以二元復疊式水冷制冷系統（需在室外安裝每小時冷卻水量為10噸的循環冷卻水塔）冷熱沖擊箱為例。復疊式制冷系統包含一個高溫制熱循環和一個低溫制冷循環，其連接容器為蒸發冷凝器，蒸發冷凝器起到能量傳遞的作用，將工作室內的熱能通過兩級制冷系統傳遞出去，實現降溫的目的。制冷系統的設計應用能量調節技術，既能保證在制冷機組的正常運行，又能對制冷系統的能耗及制冷量進行有效的調節，使制冷系統的運行費用和故障率下降到較為經濟的狀態。
高低制冷循環均采用逆卡若循環，該循環由兩個等溫過程和兩個絕熱過程組成。其過程如下：制冷劑經壓縮機絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了功使排氣溫度升高，之后制冷劑經冷凝器等溫地和四周介質進行熱交換，將熱量傳給四周介質。然后制冷劑經閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低。制冷劑通過蒸發器等溫地從溫度較高的物體吸熱，使被冷卻物體溫度降低。此循環周而復始從而達到降溫的目的。
冷熱沖擊箱不同溫段沖擊：由多級蒸發器結構相應切斷，控制蒸發面積與制冷量膨脹閥匹配，使用制冷系統輸出合理減少加熱器中和的輸出量，達到恒定節能；另有獨立的換氣閥門，在排氣（常溫恢復）時動作引入環境空氣。