عملکرد یک واحد خنک کننده هوا خنک ممکن است واضح به نظر برسد زیرا برای خنک کردن محتویات آن طراحی شده است. اگرچهخنک کننده هوا خنکفرآیند ممکن است ساده به نظر برسد، دانش مهندسی زیادی وجود دارد که برای تولید دمای پایین یک چیلر با هوا خنک می شود. نظریه اساسی ازچیلر هوا خنکبه انتقال گرما یا حذف آن از مایعات گرم مانند آب متکی است.
فرآیند انتقال حرارت از یک اواپراتور شروع می شود که مبرد در لوله های بسته بندی شده در اطراف آن وجود دارد. همانطور که سیال در لوله ها جریان می یابد، گرما از محتویات لوله ها جذب می شود تا بخار فوق گرم تشکیل شود. یک واحد کمپرسور بخارهای سرد شده را از اواپراتور می کشد و به کندانسور می فرستد که دما و فشار را افزایش می دهد. در لوله های کندانسور، مبرد به یک مایع Sub Cooled تبدیل می شود، به این معنی که گرما دفع شده است.
مایع تحت فشار از طریق یک دستگاه انبساط حرکت می کند و به اواپراتور باز می گردد که در آن فشار و دما کاهش می یابد. این چرخه زمانی تکمیل می شود که مبرد بر روی کویل های آب خنک شده جریان یابد و گرمای بیشتری جذب شود.