大型冷熱沖擊試驗箱用來測試材料結構或復合材料，在瞬間下經高溫、低溫的連續環境下所能忍受的程度。冷熱沖擊試驗箱是模擬溫度驟變的環境，比如高溫突然變至低溫、低溫突然變至高溫等情況。
大型冷熱沖擊試驗箱試驗時，兩箱式的冷熱沖擊試驗箱是將測試物品在高溫區和低溫區循環移動，以獲得冷熱沖擊的效果；三箱式的則是通過從高溫區或低溫區對測試物品進行冷熱空氣的沖擊。從原理上，冷熱沖擊試驗箱是不同于快速溫變試驗箱的。
而快速溫變試驗箱雖然也是快速產生溫度變化，但是變化的速度沒有冷熱沖擊來的快。兩者進行測試的要求不一樣，對于需要進行溫度驟變測試的，就選擇冷熱沖擊試驗箱，如果是溫度需要平緩變化的測試，就使用快速溫變試驗箱。
相對于大型冷熱沖擊試驗箱而言，快速溫變試驗箱的溫度變化效率仍然沒有冷熱沖擊試驗箱高。冷熱沖擊試驗箱在箱體結構上和冷熱沖擊試驗箱不同，一般分為兩箱式冷熱沖擊箱和三箱式冷熱沖擊箱，它是有高溫區和低溫區兩個箱體區域。
大型冷熱沖擊試驗箱的制冷系統的設計應用能量調節技術，一種行之有效的處理方式既能保證在制冷機組正常運行的情況下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下降到較為經濟的狀態。
為了保證大型冷熱沖擊試驗箱的降溫速率和溫度的要求。復疊式系統包含一個高壓制冷循環和一個低壓制冷循環，其連接容器為蒸發冷凝器，蒸發冷凝器的功能為將低壓循環的蒸發器作為高壓循環的冷凝器之用。
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