高性能恒溫恒濕測試箱主要由控溫（低溫制冷、高溫加熱、）和加濕兩部分組成。讓安裝在試驗箱頂部的風扇旋轉，將外部空氣進入箱體以實現空氣循環、平衡箱體內的溫、濕度，由測試箱內的溫、濕度傳感器采集的數據傳導至溫濕度控制器。采用計算機技術對環境溫度、濕度進行測量和控制進行編輯處理，下達實驗所需數值，通過空氣加熱單元、冷凝管以及蒸發單元、復疊式制冷壓縮機的共同完成。內部運作通過：空氣循環系統、電器自控系統壓縮機、制冷循環系統三個關統來共同完成工作的。三者分別如何工作，是怎樣達到相互穩定、相互制約運行的呢?
空氣循環系統——離心風機負責將空氣從回風口吸入，空氣經過蒸發器、加濕器、電加熱器，通過降溫或升溫、除濕或加濕后經送風口送到用戶試驗的空間內，送出的空氣與空間內的空氣混合后回到回風口，如此循環運行達到試驗溫度穩定。
電器自控系統——這塊包括電源部分和自動控制部分。電源部分通過接觸器，對壓縮機、風扇、電加熱器、加濕器等供應電源自動控制部分，其部分為溫濕度控制及故障保護部分。溫濕度控制是通過溫濕度控制器，將回風的溫濕度與試驗設定的溫濕作對比，自動運行壓縮機、加濕器、電加熱等元件進行降溫、升溫、除濕，實現恒溫恒濕的自動控制。
壓縮機制冷循環系統——蒸發器中的液態制冷劑吸收空氣的熱量（空氣被降溫及除濕）并開始蒸發，致使制冷劑與空氣之間形成一定的溫度差，液態制冷劑*蒸發變為氣態，后被壓縮機吸入并壓縮（壓力和溫度增加），氣態制冷劑通過冷凝器（風冷/水冷）吸收熱量，凝結成液體。通過膨脹閥（或毛細管）節流后變成低溫低壓制冷劑進入蒸發器，完成制冷劑循環過程。
高性能恒溫恒濕測試箱控制方式是多段編程控制：控制系統具有預置溫度、濕度曲線,并且根據預置進行控制的能力,并可多段設置.恒溫恒濕試驗箱有能力根據預置的曲線完成試驗過程和循環,并且可以在*大升溫、降溫速率能力的范圍內,控制升溫、降溫的速率,即可以根據設定的曲線的斜率控制升溫、降溫速率。
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