为了保证高低温检测箱降温速率和低温度的要求，本试验箱采用一套进口德国半封闭压缩机所组成的二元复叠式水冷制冷系统(需在室外安装每小时冷却水量为10吨的循环冷却水塔，由用户提供)。复叠式制冷系统包含一个高温制热循环和一个低温制冷循环，其连接容器为蒸发冷凝器，蒸发冷凝器是也到能量传递的作用，将工作室内热能通过两级制冷系统传递出去，实现降温的目的。制冷系统的设计应用能量调节技术，一种行之有效的处理方式既能保证在制冷机组正常运行的情况下又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效的调节，使制冷系统的运行费用和故障率下降到较为经济的状态。
高低温检测箱制冷循环均采用逆卡若循环，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，消耗了功使排气温度升高，之后制冷剂经冷凝器等温地和四周介质进行热交换，将热量传给四周介质。后制冷剂经阀绝热膨胀做功，这时制冷剂温度降低。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。
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