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恒溫恒濕柜是溫濕度儲存設備中使用量較大的設備，可以模擬復雜多變的溫濕度變化環境和一些極端氣候環境。所以經常用來存放各種需要穩定溫度的產品，文物，藥品等貴重物品。通常，一些物品暴露在室外環境中的高溫、潮濕、低溫和干燥的氣候條件下。有時這些氣候因素會不斷變化，給物品本身帶來嚴重的物理化學變化，影響物品的正常使用。恒溫恒濕柜的工作原理就是模擬這種氣候環境來測試試驗物品的性能。
恒溫恒濕柜的工作原理是模擬自然環境中高溫、低溫、潮濕、干燥的氣候條件，由柜內的控制系統相互配合來實現。其原理主要是通過對室內空間的空氣進行加熱、制冷、加濕和除濕而產生的。氣室、循環風道、加熱裝置、冷凍裝置、加濕裝置、循環風機內置于室內，導風板、散熱器安裝于頂部。溫濕度控制器根據設定的溫濕度和試驗箱內溫度傳感器的傳輸信號發出指令，通過演算時間和SSR控制模塊控制加熱加濕器的輸出和冷凍單元的動作，循環空氣從頂部均勻吹出，從底部循環通過測試空間，閉環控制方式。
通過上述一系列系統和部件之間的協同，完成加熱、冷卻、加濕、干燥的動作，模擬溫濕度的交換場景，并通過PID控制所有協同系統，實現一些極端的溫濕度環境和溫濕度。
恒溫恒濕柜的溫濕度工作原理可以用比較專業的語言概括如下：
工況：適用于回風系統的某一空間，不適用于新風系統。正常溫度5°C~45°C。
制冷原理：高壓液態制冷劑通過過濾器流出，通過膨脹閥節流減壓，進入蒸發器。隨著壓力下降，制冷劑在蒸發器中繼續吸收空氣傳遞給蒸發器的熱量，變成蒸汽。
蒸汽進一步被壓縮機吸入，被壓縮的高溫高壓氣體進入風冷冷凝器，熱量被冷凝器散發并帶走，制冷劑變成高溫高壓液體，通過過濾器循環到膨脹閥，使室內熱量傳遞到室外，室內溫度降低。
制熱原理：當調節后的空氣溫度低于所需溫度時，恒溫恒濕機的電腦控制器開啟電加熱器，將空氣加熱，通過風機送入被調節的房間，達到制熱目的。
除濕原理：當調節后的空氣中的濕度大于要求值時，空氣會被蒸發器冷卻到露點溫度以下，空氣中的水分被分離出來，達到除濕的目的。加濕原理：當被調節空氣的相對濕度低于必要值時，恒溫恒濕機的電腦控制器打開電極加濕器，啟動電極加濕器，使水沸騰變成蒸汽，通過風機送到空調房，實現加濕。
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