快速溫變試驗箱為獲得較低的實驗溫度，快速溫變試驗箱采用兩級復疊式制冷系統，前級系統采用 R404A制冷劑，后級系統采用 R23 制冷劑，前后級均采用半封閉活塞式壓縮機。

　　復疊式制冷系統是把兩個制冷系統聯在一起，各系統同時運行，前級系統的蒸發器用來冷卻后級系統的冷凝器，而后級系統的蒸發器用于提供所需的冷凍效果。每個系統均用熱力膨脹閥來控制制冷劑流量。由于使用熱力膨脹閥，停機時高低壓側的壓力不平衡，故一般復疊式制冷系統的電機必須帶負荷啟動。但是一般電動壓縮機的設計要求在低負荷條件下啟動，高低壓側壓力相等使壓縮機啟動時不需克服高壓，因此電動機只需要較小的啟動扭矩。 快速溫變試驗箱為了達到這種平衡壓力的目的，采用了旁通的調節方式：

　　工作過程：當快速溫變試驗箱運轉，要求系統降溫時，壓縮機A先開始工作，高溫高 壓的氣態制冷劑( R404A )通過油分離器進入到冷凝器a;冷凝器a采用的水冷方式冷凝 ，裝有制冷劑的管道鑲嵌在裝有冷卻水的管道中，通過循環冷卻水來達到冷卻制冷劑的作 用。高溫高壓的制冷劑通過冷凝器a將變成高壓液體，高壓液態的制冷劑將通過熱力膨脹 閥減壓后進入蒸發器 A/B 進行蒸發，從而達到降低冷凝器 B 中制冷劑溫度的目的。

　　膨脹閥會在停機時關閉制冷劑通道，為了平衡壓力，在前級壓縮機的油分離器后的主 制冷劑通道上設計了一個孔口，當停機后電磁閥e打開，高壓制冷劑通過 hotgpas bypass 降壓節流后回到壓縮機的前級;后級壓縮機則通過使用毛細管來達到旁通的目的，使壓縮 機的高壓側和低壓側壓力相等 ;這一過程需要一定的時間，也是要求不能頻繁開關快速溫變試驗箱的原因之一。

　　為了使制冷劑( R23 )通過蒸發器 C 達到理想的制冷效果，后級壓縮機中的制冷劑 在冷凝器中必須充分冷卻，為此快速溫變試驗箱采用前級雙蒸發器，后級雙冷凝器的方式，即用前 級的制冷劑( R404A )在蒸發器中蒸發吸熱來冷卻后級冷凝器中的制冷劑( R23 )，同 時在制冷劑進入冷凝器之前還進行了水冷式預冷，從而達到充分冷卻的目的，實現較為理想的制冷效果。