低温恒温槽采用逆卡若循环,该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成,其过程如下:制冷剂经压缩机绝热压缩到较高的压力,消耗了的功使排气温度升高,之后制冷剂经冷凝器等温度和四周介质进行热交换将热量传给四周介质。后制冷剂经截流阀绝热膨胀做功,这时制冷剂温度降低。然后制冷剂通过蒸发器等温地从温度较高的物体吸热,使被冷却物体温度降低。此循环周而复始从而达到降温之目的。试验箱之制冷系统全封闭压缩机所组成的单元氟利昂制冷系统。低温恒温槽制冷系统的设计应用能量调节技术,既能保证制冷机组正常运行,又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效的调节,使制冷系统保持在较佳的运行状态。采用平衡调温(BTC),既在制冷系统在连续工作的情况下,控制系统根据设定之温度点通过PID自动运算输出的结果去控制加热器的输出量,达到一种动态平衡,低温恒温槽的加热系统相对制冷系统而言,是比较简单。它主要有大功率电阻丝组成,由于试验箱要求的升温速率较大,因此试验箱的加热系统功率都比较大,而且在试验箱的底板也设有加热器。
低温恒温槽的加湿方式一般采用蒸汽加湿法,即将低压蒸汽直接注入试验空间加湿。这种加湿方法加湿能力,速度快,加湿控制灵敏,尤其在降温时容易实现强制加湿。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结析出,这样就降低了湿度。低温恒温槽干燥器除湿是利用气泵将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,干燥完后又送入试验箱内,如此反复循环进行除湿。现在大部分低温恒温槽采用前一种除湿方式法,后一种的除湿方法,可以使露点温度达到0℃一下。适用于有特殊要求的场合,但费用较贵。