Kärnan i ett bärbart vatten-kylsystem ligger överföringen av värme som uppnås genom fas-cykeln för ett köldmedium. Dess operativa process bygger i första hand på den synergistiska interaktionen mellan kylsystemet och vattencirkulationssystemet; specifikt kan den delas in i tre nyckelsteg: värmeabsorption, värmeöverföring och kylning.
En kylcykel i ett-steg innebär att köldmediet successivt genomgår fyra processer i kylsystemet: kompression, kondensering, strypning och förångning. Den centrala komponenten i kompressionssteget är kompressorn, som fungerar för att komprimera köldmediet. Kompressorn drar in gasformigt köldmedium med låg-lågt-tryck från förångaren och omvandlar det genom mekaniskt arbete till hög-temperatur och högt-kylmedel i gasform. Detta gasformiga köldmedium med hög-temperatur och högt-tryck kommer sedan in i kondensorn, där det kyls av ett kylmedium och kondenserar till flytande köldmedium. Det flytande högtrycksköldmediet- passerar genom en strypanordning, genomgår ett tryckfall och omvandlas till en blandning av vätska och gas med låg-temperatur och låg-. Detta kylmedel med låg-temperatur och lågt-tryck kommer in i förångaren, absorberar värme från det cirkulerande vattnet och avdunstar och återgår till ett gasformigt låg-lågt-tryck och fullbordar därmed värmeabsorptionsfasen.
I allmänhet, när den erforderliga förångningstemperaturen faller inom intervallet -25 grader till -50 grader, bör ett två-kompressorsystem användas för kylning. I en två-kylningscykel utförs kompressionsprocessen i två distinkta steg: kylmedelsångan från förångaren går först in i låg-cylindern, där den komprimeras till ett mellantryck; efter att ha genomgått mellankylning fortsätter den till högtryckscylindern- där den komprimeras till kondensationstrycket innan den går in i kondensorn. Mellankylaren använder en liten mängd flytande köldmedium-som förångas och absorberar värme vid mellantrycket-för att kyla den överhettade ångan som släpps ut från lågtryckssteget-, vilket sänker sugtemperaturen för högtryckssteget. Funktionsprincipen för en evaporativ kondensor innebär att det gasformiga köldmediet med hög temperatur kommer in i kondensorns spiral; värmeväxling sker mellan batteriväggarna och vattnet som sprutas på utsidan av batterierna, med hjälp av luftflödet. När köldmediegasen korsar spolens längd, minskar dess temperatur, vilket gör att den gradvis övergår från ett gasformigt till ett flytande tillstånd.
