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冷冻式干燥机工作原理是指由热交换系统、制冷系统和电气控制系统三部分组成的原理。压缩空气首入预冷却器进行气-气或气-水的热交换，除去一部分热能，然后进入冷热空气交换器，和已经从蒸发器出来被冷却到压力露点的冷空气进行热交换，使压缩空气的温度进一步降低。
冷冻式干燥机运用了物理原理，将压缩空气中的水分冷冻至露点以下，使之从空气中析出的空气干燥机。受限于水的冰点温度，理论上来说它的露点温度可接近于0度，实际情况，好的冷冻干燥机露点温度一般在5度左右。
冷冻干燥（以下简称冻干）就是将含水物质，先冻结成固态，而后使其中的水分从固态升华成气态，以除去水分而保存物质的方法。在压缩空气干燥过程中，其冷冻干燥是通过降低压缩空气温度，使压缩空气中的水份析出。冷冻干燥机（冷干机）的工作原理与电冰箱一样，压缩空气经过冷冻的压缩空气管道后，压缩空气温度下降至要求的温度，达到干燥的要求。
