การระบายความร้อนด้วยถังพักเป็นรูปแบบการระบายความร้อนด้วยน้ำ แบบง่ายๆ ที่ใช้สำหรับเครื่องยนต์ขนาด เล็กแบบ อยู่กับที่ คุณลักษณะเด่นของการระบายความร้อนด้วยถังพักเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยน้ำแบบอื่นๆ คือไม่มีหม้อน้ำน้ำหล่อเย็นจะถูกทำให้ร้อนโดยเครื่องยนต์และระเหยจากพื้นผิวของถังพักกลาย เป็น ไอน้ำ^{[ 2 ]}

เครื่องยนต์สันดาปภายในค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพและจำเป็นต้องใช้ระบบระบายความร้อนเพื่อกำจัดความร้อนส่วนเกินที่เกิดขึ้นขณะทำงาน เครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยน้ำจะกำจัดความร้อนนี้ออกจากบริเวณฝาสูบโดยการล้อมรอบด้วยเสื้อสูบที่มีน้ำหุ้ม

ในเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ที่เราคุ้นเคยในปัจจุบัน น้ำจะถูกหมุนเวียนจากส่วนที่ร้อนของเครื่องยนต์ไปยังหม้อน้ำ ซึ่งน้ำจะถ่ายเทความร้อนให้กับอากาศ

ในเครื่องยนต์รุ่นแรกๆ และเครื่องยนต์กำลังต่ำที่มีระบบระบายความร้อนแบบถังพักน้ำ จะมีการหมุนเวียนน้ำน้อยมาก น้ำจะค่อยๆ เดือดขึ้น โดยความร้อนจากการระเหยที่จำเป็นในการต้มน้ำจะมาจากความร้อนของเครื่องยนต์ การสูญเสียความร้อนจากไอน้ำที่ระเหยออกไปนั้นเพียงพอที่จะระบายความร้อนให้กับเครื่องยนต์ได้^{[ 3 ]}

เนื่องจากความร้อนของการระเหย (พลังงานที่จำเป็นในการทำให้น้ำกลายเป็นไอ) มีค่ามากกว่าความจุความร้อนจำเพาะ (พลังงานที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำขึ้นหนึ่งองศา) มาก จึงใช้น้ำเพียงเล็กน้อยในการเติมเพื่อทดแทนน้ำที่สูญเสียไปจากการระเหย ความร้อนที่จำเป็นในการต้มน้ำเทียบเท่ากับการเพิ่มอุณหภูมิ 540 องศาเซลเซียส หรือประมาณ 7 เท่าของความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำจากอุณหภูมิห้องไปจนถึงจุดเดือด

${\displaystyle {\frac {(2260{\text{J}}{\text{g}}^{-1}/4.1813{\text{J}}{\text{g}}^{-1}{\text{K}}^{-1})}{(100{\text{°C}}-20{\text{°C}})}}\approx 7}$

เครื่องยนต์ขนาดเล็กทั่วไปจะกินน้ำมันเชื้อเพลิงประมาณสองสามถังในหนึ่งวันทำงาน

แม้ว่าการระบายความร้อนด้วยถังพักน้ำจะไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ เมื่อเทียบกับปริมาณความร้อนที่ระบายออกเมื่อเทียบกับขนาดของเสื้อสูบ แต่ก็ช่วยรักษาอุณหภูมิของกระบอกสูบให้อยู่ในระดับต่ำ ตราบใดที่ถังพักน้ำไม่แห้งสนิท อุณหภูมิจะไม่เกินจุดเดือดของน้ำที่ความดันบรรยากาศ 100 องศาเซลเซียส นี่เป็นทั้งข้อดีและข้อเสีย: ข้อดีคือช่วยรักษาอุณหภูมิการทำงานให้ต่ำ ช่วยถนอมแหวนลูกสูบและวาล์วไอเสียที่ บอบบาง ของเครื่องยนต์รุ่นแรกๆ เหล่านี้ อย่างไรก็ตาม มันยังจำกัดประสิทธิภาพการทำงานด้วย เนื่องจากเครื่องยนต์ไม่สามารถทำงานที่อุณหภูมิ สูงกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า ได้

เครื่องยนต์ขนาดใหญ่จะใช้ ระบบระบายความร้อน แบบเทอร์โมไซฟอนโดยจะมีถังเก็บน้ำขนาดใหญ่อยู่เหนือเครื่องยนต์เพื่อเสริมการระบายความร้อน ซึ่งจะช่วยให้เกิดการไหลเวียนของอากาศระหว่างทั้งสองส่วน แต่เนื่องจากไม่มีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่สำหรับการถ่ายเทความร้อนไปยังอากาศเหมือนกับหม้อน้ำ การระบายความร้อนในท้ายที่สุดจึงยังคงอาศัยการระเหยเป็นหลัก

เครื่องยนต์ระบายความร้อนด้วยถังพักมักเป็นเครื่องยนต์สูบเดียว และโดยทั่วไปใช้เครื่องยนต์เบนซินมากกว่าดีเซลเครื่องยนต์เหล่านี้ปรากฏขึ้นเป็นจำนวนมากในช่วงระหว่างสงครามโลกครั้งที่หนึ่งและครั้งที่สอง โดยใช้ขับเคลื่อนเครื่องจักรกลการเกษตรหลากหลายชนิดด้วยระบบสายพานแบน เครื่องยนต์เหล่านี้ถูกใช้งานเป็นช่วงๆ และโดยปกติจะต้องมีผู้ควบคุมดูแลอยู่ด้วย

เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายจากน้ำแข็ง สามารถระบายน้ำออกจากถังพักได้ง่ายๆ ผ่านก๊อกทองเหลืองขนาดใหญ่^{[ 5 ]}จะต้องทำเช่นนี้เป็นประจำ บางครั้งหลังจากใช้งานทุกครั้ง เพื่อป้องกันสนิมภายในถังพัก เนื่องจากน้ำหล่อเย็นระเหยอย่างต่อเนื่องขณะใช้งาน จึงไม่จำเป็นต้องใช้สาร ป้องกันการแข็งตัว หรือสารป้องกันการกัดกร่อน

ระบบระบายความร้อนแบบถังพักเชื้อเพลิงได้หายไปเกือบหมดแล้ว เครื่องยนต์ที่เบาและมีประสิทธิภาพมากขึ้นถูกพัฒนาขึ้นหลังสงครามโลกครั้งที่สอง โดยใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศเครื่องยนต์เหล่านี้พัฒนามาจากเครื่องยนต์รถจักรยานยนต์ และใช้ประโยชน์จากการพัฒนาในการหล่ออะลูมิเนียมเพื่อสร้างบล็อกกระบอกสูบผนังบางที่มีครีบระบายความร้อนหล่อติดอยู่ เครื่องยนต์เหล่านี้ใช้งานง่ายกว่าและไม่จำเป็นต้องใช้น้ำ การตรวจสอบระดับน้ำ หรือสารป้องกันการแข็งตัวของน้ำ

เครื่องยนต์จำนวนหนึ่ง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเครื่องยนต์ดีเซล ยังคงใช้ระบบระบายความร้อนแบบถังพักจนถึงศตวรรษที่ 21 ^{[ 6 ]}เครื่องยนต์เหล่านี้สร้างขึ้นอย่างเรียบง่าย โดยยังคงใช้บล็อกเหล็กหล่อเพื่อให้มีความแข็งแรงมากขึ้นจากโรงหล่อแบบดั้งเดิม เนื่องจากเครื่องยนต์ดีเซลต้องการความแข็งแรงมากกว่าที่การหล่ออะลูมิเนียมแบบไม่ซับซ้อนจะให้ได้ เครื่องยนต์ดีเซลแนวนอนแบบสูบเดียวถูกสร้างขึ้นในอินเดียและจีน และถูกนำเข้าสู่ประเทศตะวันตกในช่วงสั้นๆ ประมาณปี 2000 แต่ถูกห้ามโดยกฎระเบียบควบคุมการปล่อยมลพิษ^{[ 7 ]}

เครื่องยนต์อากาศร้อนขนาดใหญ่เช่น เครื่องยนต์Rider-Ericssonก็ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยถังพักอากาศเช่นกัน

การระบายความร้อน ด้วยการระเหย หรือไอน้ำถูกนำมาใช้ในการทดลองกับ เครื่องยนต์อากาศยานกำลังสูงในช่วงทศวรรษ 1930 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องบินRolls-Royce Goshawk [ ^{8 ] แม้ว่า}ทั้งสองระบบจะอาศัยการระเหย แต่ก็มีความแตกต่างกันมาก การระบายความร้อนด้วยการระเหยของเครื่องบิน เช่นเดียวกับระบบหม้อน้ำ ใช้ระบบวงปิดแบบปั๊มสำหรับสารหล่อเย็นโดยไม่มีการสูญเสีย ไอของสารหล่อเย็นจะถูกดักจับในหม้อน้ำ หรือในกรณีนี้คือคอนเดนเซอร์และนำกลับมาหมุนเวียนใหม่