小型冷凍干燥機通過冷卻降溫，使壓縮空氣中的水蒸汽凝結成液滴，從而達到減少含濕量的目的。凝結出的液滴經過自動排水系統排出干燥機。只要干燥機出口的下游管路所處的環境溫度不低于蒸發器出口露點溫度，就不會產生二次結露現象。
小型冷凍干燥機系統工作時，壓縮機將蒸發器所產生的低壓低溫制冷劑蒸汽吸入汽缸內，經壓縮后壓力升高(溫度也升高)到稍大于冷凝器內的壓力時，將高壓制冷劑蒸汽排到冷凝器中。所以壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽的作用。在冷凝器內，溫度和壓力較高的制冷劑蒸汽與溫度較低的空氣(或常溫水)進行熱交換而冷凝為液體。這時液態制冷劑再經膨脹閥降壓(降溫)后進入蒸發器，在蒸發器內吸收壓縮空氣的熱量而汽化。這樣，被冷卻物體便得到冷卻，而制冷劑蒸汽又被壓縮機吸走，開始下一個循環周期。這樣，制冷劑在系統中經過壓縮、冷凝、膨脹(節流)、蒸發四個過程完成了一個循環，如此周而復始地不斷進行，通過連續制冷循環，實現了制冷的目的。
小型冷凍干燥機的工作少不了必要的檢查工作：
1.每次啟動設備前檢查所有截止閥(壓縮機吸、排氣閥、閥、手動閥門流體等)是否在一個開放的位置;壓力表正常;壓縮機油位正常;冷卻水壓力、溫度讀數是正常的。應注意電氣傳動是否正常。壓縮機自動液體如果油壓差重置，關注壓縮機運行聲音正常，如果不正常，請檢查;冷卻線是否有異常振動，如果有，使用相應的固定措施，根據流動是正常的，如果有氣泡，它顯示了制冷劑缺乏或膨脹閥流量太大;閥結霜狀況;冷凍油回油等。
2.由于工作將產生高溫和低溫、高溫部件可能，低溫部分可能受損，所以這些部件需要修理達到房間溫度;尤其是在低溫情況下，必須實現打開后上面的室溫，否則會有凝析油生產和保存在系統中。由于產生熱量和冷卻溫度、振動，因此可能會出現一些松螺絲，焊接裂紋，破損等現象，導致制冷劑泄漏，石油和制冷劑泄漏的凍干;所以有油漬是制冷劑泄漏。平時應該檢查機器零件，才容易找到泄漏。
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