為確保冷熱沖擊試驗箱內降溫速度及低溫溫度，本試驗箱采用一套由德國進口半封閉壓縮機組成的二元復疊式水冷制冷系統(需要用戶提供的室外冷卻水量為10噸/小時)。復合制冷系統包括一個高溫制熱循環和一個低溫制冷循環，其連接容器為蒸發式冷凝器，蒸發冷凝器也起著能量傳遞的作用，把工作室內的熱能通過兩級制冷系統傳送出去，以實現冷卻的目的。設計中采用了能量調節技術，一種行之有效的處理方法，既可以保證制冷機組正常工作，又可以有效地調節能耗、制冷量，使制冷系統的運行費用降低到一個比較經濟的狀態。
　　冷熱沖擊試驗箱高低制冷循環均為逆卡若循環，其中包括兩個等溫過程和兩個絕熱過程。制冷劑經過壓縮機絕熱壓縮至較高的壓力，消耗能量使排氣溫度上升，再通過冷凝器等溫溫與周圍介質進行熱交換，將熱量傳遞給周圍介質。當制冷劑經過絕熱膨脹時，制冷劑的溫度下降。制冷后置制冷器經蒸發器等溫從溫度較高的物體吸收熱量，使被冷卻物體溫度降低，這樣的循環循環以達到冷卻的目的。