傳熱過程分析（熱工分析）是任何熱工設(shè)備設(shè)計和制作的理論依據(jù)。冷凍式干燥機(jī)熱工計算的目的是根據(jù)壓縮空氣狀態(tài)（主要是進(jìn)氣壓力和溫度），確定其降溫過程制冷系統(tǒng)所需要供給的制冷量Q、預(yù)冷器和蒸發(fā)器的負(fù)荷分配、計算冷凍式干燥機(jī)排水量，同時也可借此預(yù)測排氣干球溫度t4。

　　就其實質(zhì)而論，冷凍式干燥機(jī)是由兩個換熱器構(gòu)成的復(fù)合式換熱器，共有三種不同狀態(tài)的流體參與了換熱：

　�、兕A(yù)冷器里，熱流體是溫度較高的飽和壓縮空氣，冷流體是冷卻后相對干燥的壓縮空氣，兩者水當(dāng)量（定壓比熱與質(zhì)量的乘積）極為接近；

　�、谡舭l(fā)器里熱流體是溫度已預(yù)先降低了的飽和壓縮空氣，冷流體是冷媒蒸汽。

　　蒸發(fā)器由獨立的制冷系統(tǒng)提供冷源，而預(yù)冷器的冷源則來自通過蒸發(fā)器冷卻了的壓縮空氣，因而不具備獨立性。所以說，在整個熱交換過程中預(yù)冷器的作用是回收制冷系統(tǒng)產(chǎn)生的部分冷量，客觀上減少了整機(jī)的能量消耗。

　冷凍式干燥機(jī)

　　為什么說壓縮空氣在冷凍式干燥機(jī)預(yù)冷器里的降溫是收到限制的？

　　在冷凍式干燥機(jī)中參與換熱過程的已知量有兩個：一定壓力下的進(jìn)氣溫度t1（與之對應(yīng)的是含水量d1）及目標(biāo)參數(shù)壓力露點td，如下圖──圖中用t3（d3）代替td。

　　冷凍式干燥機(jī)工作過程中的熱工分析

　　冷凍式干燥機(jī)熱工原理圖

　　冷凍式干燥機(jī)預(yù)冷器從蒸發(fā)器回收的冷量Q’越多或進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣溫度t2越低，表示預(yù)冷器里冷氣流的熱交換越劇烈，冷凍式干燥機(jī)排氣溫度t4也就越高；在t3不變的前提下蒸發(fā)器熱負(fù)荷就越小，需要由制冷壓縮機(jī)提供的冷量Q0也就越少，冷凍式干燥機(jī)消耗的能量也就越少。

　　但由于被預(yù)冷器回收的冷量Q’只是壓縮機(jī)總制冷量Q0的一部分，Q0越少，Q’也要隨之減少；而且由于受到冰點極限的限制，壓縮機(jī)不可能提供更多的冷量來分流給預(yù)冷器，這就必然使t2上升，如此循環(huán)的結(jié)果就是使進(jìn)入預(yù)冷器的冷量收到限制，換句話說，即t2的降幅是有限制的。

　　在冷凍式干燥機(jī)熱工計算中，進(jìn)入蒸發(fā)器的空氣溫度t2（d2）是變動值，其高低選擇決定了制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)器的負(fù)荷，相應(yīng)地決定了制冷壓縮機(jī)的功耗。

　　如何計算冷凍式干燥機(jī)的熱負(fù)荷？

　　在冷凍式干燥機(jī)中，換熱器（蒸發(fā)器和預(yù)冷器）負(fù)荷可通過計算熱流體進(jìn)出口焓差來求得：

　　Δh=1.01Δt+（2501+1.84Δt）Δd（KJ/kg干空氣）①

　　式中Δt──作為熱流體的壓縮空氣進(jìn)出口溫度差，℃

　　Δt=t’-t”

　　t’──壓縮空氣進(jìn)入換熱器時的溫度

　　t”──壓縮空氣離開換熱器時的溫度

　　1.01──干空氣的平均定壓比熱，KJ/kg.℃

　　1.84──水蒸氣的平均定壓比熱，KJ/kg.℃

　　2501──水的汽化潛熱，KJ/kg

　　Δd──換熱器中產(chǎn)生的凝結(jié)水量，kg