冷冻式干燥机预冷器原理和结构

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预冷器原理和结构

绝大多数冷干机具有预冷器,

预冷器是一种空气与空气进行热交换的换热器,

一般为列管式换热器(也称管壳式换热器)。

预冷器在冷干机里的主要作用是“回收”被蒸发器冷却后

压缩空气所携带的冷量,

并用这部分冷量来冷却携带大量水蒸气

的较高温度的压缩空气

(即从空压机排出,经过后部冷却器冷却、

再经过气水分离的温度一般在40℃以上的饱和压缩空气),

从而减轻了冷干机制冷系统的热负荷,达到节约能的目的。

另一方面,低温压缩空气在预冷器里温度得到回升,

使输送压缩空气的管道外壁不致

因温度低于环境温度而出现的“结露”现象。

此外,压缩空气温度升高后,

降低了干燥后压缩空气的相对湿度(一般小于20%),

对防止金属的锈蚀有利。

有些用户(如与空分设备配套)

需要含水量低而且温度也低的压缩空气,

这时冷干机就不再设置预冷器了。

由于不设置预冷器,

冷空气的冷量得不到回收利用,

蒸发器热负荷会增加很多。

在这种情况下,

不仅需要加大制冷压缩机的功率来进行能量补偿,

而且整个制冷系统的其它部件

(蒸发器、冷凝器及节流元器件)

都需要相应增大。

从能量回收角度讲,

我们总希望冷干机排气温度越高越好

(排气温度高,说明能量回收多),

最好进出口没有温差。

但实际上是达不到这一点的,

在空气进口温度为45℃以下时,

冷干机进、出气温相差15℃以上的情况并不鲜见。

这是因为:

1)能量有损失;2)湿热压缩空气在降温时,由于内含的部分水蒸气会凝结成液体(称为“相变”,相变时温度没有变化)所吸收到的全部冷量中有一部分要用来支付相变潜热,因而湿热压缩空气温度降幅比干燥空气的降温幅度小;3)由于空气的传热膜系数较小,导致换热器的传热系数也不大,在这种情况下要实现冷热压缩空气之间彻底热交换,必然要无限制地增大换热面积,这是不可能的。因为所有冷干机都有成本和体积的限制。

冷干机的预冷器结构示意图




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