Mechanische Kühlung ist eine Methode, um Wärme dort abzuführen, wo sie nicht erwünscht ist, und an anderer Stelle abzugeben. Die überwiegende Mehrheit der Haushaltskühlschränke, Gefriergeräte und Klimaanlagen nutzt den mechanischen Kältekreislauf, um einen Kühleffekt zu erzeugen. Es gibt andere, nicht-mechanische Verfahren zur Erzeugung von Kühlung, deren Einsatz jedoch meist auf spezielle oder industrielle Anwendungen beschränkt ist.
Ein mechanisches Kühlsystem kühlt, indem eine Flüssigkeit durch einen abgedichteten Kreislauf aus Rohren oder Schläuchen zirkuliert wird. Das Fluid nimmt die Wärme im zu kühlenden Raum auf und führt sie dorthin ab, wo sie weniger störend ist. Der gesamte Zyklus beruht auf nur wenigen Komponenten und physikalischen Gesetzen, um die Temperatur eines Gebiets zu senken.
Der mechanische Aspekt des Zyklus beginnt mit einem Kompressor, einer Kombination aus Elektromotor und Pumpe. Im Kompressor wird ein gasförmiges Kältemittel mit niedrigem Druck auf ein stark reduziertes Volumen gepresst. Diese Kompression erhöht die Temperatur und den Druck des Kältemittels und drückt es in die nächste Komponente, den Verflüssiger. Der Kondensator ist lediglich eine Rohrschlange, über die Luft strömen kann. Im Kondensator gibt das Hochdruck-/Hochtemperaturgas seine Wärme ab und wird flüssig.
Oft spürt man die Wärme, die von einem Kondensator an der Rückseite eines Haushaltskühlschranks oder von der Außenspulenkomponente einer zentralen Klimaanlage abgegeben wird. Die abgegebene Wärme wurde ursprünglich vom Kältemittel im klimatisierten Raum aufgenommen. Das nun verflüssigte Kältemittel strömt weiter durch den Verflüssiger, weil der Kompressor dahinter den Druck hält.
Der nächste Halt ist eine Dosiervorrichtung, die ein mechanisches Ventil oder nur ein Rohr mit kleinem Durchmesser sein kann, die beide den Kältemittelfluss drosseln. Das flüssige Kältemittel gelangt durch die Dosiervorrichtung in eine weitere Spule, die als Verdampfer bezeichnet wird. Hier fällt sein Druck schnell ab und das Kältemittel beginnt bei einer Temperatur zu sieden, die normalerweise nicht mit Sieden in Verbindung gebracht wird: ungefähr null Grad Fahrenheit (minus-18 Celsius) in einem typischen Haushalts-Gefrierschrank. Dieses Sieden bei niedriger Temperatur ist eigentlich die Aufnahme von Wärme durch das Kältemittel. Das wärmebeladene, gasförmige Kältemittel strömt zurück in den Kompressor und der Zyklus wiederholt sich, bis der Thermostat zufrieden ist.
Der mechanische Kältekreislauf gliedert sich in vier Phasen: Verdichtung, Kondensation, Dosierung und Verdampfung. Wärme fließt in den Verdampfer und aus dem Kondensator heraus, wodurch beide Rohrschlangen zu Wärmetauschern werden. Mechanische Kühlung ist nicht unbedingt die effizienteste oder umweltfreundlichste Art der Kühlung, aber ihre Einfachheit garantiert praktisch, dass sie auf absehbare Zeit der Standard sein wird.