预冷器

2.3.4.1 预冷器
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，达到节约能源的目的。
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。
图2-12是冷干机的预冷器结构示意图。