En el núcleo de un sistema de refrigeración por agua-portátil se encuentra la transferencia de calor lograda a través del ciclo de cambio de fase-de un refrigerante. Su proceso operativo se basa principalmente en la interacción sinérgica entre el sistema de refrigeración y el sistema de circulación de agua; Específicamente, se puede dividir en tres etapas clave: absorción de calor, transferencia de calor y entrega de enfriamiento.
Un ciclo de refrigeración de una sola-etapa implica que el refrigerante pase sucesivamente por cuatro procesos dentro del sistema de refrigeración: compresión, condensación, estrangulación y evaporación. El componente central de la etapa de compresión es el compresor, que funciona para comprimir el refrigerante. El compresor aspira refrigerante gaseoso de baja-temperatura y baja-presión del evaporador y, mediante trabajo mecánico, lo transforma en refrigerante gaseoso de alta-temperatura y alta-presión. Este refrigerante gaseoso de alta-temperatura y alta-presión ingresa al condensador, donde se enfría mediante un medio refrigerante y se condensa en refrigerante líquido. El refrigerante líquido de alta-presión pasa a través de un dispositivo estrangulador, sufre una caída de presión y se transforma en una mezcla de líquido y gas de baja-temperatura y baja-presión. Este refrigerante de baja-temperatura y baja-presión ingresa al evaporador, absorbe el calor del agua en circulación y se evapora, volviendo a un estado gaseoso de baja-temperatura y-presión, completando así la fase de absorción de calor.
Generalmente, cuando la temperatura de evaporación requerida cae dentro del rango de -25 grados a -50 grados, se debe emplear un sistema compresor de dos-etapas para refrigeración. En un ciclo de refrigeración de dos-etapas, el proceso de compresión se ejecuta en dos etapas distintas: el vapor refrigerante del evaporador ingresa primero al cilindro de baja-presión, donde se comprime a una presión intermedia; después de someterse a un enfriamiento intermedio, pasa al cilindro de alta-presión, donde se comprime a la presión de condensación antes de ingresar al condensador. El enfriador intermedio utiliza una pequeña cantidad de refrigerante líquido-que vaporiza y absorbe calor a la presión intermedia-para enfriar el vapor sobrecalentado descargado desde la etapa de baja-presión, reduciendo así la temperatura de succión para la etapa de alta presión. El principio de funcionamiento de un condensador evaporativo implica que el refrigerante gaseoso de alta temperatura ingrese al serpentín del condensador; El intercambio de calor se produce entre las paredes de los serpentines y el agua rociada sobre el exterior de los serpentines, con la ayuda del flujo de aire. A medida que el gas refrigerante atraviesa la longitud del serpentín, su temperatura disminuye, lo que hace que pase gradualmente de un estado gaseoso a uno líquido.
