冷冻式干燥机的原理因为饱和水蒸气的密度是有极限的，在气动压力为2MPa范围内时，可以认为饱和空气中水蒸气的密度只取决于温度高低，而与空气压力无关。温度越高，饱和空气中的水蒸气的密度越大，水分也就越多；反之，温度越低，水分越少（这种现象也体现在了日常生活中，即冬季空气干冷，夏季空气湿热）。冷冻式干燥机就是利用与空调除湿相似的原理达到目的的。通过对压缩空气冷却降温，使压缩空气中的水蒸气凝结成液滴，从而达到减少压缩空气含湿量的目的。将压缩空气冷却到尽量低的温度，使其所含水蒸气的密度变小，形成“结露”，汇聚这些结露形成的小水滴，凝结出的液滴经过自动排水系统排出机外，就达到了去除压缩空气中水分的目的。只要干燥机出口的下游管路不低于冷冻式干燥机的蒸发器出口的露点温度，就不会产生二次结露的现象，也就不会出现冷凝水，压缩空气在使用现场就实现了相对干燥。
因为涉及结露凝析成水这一过程，所以温度不能低于冰点，否则一旦出现结冰现象就不能有效排水。通常，冷冻式干燥机的标称“压力露点温度”大多为2～10℃。如0.7MPa的10℃的“压力露点”换算成“常压露点”为-16℃。可以理解为，当这部分压缩空气重新膨胀到大气压（0.1MPa），在不低于-16℃时，压缩空气不会有液态水出现。压缩空气的所有除水方式都只是相对干燥，满足某一要求的干燥度。绝对的去除水分是不可能办到的，超出使用需求地追求干燥度也是非常不经济的。冷冻式干燥机可以单独使用，也可以作为吸附式干燥机的前级使用，先除去气体中的大量水分，从而降低吸附式干燥机的工作强度和负荷。
冷冻式干燥机的特点
冷冻式干燥机具有如下特点。
（1）在传输过程中，只要管道温度不低于压力露点，而且使用环境不低于其所对应的大气露点，则无论传输过程或使用过程都不会有凝结水从管道或气动设备中再次析出。
（2）由于二次回温，传输中压缩气体的实际温度要远高于露点（即不饱和状态），管道内气体相对湿度远低于导致金属内壁生锈的湿度条件（相对湿度小于50%）。
（3）混杂在压缩气体中的固体颗粒在水蒸气凝聚过程中起着凝结核的作用，会随凝聚液一起排出机外，这意味着冷冻式干燥机具有自净功能，因而对进气预处理要求不是很高，并且在本质上也不具备产生二次污染的可能，这是许多其他干燥方法不具备的优点。
（4）冷冻式干燥机的流通阻力比具有相同流量的过滤器小，也不比吸附式干燥机更大，而且能长期保持稳定不变。
（5）冷冻式干燥机运转能耗与其处理的露点相适应，与相同规格的其他干燥方法相比较低，在除水过程中虽也有气量消耗，但往往可以小到忽略不计。
冷冻式干燥机基本上没有易耗易损件，其工作寿命取决于所用的零部件质量。
与相同规格的吸附式干燥机相比，冷冻式干燥机的外形尺寸要小得多，因而，单机处理量可做到很大，整机价格也相对经济。目前，冷冻干燥法也随着制冷技术的发展而取得进步，如冷冻式干燥机单机处理能力已经可以达到1000Nm3/min以上。
冷冻式干燥机的稳定性较好，可以实现设备的长期连续运转。
在原理上，因为气体所降的最终温度直接影响到干燥效果，冷冻干燥的温度不能降到0℃以下（水分在0℃以下会结霜或结冰，不易清除，这种现象称为“冰堵”），因此冷冻式干燥机所能达到的干燥度不能很高。
- 冷冻干燥法对环境温度比较敏感，加上大容量的冷冻机需要很多冷却水，在高寒、缺水地区，应用这种方法会带来一些问题。
威斯尼斯人602-C在冷冻式干燥机中的应用
威斯尼斯人602-C系列露点仪是专为冷冻式干燥机设计的高性能露点测量仪器。它结合了最新的传感器技术，能够提供快速、稳定且可重复的露点数据测量。在冷冻式干燥机的出口安装威斯尼斯人602-C露点仪，可以实时监测干燥后的压缩空气的露点温度。通过精确的露点监测，用户可以优化干燥机的运行参数，确保压缩空气的干燥度符合生产要求。例如，在某机械制造工厂，使用HG602-C系列露点仪对冷冻式干燥机的出口压缩空气进行湿度监测。自安装HG602-C系列露点仪以来，该工厂的压缩空气管道腐蚀问题得到了有效解决，设备故障率降低了30%，生产效率显著提高。
