恒温恒湿箱通过三个相互联系的系统：制冷剂循环系统、空气循环系统、电器自控系统。
一、恒温恒湿箱制冷剂循环系统：蒸发器中的液态制冷剂吸收空气的热量(空气被降温及除湿)并开始蒸发，*终制冷剂与空之间形成一定的温度差，液态制冷剂亦蒸发变为气态，后被压缩机吸入并压缩(压力和温度增加),气态制冷剂通过冷凝器(风冷/水冷)吸收热量，凝结成液体。通过膨胀阀(或毛细管)节流后变成低温低压制冷剂进入蒸发器，完成制冷剂循环过程。
二、恒温恒湿试验箱空气环系统：风机负责将空气从回风口吸入，空气经过蒸发器(降温、除湿)，加湿器，电加热器(升温)后经送风口送到用户需的空间内，送出的空气与空间内的空气混合后回到回风口。
三、恒温恒湿试验箱电器自控系统：包括电源部分和自动控制部分。
电源部分通过接触器，对压缩机、风扇、电加器器，加湿器等供应电源自动控制分部分又分为温、湿度控制及故障保护部分:温、湿度控制是通过温、湿度控制器，将回风的温湿度与用户设定的温湿作对比，自动运行压缩机(降温、除湿)，加湿器，电加热(升温)等元件，实现恒温恒湿的自动控制。
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