高低溫試驗箱的低溫部分是由制冷系統控制的，冷凍系統由制冷壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器組成，各部件相輔相成，是試驗箱有效降溫。以下是各部件的工作原理介紹：
☆制冷壓縮機
制冷壓縮機是制冷循環的動力，它由電動機拖動而不停地旋轉，它除了及時抽出蒸發器內蒸氣，維持低溫低壓外，還通過壓縮作用提高制冷劑蒸氣的壓力和溫度，創造將制冷劑蒸氣的熱量向外界環境介質轉移的條件。即將低溫低壓制冷劑節氣壓縮至高溫高壓狀態，以便能用常溫的空氣或水作冷卻介質來冷凝制冷劑蒸氣。
☆冷凝器
冷凝器是一個熱交換設備，作用是利用環境冷卻介質(空氣或水)，將來自冷壓縮機的高溫高壓制冷蒸氣的熱量帶走，使高溫高壓制冷劑蒸氣冷卻、冷凝成高壓常溫的制冷劑液體。值得一提的是，冷凝呂布人制冷劑蒸氣變為制冷劑液體的過程中，壓力是不變的，仍為高壓。
☆節流元件
高壓常溫的制冷劑液體不側耳直接送入低溫垢蒸發器、根據飽和壓力與飽和溫度——對應原理，降低制冷劑液體的壓力，從而降低制冷劑液體的溫度。將高壓常溫的制冷劑液體通過降壓裝置——節流元件，得到低溫低壓制冷劑，再送入蒸發器內吸熱蒸發。在日常生活中的冰箱、空調常用毛細管作為節流元件。
☆蒸發器
蒸發器也是一個熱交換設備。節流后的低溫低壓制冷劑液體在其內蒸發(沸騰)變為蒸氣，吸收被冷卻物質的熱量，使物質溫度下降，達到冷凍、冷藏食品的目的。在空調器中，冷卻周圍的空氣，達到對空氣降溫、除濕的作用。蒸發器內制冷劑的蒸發溫度越低，被冷卻物的溫度也越低。在冰箱中一般制冷劑的蒸發溫度調整在-26℃~-20℃，在空調器中調整在5℃~8℃。
在制冷設備的應用當中，該制冷系統的組成不僅適用于高低溫試驗箱、還適用于冷熱沖擊試驗箱、恒溫恒濕試驗箱、空調等。
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