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恒温恒湿试验箱的除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到露点温度以下，使大于饱和含湿量的水汽凝聚析出，这样就降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将恒温恒湿试验箱内的空气抽出，并将干燥的空气注入，同时将湿空气送入可循环利用的干燥进行干燥，干燥完后又送入恒温恒湿试验箱内，如此反复循环湿。现在大部分综合试验箱采用种除湿方式法，后一种的除湿方式，可以使露点温度达到0℃以上，适用于有非凡要求的场合，但费用较贵。
压缩机是制冷系统心脏，它吸入低温低压气体，通过膨胀阀变成高温高压气体，通过冷凝成液体放出热量，通过风机带走热量，所以恒温恒湿试验箱下面是热风原因，然后通过节流到为压液体，其次通过蒸发器成为低温低压气体后回到压缩机，制冷剂在蒸发器中吸收热量完成气化过程重而吸收热量，达到制冷目的，完成恒温恒湿试验箱降温过程。
恒温恒湿试验箱加湿的过程实际上就是提高水汽分压力，起初的加湿方式就是向试验箱壁喷淋水，通过控制水温使水表面饱和压力得到控制，箱壁表面的水次年工程较大的面，在这个面上通过扩散的方式向箱内加入水汽压使试验箱中相对湿度升高。这种方式的加湿系统稳定后湿度波动性较小，比较适合恒定湿热试验，但是这种方式已不能满足加湿量的要求，并且会对试验品造成不同程度的污染。
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