恒溫恒濕機的運作原理是通過三個相互聯系的系統：制冷劑循環系統、空氣循環系統、電器自控系統運轉的，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，制冷劑與空之間形成一定的溫度差，液態制冷劑亦*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。
空氣環系統：風機負責將空氣從回風口吸入，空氣經過蒸發器（降溫、除濕），加濕器，電加熱器（升溫）后經送風口送到用戶需的空間內，送出的空氣與空間內的空氣混合后回到回風口。
電器自控系統：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、電加器器，加濕器等供應電源自動控制分部分又分為溫、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，將回風的溫濕度與用戶設定的溫濕作對比，自動運行壓縮機（降溫、除濕），加濕器，電加熱（升溫）等元件，實現恒溫恒濕的自動控制故障保護控制是通過壓力保護、延時器、繼電器、過載保護等相互組合達到，對壓縮機，風機，加濕器等元件進行故障保護的控制。
恒溫恒濕機結構：
（1）試驗箱箱體為整體結構形式，制冷系統位于箱體后下部，控制系統位于試驗箱的上部。
（2）工作室一端的風道夾層內，分布加熱器、制冷蒸發器、風葉等裝置；試驗箱左側設有Ф50電纜孔，試驗箱為單開門（不銹鋼嵌入式門拉手）
（3）采用雙層耐高溫抗老化硅橡膠密封，可有效保證試驗箱溫度的流失
（4）箱門上設有觀察窗、防霜裝置及可開關控制的照明燈。觀察窗采用多層中空鋼化玻璃,內側膠合片式導電膜加熱除霜。照明燈的使用可有效的觀察工作室內的試驗變化。
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