冷凍式乾燥機，又稱冷凍式乾燥器，簡稱冷干機。壓縮空氣冷凍式乾燥機的工作原理：通過降低被乾燥空氣的溫度，使壓縮空氣中的水分析出，從而達到使壓縮空氣乾燥的目的。壓力露點可降到2~10℃。壓縮空氣冷凍式乾燥機的工作流程：

1）壓縮空氣流程 進入冷凍乾燥機的被乾燥壓縮空氣，先進入預冷器，在此與出蒸發器的已乾燥低溫冷空氣進行熱交換，其焓、溫度及含濕量下降。出預冷器的被乾燥壓縮空氣的壓力露點已經降低，但還未達到乾燥的要求，被乾燥空氣繼續進入蒸發器。在蒸發器中與制冷劑進行熱交換，溫度繼續降低，在蒸發器出口，其溫度達到所要求的壓力露點。出蒸發器的氣水混合物進入氣液分離器，在氣液分離器中分離出析出的水分，干空氣再進入預冷器，並與進入冷凍乾燥機的熱空氣進行熱交換，使其溫度升高后，排出冷凍乾燥機。

2）制冷劑流程 制冷縮機排出的高溫、高壓制冷劑氣體，進入冷凝器，放出熱量，冷凝為液體。出冷凝器的液態制冷劑通過節流機構（毛細管或膨脹閥）降壓、降溫而成為低溫的氣液二相態進入蒸發器，在蒸發器中與被乾燥空氣進行熱交換而汽化。過熱氣體出蒸發器后，進入制冷壓縮機進行下一個循環。冷凍乾燥機蒸發器換熱表面溫度低於0℃，將會在換熱表面上結霜、結冰而影響被乾燥氣體的流動，進而影響冷凍乾燥機整機的工作，因此需保証蒸發器換熱表面積溫度高于0℃，這就要控制制冷劑的蒸發溫度不能過低。為此，在壓縮機的排氣管路和膨脹閥的出口到蒸發器的進口管路上，設置熱氣旁通閥，調節蒸發壓力。當蒸發壓力降低到一定程度，熱氣旁通閥導通，高溫、高壓氣體直接進入蒸發器，以維持蒸發器換熱表面積的溫度高于0℃。壓縮空氣冷凍式乾燥機的優、缺點：工作穩定、能耗低，在處理高含濕量及較大空氣流量時性能好，但其只能將空氣壓力露點降到2~10℃。