冷冻式干燥机也就是我们常说的“冷干机”，冷冻干燥机工作原理就是降低压缩空气的温度并将其中的水分析出，从而达到压缩空气干燥的目的。
冷冻式干燥机工作流程
1、制冷压缩机；2、热气旁通阀；3、风冷冷凝器；4、干燥过滤器；5、膨胀阀；6、蒸发器；7、气液分离器；8、空气热交换器（预冷器）；9、气水分离器；10、排水阀
冷干机的工作流程主要分为压缩空气流程一级制冷循环流程。
压缩空气流程
当压缩空气进入冷干机后，会先进入空气热交换器（8）中，同时与蒸发器（6）中已经干燥低温冷空气进行热交换，温度以及含湿量下降。出预冷器被干燥压缩空气压力露点也会降低、此时并没有达到干燥要求，需要干燥的压缩空气会进入蒸发器（6）与制冷剂进行热交换，温度会继续降低，在蒸发器出口其温度会达到要求的压力露点。
出蒸发器（6）的气水混合物会进入气水分离器（9）同时在气水分离器（9）中分离析出的水分，然后通过排水阀（10）排出。然后再一次进入空气热交换器（8），与进入冷干机的热空气进行冷热交换，等待温度升高后排出干燥机。如果能够在制冷器与蒸发器之间增加一个气水分离器使其能够在预冷器析出水分得以分离，这样效果更好。
制冷循环流程
通过制冷压缩机（1）排出的高温和高压制冷剂气体，然后进入冷却器（3），并放出热量，制冷剂会冷凝为液体。出冷凝器的液态制冷剂通过干燥过滤器（4），然后通过节流机构（膨胀阀5）进行降压、降温成为低温气液二相状态，之后会进入蒸发器（6）中，然后在蒸发器（6）中与被干燥的压缩空气进行热交换并汽化。当气态制冷剂出蒸发器（6）后，经过气液分离器（7），防止液态制冷剂进入压缩机造成损坏。气态制冷剂进入制冷压缩机（1）进行压缩并进行下一个循环。
冷冻式干燥机蒸发器换热表面温度低于0℃，换热器壁上就会结霜从而影响被干燥压缩空气的流动，从而影响冷冻干燥机的正常工作。因此需要确保蒸发器换热表面温度需要高于0℃，因此需要控制其温度不能太低，因此在制冷压缩机（1）的排气管道和膨胀阀（5）以及蒸发器（6）的管道上设置热气旁通阀（2），调节蒸发压力。当压力降低到一定程度时热气旁通阀导通，在高温、高压气体进入蒸发器来维持蒸发器换热表面的温度高于0℃。
