冷凍乾燥機の主要部品の役割
1. 冷凍コンプレッサー
冷凍コンプレッサーは冷凍システムの心臓部であり、今日のほとんどのコンプレッサーは密閉型往復コンプレッサーを採用しています。冷媒を低圧から高圧へと昇圧し、継続的に循環させることで、システムは内部の熱をシステム温度よりも高い環境へ継続的に放出します。
2. コンデンサー
コンデンサーの機能は、冷媒コンプレッサーから排出された高圧・過熱の冷媒蒸気を冷却して液体冷媒にすることです。その熱は冷却水によって奪われ、これにより冷凍プロセスが継続的に継続されます。
3. 蒸発器
蒸発器は冷凍式乾燥機の主要な熱交換部品であり、圧縮空気は蒸発器内で強制的に冷却され、水蒸気の大部分は冷却されて凝縮し、液体の水となって機外に排出されます。これにより、圧縮空気は乾燥されます。低圧冷媒液は蒸発器内で相変化を起こし、低圧冷媒蒸気となり、相変化の際に周囲の熱を吸収することで、圧縮空気を冷却します。
4. サーモスタット式膨張弁（毛細管式）
サーモスタット式膨張弁（キャピラリー）は、冷凍システムの絞り機構です。冷凍式乾燥機では、蒸発器への冷媒供給とレギュレータへの冷媒供給は、この絞り機構を介して行われます。この絞り機構により、高温高圧の液体から冷媒が蒸発器へ流入します。
5. 熱交換器
大多数の冷凍乾燥機は熱交換器を備えています。熱交換器は空気と空気の間で熱を交換する熱交換器で、一般的には管状熱交換器（シェルアンドチューブ熱交換器とも呼ばれます）です。冷凍乾燥機における熱交換器の主な機能は、圧縮空気が蒸発器で冷却された後に持つ冷却能力を「回収」し、この冷却能力の一部を使用して、水蒸気を多く含む高温の圧縮空気（つまり、空気圧縮機から排出され、空気圧縮機の後部冷却器で冷却され、空気と水で分離された飽和圧縮空気は、一般的に40℃以上です）を冷却することです。これにより、冷凍乾燥システムの加熱負荷が軽減され、省エネの目的を達成します。一方、低温の圧縮空気は熱交換器内で温度が回収されるため、圧縮空気を輸送する配管の外壁が周囲温度よりも低い温度によって「結露」現象を起こすことはありません。また、圧縮空気の温度が上昇すると、乾燥後の圧縮空気の相対湿度が低下し（通常20％未満）、金属の錆び防止に効果的です。一部のユーザー（空気分離プラントなど）では、水分含有量が少なく温度の低い圧縮空気が必要なため、冷凍乾燥機には熱交換器が装備されていません。熱交換器が設置されていないため、冷気をリサイクルできず、蒸発器の熱負荷が大幅に増加します。この場合、エネルギーを補うために冷凍コンプレッサーの出力を上げる必要があるだけでなく、冷凍システム全体の他のコンポーネント（蒸発器、凝縮器、絞り部品）もそれに応じて増やす必要があります。エネルギー回収の観点から、冷凍乾燥機の排気温度が高いほど良い（排気温度が高いほど、エネルギー回収が多いことを示す）ことが常に期待されており、入口と出口の間に温度差がないのが最善です。しかし実際にはこれを実現することは不可能で、空気入口温度が 45 °C 未満の場合、冷凍乾燥機の入口温度と出口温度が 15 °C 以上異なることは珍しくありません。
圧縮空気処理
圧縮空気→機械式フィルター→熱交換器（放熱）→蒸発器→気液分離器→熱交換器（吸熱）→出口機械式フィルター→ガス貯蔵タンク
保守点検：冷凍乾燥機の露点温度をゼロ以上に維持します。
圧縮空気の温度を下げるには、冷媒の蒸発温度も非常に低くなければなりません。冷凍式乾燥機が圧縮空気を冷却すると、蒸発器ライナーのフィン表面に膜状の凝縮水が形成されます。蒸発温度の低下によりフィン表面温度が氷点下になると、表面の凝縮水が凍結する可能性があります。
A. 蒸発器の内側のブラダーフィンの表面に熱伝導率が非常に低い氷の層が付着すると、熱交換効率が大幅に低下し、圧縮空気が十分に冷却されず、熱吸収が不十分なため冷媒の蒸発温度がさらに低下する可能性があります。このようなサイクルの結果、冷凍システムに多くの悪影響（「液体圧縮」など）が必然的にもたらされます。
B. 蒸発器のフィン間隔が狭いため、フィンが凍結すると、圧縮空気の循環面積が減少し、ひどい場合は空気の経路が遮断され、「氷詰まり」が発生します。要約すると、冷凍乾燥機の圧縮露点温度は0℃以上にする必要があり、露点温度が低くなりすぎないように、冷凍乾燥機にはエネルギーバイパス保護（バイパスバルブまたはフッ素ソレノイドバルブによって実現）が設けられています。露点温度が0℃を下回ると、バイパスバルブ（またはフッ素ソレノイドバルブ）が自動的に開き（開度が大きくなり）、凝縮されていない高温高圧の冷媒蒸気が蒸発器の入口（またはコンプレッサー入口の気液分離タンク）に直接注入され、露点温度が0℃以上に上昇します。
C. システムのエネルギー消費の観点から見ると、蒸発温度が低すぎるため、コンプレッサーの冷凍係数が大幅に低下し、エネルギー消費が増加します。
診る
1.圧縮空気の入口と出口の圧力差は0.035Mpaを超えない。
2.蒸発圧力計0.4Mpa〜0.5Mpa;
3.高圧圧力計1.2Mpa-1.6Mpa
4. 排水システムと下水道を頻繁に監視する
操作の問題
1 起動前に確認する
1.1 配管ネットワークシステムのすべてのバルブは正常なスタンバイ状態にあります。
1.2 冷却水バルブが開かれ、水圧は 0.15 ～ 0.4Mpa、水温は 31℃ 以下である必要があります。
1.3 ダッシュボード上の冷媒高圧メーターと冷媒低圧メーターには表示があり、基本的には同じです。
1.4 電源電圧をチェックし、定格値の 10% を超えないようにします。
2 ブート手順
2.1 スタートボタンを押すと、AC コンタクタが 3 分間遅延されてから起動し、冷媒コンプレッサーが作動を開始します。
2.2 ダッシュボードを観察すると、冷媒高圧計がゆっくりと約 1.4Mpa まで上昇し、冷媒低圧計がゆっくりと約 0.4Mpa まで低下するはずです。この時点で、機械は正常な動作状態になっています。
2.3 乾燥機が3〜5分間作動した後、最初に入口空気バルブをゆっくり開き、次に負荷率に応じて出口空気バルブを最大負荷まで開きます。
2.4 入口空気圧ゲージと出口空気圧ゲージが正常かどうかを確認します（2つのメーターの読み取り値の差が0.03Mpa以内であれば正常です）。
2.5 自動排水装置の排水が正常かどうかを確認します。
2.6 乾燥機の動作状態を定期的に点検し、空気の入口と出口の圧力、冷炭の高低圧などを記録します。
3 シャットダウン手順。
3.1 排気バルブを閉じます。
3.2 吸気バルブを閉じます。
3.3 停止ボタンを押します。
4つの注意事項
4.1 無負荷状態での長時間の稼働は避けてください。
4.2 冷媒圧縮機を連続的に始動しないでください。また、1 時間あたりの始動および停止の回数は 6 回を超えてはなりません。
4.3 ガス供給の品質を確保するため、始動と停止の順序を必ず守ってください。
4.3.1 開始: エアコンプレッサーまたは入口バルブを開く前に、乾燥機を 3 ～ 5 分間稼働させます。
4.3.2 シャットダウン: 最初にエアコンプレッサーまたは出口バルブをオフにし、次に乾燥機をオフにします。
4.4 乾燥機の入口と出口を結ぶ配管網にはバイパスバルブが設置されており、処理されていない空気が下流の空気配管網に流入するのを防ぐため、運転中はバイパスバルブをしっかりと閉じておく必要があります。
4.5 空気圧は0.95Mpaを超えてはならない。
4.6 入口空気温度は45度を超えません。
4.7 冷却水の温度は31度を超えません。
4.8 周囲温度が2℃以下のときは電源を入れないでください。
4.9 電気制御キャビネット内のタイムリレーの設定時間は3分未満であってはならない。
4.10 「スタート」と「ストップ」ボタンを操作する限りの一般的な操作
4.11 空冷式冷凍式乾燥機の冷却ファンは圧力スイッチによって制御されます。冷凍式乾燥機が低温で運転しているときにファンが回転しないのは正常です。冷媒高圧が上昇すると、ファンは自動的に回転を開始します。
投稿日時: 2023年8月26日