察排水、排污系統(tǒng)

電子排水閥的動作正常，卻無水排出，很可能是過濾網(wǎng)堵塞，這時需清洗過濾網(wǎng)。

1、關(guān)閉排水閥的前端球閥①。

2、按測試按鈕②，排出殘留的壓縮空氣。

3、擰開過濾網(wǎng)塞頭③，取出過濾網(wǎng)④。

4、將過濾網(wǎng)④浸泡于肥皂水中約10分鐘，再用清水清洗（或用凈化后的壓縮空氣吹掃）。

5、清洗完成后，裝回過濾網(wǎng)④及過濾網(wǎng)塞頭③開啟前端球閥①。

在部件無損害的情況下，電磁閥漏氣，其原因可能是冷凝水中大量粉末狀物穿過過濾網(wǎng)，進入閥芯與護套之間的間隙，將閥芯卡住，這時需清洗閥芯。

1、切斷排水閥電源

2、取下線圈，擰開六角螺母，取出閥芯和兩根彈簧，清洗閥座、閥芯和彈簧及閥芯護套，再重新安裝完畢。

3、在取下線圈之前，電子排水閥必須斷電，否則通電的線圈在脫離閥桿后會燒毀。

（三）經(jīng)常觀察冷卻水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)的進口溫度

1、冷卻水水溫2～32℃；

2、水壓0.15～0.3Mpa;

3、壓縮空氣進氣溫度一般應(yīng)≤45℃（以手摸進氣管不燙為宜），特殊除外。

4、冷卻水應(yīng)保持清潔，Y型過濾器半個月清洗一次，水質(zhì)好每月一次；水冷凝器每年清洗一次（具體視水質(zhì)而定），風冷凝器每個月清洗一次；

風冷凝器的清洗，應(yīng)盡量避免壓傷風冷凝器翅面

風冷凝器的周圍應(yīng)保證足夠的空間通風散熱，不能在太陽光的直射下工作；定期用壓縮空氣清除表面積灰，清洗用壓縮空氣的流量、壓力不可太大。

殼管式水冷凝器的清洗：關(guān)閉冷卻水進出口，打開未接水管的端蓋，端蓋外部和墊片只需用水清洗；銅管內(nèi)部用氣體、水或連有抹布的棍子清洗；清洗時應(yīng)注意用力不可太大，以免弄破內(nèi)部銅管。

（四）經(jīng)常觀察制冷系統(tǒng)

1、壓縮機每天至少用手觸摸一次，正常為冰潔、結(jié)霜；

2、干燥過濾器每一星期用手摸兩側(cè)溫差，溫差不宜很大（進口熱、出口涼則需要更換）；

3、若發(fā)現(xiàn)壓縮機有異常聲音及發(fā)熱應(yīng)盡快與售后服務(wù)聯(lián)系。

（五）檢查電器控制系統(tǒng)：吹掃灰塵，緊固接線端（必須在不帶電下進行）

（六）外表保養(yǎng)

定期用干凈毛巾擦除設(shè)備表面油污、塵埃。清除安裝冷干機、空壓機地面的灰塵及油污，保持環(huán)境整潔。