恒温恒湿培养箱中气流通过箱内的浅水盘表面，此温度等于水面温度的饱和空气边界区进行湿热交换。当边界区内蒸汽分子浓度大于流过的气流的水蒸汽分子浓度，则为加湿，反之则为降湿。

恒温恒湿培养箱压缩机是制冷系统心脏，它吸入低温低压气体，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，所以恒温恒湿培养箱下面是热风原因，然后通过节流到为低压液体，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，完成恒温恒湿培养箱降温过程。

在恒温恒湿培养箱低温高湿情况下，由于加入的蒸汽与空气未充分混合，或与箱壁接触而出现局部冷凝，则不仅使加入的蒸汽量减少，而且还放出热量使箱内湿空气温度上升；加上前述的ε′＞ε，所以并非等温的加湿过程，箱内温度会有所升高。蒸汽加湿如用电热加湿，分开启式和密闭式。开式响应性较慢，常有滞后现象，故湿度波动较大，但结构简单可靠。闭式蒸汽压力大于大气压，在0.1～0.3MPa之间，无滞后，但需配有减压阀、电磁阀、泄水管等，结构复杂，多用于大型人工气候室中。开式多用于中小型恒温恒湿培养箱中。

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