การทำความเย็นคือการ ทำให้ พื้นที่ สาร หรือระบบเย็น ลงโดยวิธีประดิษฐ์ เพื่อลดและ/หรือรักษา อุณหภูมิ ให้ ต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม^{[ 1 ] [ 2 ]}การทำความเย็นในยุคแรกใช้สารทำความเย็นที่ใช้แล้วหมดไป เช่นน้ำแข็งและน้ำแข็งแห้ง (ซึ่งจัดหามาด้วยวิธีการที่แตกต่างกันและต้องเติมใหม่เป็นระยะ) ในขณะที่การทำความเย็นสมัยใหม่เป็น กระบวนการ แลกเปลี่ยนความร้อน แบบยั่งยืนด้วยตนเอง โดยที่พลังงานความร้อนจะถูกถ่ายโอนสวนทางกับความแตกต่างของอุณหภูมิโดยใช้ของเหลวทำงานที่ถ่ายเทความร้อน (หรือที่เรียกว่าสารทำความเย็น ) ซึ่งดูดซับความร้อนจากตัวกลางที่มีอุณหภูมิต่ำและปล่อยไปยังตัวกลางที่มีอุณหภูมิสูงกว่า โดยทั่วไปจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสถานะ อย่างกระฉับกระเฉง ผ่านคอมเพรสเซอร์และได้รับความช่วยเหลือจากระบบหม้อน้ำ^{[ 3 ] [ 4 ]}การถ่ายโอนพลังงานในการทำความเย็นแบบดั้งเดิมนั้นขับเคลื่อนด้วย วิธีการ ทางกายภาพ (ไม่ว่าจะเป็นการละลายของน้ำแข็งหรือ เครื่องจักร กลไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน) แต่ก็สามารถขับเคลื่อนด้วยปั๊มความร้อนแม่เหล็ก ไฟฟ้าการทำความเย็นด้วยเลเซอร์หรือวิธีการอื่นๆ ได้เช่นกัน การทำความเย็นมีการใช้งานหลายอย่าง รวมถึงตู้เย็น ในครัวเรือน ตู้แช่แข็งในอุตสาหกรรม ระบบไคร โอเจนิกส์และเครื่องปรับอากาศในห้องเย็น^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}ปั๊มความร้อนอาจใช้ความร้อนที่ได้จากกระบวนการทำความเย็น (เช่น สำหรับการทำความร้อนน้ำ ) และอาจได้รับการออกแบบให้สามารถกลับทิศทางได้ แต่โดยทั่วไปแล้วจะคล้ายกับเครื่องปรับอากาศ^{[ 5 ]}

การแช่เย็นส่งผลกระทบอย่างมากต่อวิถีชีวิตของมนุษย์การเกษตรอุตสาหกรรมและรูปแบบการตั้งถิ่นฐาน^{[ 8 ]}แนวคิดเรื่องการถนอมอาหารด้วยการเก็บรักษาในที่เย็นมีมาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ ของมนุษย์ แต่เป็นเวลาหลายพันปีที่สังคมมนุษย์มีข้อจำกัดเกี่ยวกับวิธีการดังกล่าว ในเขตร้อนและ เขต อบอุ่น ส่วนใหญ่ อาหารส่วนเกินมักจะถูกถนอมไว้โดยการหมัก (มักจะโดยการใส่เกลือ ) และการตากแห้งในขณะที่วิธีการเก็บรักษาอาหารในที่เย็นโดยทั่วไปไม่สามารถหาได้ เว้นแต่ใน เขต อาร์กติกเขตกึ่งอาร์กติกหรือ เขต เทือกเขาแอลป์ที่มนุษย์สามารถเก็บเกี่ยวน้ำแข็งธรรมชาติได้อย่างสะดวก (จากธารน้ำแข็งหรือแหล่งน้ำที่แข็งตัว ) และ/หรือใช้ประโยชน์จากความเย็นตามธรรมชาติในถ้ำห้องใต้ดินและ สภาพอากาศ ในฤดูหนาวในศตวรรษที่ 19 การเพิ่มขึ้นของการค้าขายน้ำแข็งทำให้เกิดการพัฒนาห่วงโซ่ความเย็น^{[ 9 ]}ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ถึงกลางศตวรรษที่ 20 การทำความเย็นเชิงกลได้รับการคิดค้น ปรับปรุง และขยายขอบเขตอย่างมาก^{[ 3 ]}และการทำความเย็นจึงพัฒนาอย่างรวดเร็วในรูปแบบของรถไฟควบคุมอุณหภูมิรถบรรทุกแช่เย็น และตู้เย็นและ ตู้แช่แข็ง แบบเครื่องใช้ไฟฟ้า ทั่วไป ในร้านค้าและบ้านเรือนทั่วไปในประเทศส่วนใหญ่ การนำรถไฟแช่เย็นมาใช้ยังช่วยให้เกิดการตั้งถิ่นฐานในพื้นที่ที่ไม่ได้อยู่บนเส้นทางการขนส่งหลักในอดีต เช่น แม่น้ำ ท่าเรือ หรือเส้นทางหุบเขา และกระตุ้นให้เกิดการสร้างเมืองใหญ่ที่สามารถเจริญเติบโตได้ในพื้นที่ที่เคยคิดว่าไม่เหมาะสมเนื่องจากสภาพอากาศร้อน เช่นฮิวสตันรัฐเท็กซัสและลาสเวกัสรัฐเนวาดา

ในประเทศที่พัฒนาแล้ว ส่วนใหญ่ ในปัจจุบัน เมืองและชุมชนต่างๆ พึ่งพาการแช่เย็นอย่างมากใน อุตสาหกรรม การแปรรูปอาหารการจัดจำหน่ายและ การค้า ปลีก (เช่นซูเปอร์มาร์เก็ตและร้านขายเนื้อ ) เพื่อรักษาความปลอดภัยของอาหารสำหรับการบริโภคประจำวัน^{[ 10 ]}การปรับปรุงการถนอมอาหารเนื่องจากการแช่เย็น ซึ่งช่วยลดการสูญเสียและของเสียจาก อาหาร ที่เน่าเสีย ได้อย่างมาก ยังนำไปสู่โครงสร้างพื้นฐานของห่วงโซ่อุปทาน ใหม่ ที่สามารถจัดหาเนื้อ สัตว์ อาหารทะเลและผลผลิต จำนวนมากจาก ฟาร์มและแหล่งประมง จำนวนน้อย ลง^{[ 11 ]} ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ผลิต ผลผลิตอาหาร ต่อหัว ได้มากกว่าเมื่อเทียบกับช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 มาก ^{[ 12 ] [ 11 ]}สิ่งนี้ยังส่งผลให้มีผลิตภัณฑ์อาหารที่หลากหลายมากขึ้น (เช่น อาหารรสเลิศหายาก) ที่มีจำหน่ายในตลาดผู้บริโภคซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อโภชนาการรสชาติและศิลปะการทำอาหารของสังคมสมัยใหม่

การเก็บเกี่ยวหิมะและน้ำแข็งตามฤดูกาลเป็นประเพณีโบราณที่คาดว่าเริ่มขึ้นก่อน 1000 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 13 ]}บทกวีจีนจากยุคสมัยนี้ที่รู้จักกันในชื่อShijingบรรยายถึงพิธีกรรมทางศาสนาสำหรับการเติมและเทน้ำแข็งออกจากห้องเก็บน้ำแข็ง อย่างไรก็ตาม มีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับการก่อสร้างห้องเก็บน้ำแข็งเหล่านี้หรือวัตถุประสงค์ของการใช้น้ำแข็ง ราชวงศ์ถัง (ค.ศ. 618) ใช้ดินประสิวที่ขูดจากผนังเพื่อผลิตน้ำแข็งในฤดูร้อน^{[ 14 ]}สังคมโบราณถัดไปที่บันทึกการเก็บเกี่ยวน้ำแข็งอาจเป็นชาวยิวในหนังสือสุภาษิต ซึ่งกล่าวว่า "ความเย็นของหิมะในฤดูเก็บเกี่ยวเปรียบเสมือนผู้ส่งสารที่ซื่อสัตย์ต่อผู้ที่ส่งเขามา" นักประวัติศาสตร์ตีความว่าชาวยิวใช้น้ำแข็งเพื่อทำให้เครื่องดื่มเย็นลงมากกว่าเพื่อถนอมอาหาร วัฒนธรรมโบราณอื่นๆ เช่น ชาวกรีกและชาวโรมัน ขุดหลุมหิมะขนาดใหญ่ที่หุ้มฉนวนด้วยหญ้า แกลบ หรือกิ่งไม้เพื่อใช้เป็นที่เก็บความเย็น เช่นเดียวกับชาวยิว ชาวกรีกและโรมันไม่ได้ใช้น้ำแข็งและหิมะเพื่อถนอมอาหาร แต่ใช้เป็นวิธีการทำให้เครื่องดื่มเย็นเป็นหลัก ชาวอียิปต์ทำให้น้ำเย็นลงโดยการระเหยในภาชนะดินเผาตื้นๆ บนหลังคาบ้านในเวลากลางคืน ชาวอินเดียโบราณใช้แนวคิดเดียวกันนี้ในการผลิตน้ำแข็ง ชาวเปอร์เซียเก็บน้ำแข็งไว้ในหลุมที่เรียกว่าYakhchalและอาจเป็นกลุ่มคนแรกที่ใช้การเก็บรักษาความเย็นเพื่อถนอมอาหาร ในพื้นที่ห่างไกลของออสเตรเลียก่อนที่จะมีไฟฟ้าใช้ได้อย่างน่าเชื่อถือ เกษตรกรหลายคนใช้ตู้เซฟ Coolgardieซึ่งประกอบด้วยโครงกล่องที่มีด้านข้างเป็นผ้ากระสอบชุบน้ำ น้ำจะระเหยและทำให้อากาศภายในเย็นลง ทำให้สามารถเก็บรักษาอาหารที่เน่าเสียง่ายหลายอย่าง เช่น ผลไม้ เนย และเนื้อสัตว์แปรรูปได้^{[ 15 ] [ 16 ] : 5–6}

ก่อนปี ค.ศ. 1830 ชาวอเมริกันจำนวนน้อยใช้น้ำแข็งในการแช่เย็นอาหารเนื่องจากขาดคลังเก็บน้ำแข็งและตู้แช่น้ำแข็ง เมื่อสิ่งเหล่านี้เริ่มแพร่หลายมากขึ้น ผู้คนจึงใช้ขวานและเลื่อยในการเก็บเกี่ยวน้ำแข็งสำหรับคลังเก็บน้ำแข็งของตน วิธีนี้พิสูจน์แล้วว่ายาก อันตราย และแน่นอนว่าไม่เหมือนกับสิ่งใดที่สามารถทำซ้ำได้ในเชิงพาณิชย์^{[ 16 ] : 8–11}

แม้จะมีความยากลำบากในการเก็บเกี่ยวและผลิตน้ำแข็ง เฟรเดอริก ทิวดอร์คิดว่าเขาสามารถทำกำไรจากสินค้าใหม่นี้ได้ โดยการเก็บเกี่ยวและผลิตน้ำแข็งในนิวอิงแลนด์ แล้วส่งไปยังหมู่เกาะแคริบเบียน รวมถึงรัฐทางตอนใต้ ในช่วงเริ่มต้น ทิวดอร์ขาดทุนไปหลายพันดอลลาร์ แต่ในที่สุดก็สามารถทำกำไรได้เมื่อเขาสร้างโรงเก็บน้ำแข็งในชาร์ลสตัน รัฐเวอร์จิเนีย และในเมืองท่าฮาวานาของคิวบา โรงเก็บน้ำแข็งเหล่านี้ รวมถึงเรือที่มีฉนวนกันความร้อนที่ดีขึ้น ช่วยลดการสูญเสียน้ำแข็งจาก 66% เหลือเพียง 8% ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นนี้กระตุ้นให้ทิวดอร์ขยายตลาดน้ำแข็งไปยังเมืองอื่นๆ ที่มีโรงเก็บน้ำแข็ง เช่น นิวออร์ลีนส์และซาวานนาห์ ตลาดน้ำแข็งนี้ขยายตัวต่อไปอีกเมื่อการเก็บเกี่ยวและผลิตน้ำแข็งเร็วขึ้นและถูกลง หลังจากที่นาธาเนียล ไวเอธ หนึ่งในซัพพลายเออร์ของทิวดอร์ ได้ประดิษฐ์เครื่องตัดน้ำแข็งที่ใช้ม้าลากในปี 1825 สิ่งประดิษฐ์นี้ รวมถึงความสำเร็จของทิวดอร์ ได้เป็นแรงบันดาลใจให้ผู้อื่นเข้ามามีส่วนร่วมในการค้าน้ำแข็งและอุตสาหกรรมน้ำแข็งก็เติบโตขึ้น

น้ำแข็งกลายเป็นสินค้าตลาดมวลชนในช่วงต้นทศวรรษ 1830 โดยราคาน้ำแข็งลดลงจากหกเซนต์ต่อปอนด์เหลือเพียงครึ่งเซนต์ต่อปอนด์ ในนครนิวยอร์ก การบริโภคน้ำแข็งเพิ่มขึ้นจาก 12,000 ตันในปี 1843 เป็น 100,000 ตันในปี 1856 ส่วนการบริโภคในบอสตันเพิ่มขึ้นจาก 6,000 ตันเป็น 85,000 ตันในช่วงเวลาเดียวกัน การเก็บเกี่ยวน้ำแข็งได้สร้าง "วัฒนธรรมการทำความเย็น" ขึ้น เนื่องจากคนส่วนใหญ่ใช้น้ำแข็งและตู้เย็นเพื่อเก็บรักษาผลิตภัณฑ์นม ปลา เนื้อสัตว์ และแม้แต่ผลไม้และผัก การเก็บรักษาด้วยความเย็นในยุคแรกๆ เหล่านี้ได้ปูทางให้ชาวอเมริกันจำนวนมากยอมรับเทคโนโลยีการทำความเย็นที่จะเข้ามามีบทบาทในประเทศในไม่ช้า^{[ 16 ] : 11–13 [ 17 ] : 20–23}

ประวัติศาสตร์ของการทำความเย็นเทียมเริ่มต้นขึ้นเมื่อวิลเลียม คัลเลนออกแบบเครื่องทำความเย็นขนาดเล็กในปี ค.ศ. 1755 คัลเลนใช้ปั๊มเพื่อสร้างสุญญากาศ บางส่วน เหนือภาชนะบรรจุไดเอทิลอีเทอร์ซึ่งจากนั้นจะเดือดและดูดซับความร้อนจากอากาศโดยรอบ^{[ 18 ]}การทดลองนี้ยังสร้างน้ำแข็งได้เล็กน้อย แต่ยังไม่มีการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติในขณะนั้น

ในปี ค.ศ. 1758 เบนจามิน แฟรงคลินและนักเคมีจอห์น แฮดลีย์ได้ร่วมมือกันในโครงการวิจัยเกี่ยวกับหลักการระเหยเพื่อใช้เป็นวิธีการลดอุณหภูมิของวัตถุอย่างรวดเร็ว ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ประเทศอังกฤษพวกเขายืนยันว่าการระเหยของของเหลวที่ระเหยง่าย เช่น แอลกอฮอล์และอีเทอร์ สามารถใช้ลดอุณหภูมิของวัตถุให้ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำได้ พวกเขาทำการทดลองโดยใช้กระเปาะของเทอร์โมมิเตอร์ปรอทเป็นวัตถุ และใช้เครื่องสูบลมเพื่อเร่งการระเหย พวกเขาลดอุณหภูมิของกระเปาะเทอร์โมมิเตอร์ลงเหลือ −14 °C (7 °F) ในขณะที่อุณหภูมิแวดล้อมอยู่ที่ 18 °C (65 °F) พวกเขาสังเกตว่าหลังจากที่อุณหภูมิผ่านจุดเยือกแข็งของน้ำ 0 °C (32 °F) ไปไม่นาน ฟิล์มน้ำแข็งบางๆ ก็ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของกระเปาะเทอร์โมมิเตอร์ และมวลน้ำแข็งมีความหนาประมาณ6.4มิลลิเมตร ( 1/4นิ้ว  ) เมื่อพวกเขาหยุดการทดลองที่อุณหภูมิถึง −14 °C (7 °F) แฟรงคลินเขียนว่า "จากการทดลองนี้ เราอาจเห็นความเป็นไปได้ที่จะทำให้คนตายเพราะความหนาวเย็นในวันที่อากาศอบอุ่นในฤดูร้อน" ^{[ 19 ]}ในปี พ.ศ. 2348 โอลิเวอร์ อีแวนส์ นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน ได้อธิบาย วงจร ทำความเย็นแบบอัดไอ แบบปิด สำหรับการผลิตน้ำแข็งโดยใช้อีเทอร์ภายใต้สุญญากาศ

ในปี ค.ศ. 1820 ไมเคิล ฟาราเดย์ ได้ทำให้ แอมโมเนีย และก๊าซอื่นๆ กลายเป็นของเหลวโดยใช้ความดันสูงและอุณหภูมิต่ำ และในปี ค.ศ. 1834 จาคอบ เพอร์กินส์ได้สร้างระบบทำความเย็นแบบอัดไอที่ใช้งานได้จริงเป็นครั้งแรกของโลก ระบบนี้เป็นวงจรปิดที่สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ดังที่เขาได้อธิบายไว้ในสิทธิบัตรของเขาว่า "ข้าพเจ้าสามารถใช้ของเหลวที่ระเหยได้เพื่อวัตถุประสงค์ในการทำให้ของเหลวเย็นหรือแข็งตัว และในขณะเดียวกันก็สามารถควบแน่นของเหลวที่ระเหยได้เหล่านั้นอย่างต่อเนื่อง และนำกลับมาใช้งานอีกครั้งโดยไม่สิ้นเปลือง" ระบบต้นแบบของเขาใช้งานได้แม้ว่าจะไม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ก็ตาม^{[ 20 ]}

ในปี พ.ศ. 2385 แพทย์ จอห์น กอร์รี [ ^{21 ]}ได้พยายามในลักษณะเดียวกัน โดย สร้างต้นแบบที่ใช้งานได้ แต่ก็ล้มเหลว ^ในเชิงพาณิชย์ เช่นเดียวกับผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์หลายคนในช่วงเวลานั้น กอร์รีคิดว่าการสัมผัสกับความร้อนในเขตร้อนมากเกินไปจะนำไปสู่ความเสื่อมทางจิตใจและร่างกาย รวมถึงการแพร่กระจายของโรคต่างๆ เช่น มาลาเรีย^{[ 17 ] : 23} เขาคิดค้นแนวคิดที่จะใช้ระบบทำความเย็นของเขาเพื่อทำความเย็นอากาศเพื่อความสะดวกสบายในบ้านและโรงพยาบาลเพื่อป้องกันโรค วิศวกรชาวอเมริกันอเล็กซานเดอร์ ทไวนิงได้รับสิทธิบัตรของอังกฤษในปี พ.ศ. 2493 สำหรับระบบการอัดไอที่ใช้อีเทอร์

ระบบทำความเย็นแบบอัดไอที่ใช้งานได้จริงระบบแรกถูกสร้างขึ้นโดยนักข่าวชื่อเจมส์ แฮร์ริสันสิทธิบัตรของเขาในปี 1856 เป็นระบบอัดไอโดยใช้สารทำความเย็นอีเทอร์ แอลกอฮอล์ หรือแอมโมเนีย เขาได้สร้างเครื่องทำน้ำแข็งแบบกลไกในปี 1851 บนฝั่งแม่น้ำบาร์วอนที่ร็อคกี้พอยต์ในเมืองจีลองรัฐวิกตอเรียและเครื่องทำน้ำแข็งเชิงพาณิชย์เครื่องแรกของเขาก็ตามมาในปี 1854 แฮร์ริสันยังได้แนะนำระบบทำความเย็นแบบอัดไอเชิงพาณิชย์ให้กับโรงเบียร์และโรงงานแปรรูปเนื้อสัตว์ และภายในปี 1861 ระบบของเขากว่าสิบระบบก็ถูกนำไปใช้งาน ต่อมาเขาได้เข้าร่วมในการถกเถียงเรื่องวิธีการแข่งขันกับข้อได้เปรียบของอเมริกาในการขายเนื้อวัว ที่ไม่แช่เย็นไปยัง สหราชอาณาจักรในปี 1873 เขาได้เตรียมเรือใบNorfolkสำหรับการขนส่งเนื้อวัวทดลองไปยังสหราชอาณาจักร ซึ่งใช้ระบบห้องเย็นแทนระบบทำความเย็น การทดลองนี้ล้มเหลวเนื่องจากน้ำแข็งถูกใช้หมดเร็วกว่าที่คาดไว้

ระบบทำความเย็นแบบดูด ซับก๊าซ ระบบ แรกที่ใช้แอมโมเนียในรูปก๊าซละลายในน้ำ (เรียกว่า "แอมโมเนียในน้ำ") ได้รับการพัฒนาโดยเฟอร์ดินานด์ คาร์เรในปี 1859 และจดสิทธิบัตรในปี 1860 คาร์ล ฟอน ลินเดอวิศวกรผู้เชี่ยวชาญด้านหัวรถจักรไอน้ำและศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งมิวนิกเริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับการทำความเย็นในช่วงปี 1860 และ 1870 เพื่อตอบสนองความต้องการจากผู้ผลิตเบียร์สำหรับเทคโนโลยีที่จะช่วยให้สามารถผลิตเบียร์ลาเกอร์ ได้ในปริมาณมากตลอดทั้งปี เขาจดสิทธิบัตรวิธีการปรับปรุงการทำให้ก๊าซกลายเป็นของเหลวในปี 1876 ^{[ 22 ]}กระบวนการใหม่ของเขาทำให้สามารถใช้ก๊าซเช่นแอมโมเนียซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO ₂ ) และเมทิลคลอไรด์ (CH ₃ Cl) เป็นสารทำความเย็นได้ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าวจนถึงปลายทศวรรษ 1920

ธัดเดอุส โลว์นักบอลลูนอากาศ ถือครองสิทธิบัตรเครื่องทำน้ำแข็งหลายฉบับ เครื่องทำน้ำแข็งแบบอัดอากาศของเขาได้ปฏิวัติวงการอุตสาหกรรมห้องเย็น ในปี 1869 เขาและนักลงทุนคนอื่นๆ ได้ซื้อเรือกลไฟเก่าลำหนึ่ง และบรรทุกเครื่องทำความเย็นของโลว์ลงไป เริ่มขนส่งผลไม้สดจากนิวยอร์กไปยังชายฝั่งอ่าวเม็กซิโก และเนื้อสดจากเมืองแกลเวสตัน รัฐเท็กซัส กลับไปยังนิวยอร์ก แต่เนื่องจากโลว์ขาดความรู้ด้านการขนส่ง ธุรกิจจึงล้มเหลวและต้องเสียค่าใช้จ่ายจำนวนมาก

ในปี ค.ศ. 1842 จอห์น กอร์รีได้สร้างระบบที่สามารถทำความเย็นน้ำเพื่อผลิตน้ำแข็งได้ แม้ว่าจะเป็นความล้มเหลวในเชิงพาณิชย์ แต่ก็เป็นแรงบันดาลใจให้กับนักวิทยาศาสตร์และนักประดิษฐ์ทั่วโลก เฟอร์ดินานด์ คาร์เร จากฝรั่งเศสเป็นหนึ่งในผู้ที่ได้รับแรงบันดาลใจ และเขาสร้างระบบผลิตน้ำแข็งที่เรียบง่ายและเล็กกว่าของกอร์รี ในช่วงสงครามกลางเมือง เมืองต่างๆ เช่น นิวออร์ลีนส์ ไม่สามารถรับน้ำแข็งจากนิวอิงแลนด์ผ่านการค้าน้ำแข็งชายฝั่งได้อีกต่อไป ระบบทำความเย็นของคาร์เรกลายเป็นทางออกสำหรับปัญหาน้ำแข็งของนิวออร์ลีนส์ และในปี ค.ศ. 1865 เมืองนี้มีเครื่องจักรของคาร์เรถึงสามเครื่อง^{[ 16 ] : 25} ในปี ค.ศ. 1867 ที่ซานอันโตนิโอ รัฐเท็กซัส ผู้อพยพชาวฝรั่งเศสชื่อแอนดรูว์ มูห์ล ได้สร้างเครื่องทำน้ำแข็งเพื่อช่วยสนับสนุนอุตสาหกรรมเนื้อวัวที่กำลังขยายตัว ก่อนที่จะย้ายไปที่วาโกในปี ค.ศ. 1871 ในปี ค.ศ. 1873 สิทธิบัตรสำหรับเครื่องจักรนี้ถูกทำสัญญาโดย Columbus Iron Works ซึ่งเป็นบริษัทที่ WC Bradley Co. เข้าซื้อกิจการ และได้ผลิตเครื่องทำน้ำแข็งเชิงพาณิชย์เครื่องแรกในสหรัฐอเมริกา

ในช่วงทศวรรษ 1870 โรงเบียร์กลายเป็นผู้ใช้ก้อนน้ำแข็งที่เก็บเกี่ยวได้มากที่สุด แม้ว่าอุตสาหกรรมการเก็บเกี่ยวน้ำแข็งจะเติบโตอย่างมหาศาลในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 แต่มลพิษและสิ่งปฏิกูลก็เริ่มแทรกซึมเข้าไปในน้ำแข็งธรรมชาติ ทำให้กลายเป็นปัญหาในเขตชานเมืองของมหานคร ในที่สุด โรงเบียร์ก็เริ่มบ่นเรื่องน้ำแข็งปนเปื้อน ความกังวลของสาธารณชนเกี่ยวกับความบริสุทธิ์ของน้ำซึ่งเป็นวัตถุดิบในการผลิตน้ำแข็งเริ่มเพิ่มขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1900 พร้อมกับการเกิดขึ้นของทฤษฎีเชื้อโรค สื่อหลายแห่งตีพิมพ์บทความที่เชื่อมโยงโรคต่างๆ เช่น ไข้ไทฟอยด์กับการบริโภคน้ำแข็งธรรมชาติ ทำให้การเก็บเกี่ยวน้ำแข็งกลายเป็นสิ่งผิดกฎหมายในบางพื้นที่ของประเทศ สถานการณ์ทั้งหมดนี้ทำให้ความต้องการตู้เย็นสมัยใหม่และน้ำแข็งที่ผลิตขึ้นเพิ่มขึ้น เครื่องผลิตน้ำแข็งเช่นของ Carre และ Muhl ถูกมองว่าเป็นวิธีการผลิตน้ำแข็งเพื่อตอบสนองความต้องการของร้านขายของชำ เกษตรกร และผู้ขนส่งอาหาร^{[ 17 ] : 25 [ 16 ] : 110–111}

รถไฟแช่เย็นถูกนำมาใช้ในสหรัฐอเมริกาในช่วงทศวรรษ 1840 สำหรับการขนส่งผลิตภัณฑ์นมในระยะสั้น แต่รถไฟเหล่านี้ใช้น้ำแข็งที่เก็บเกี่ยวมาเพื่อรักษาอุณหภูมิให้เย็น^{[ 23 ]}

เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบใหม่นี้เริ่มมีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลายเป็นครั้งแรก โดยใช้เป็นวิธีการแช่แข็งเนื้อสัตว์เพื่อขนส่งทางทะเลในเรือแช่เย็น จากดิน แดนอาณานิคมของอังกฤษและประเทศอื่นๆ ไปยังหมู่เกาะอังกฤษแม้ว่าจะไม่ใช่เรือลำแรกที่ประสบความสำเร็จในการขนส่งสินค้าแช่แข็งไปต่างประเทศ (เรือStrathlevenมาถึงท่าเรือลอนดอนเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2423 โดยบรรทุกเนื้อวัว เนื้อแกะ และเนยแช่แข็งจากซิดนีย์และเมลเบิร์น^{[ 24 ]} ) แต่ความก้าวหน้านี้มักถูกยกให้เป็นผลงานของวิลเลียม โซลทาว เดวิดสันผู้ประกอบการที่อพยพไปนิวซีแลนด์เดวิดสันคิดว่าจำนวนประชากรและความต้องการเนื้อสัตว์ที่เพิ่มขึ้นของอังกฤษจะช่วยบรรเทาภาวะตกต่ำของ ตลาด ขนสัตว์ โลก ที่ส่งผลกระทบอย่างหนักต่อนิวซีแลนด์ หลังจากการวิจัยอย่างละเอียด เขาได้สั่งให้ปรับปรุงเรือ Dunedin ด้วยหน่วยทำความเย็นแบบอัดสำหรับขนส่งเนื้อสัตว์ในปี พ.ศ. 2424 เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2425 เรือ Dunedinได้แล่นไปยังลอนดอน ซึ่งเป็นการเดินทางขนส่งสินค้าแช่เย็นที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ครั้งแรก และเป็นรากฐานของอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์แช่เย็น^{[ 25 ]}

หนังสือพิมพ์ไทมส์แสดงความคิดเห็นว่า "วันนี้เราต้องบันทึกชัยชนะเหนือความยากลำบากทางกายภาพเช่นนี้ ซึ่งเมื่อไม่กี่วันก่อนคงเป็นเรื่องเหลือเชื่อ หรือแม้แต่จินตนาการไม่ออก..."เรือมาร์ลโบโรห์  ซึ่งเป็นเรือพี่น้องกับเรือดูเนดิน  ได้รับการดัดแปลงทันทีและเข้าร่วมการค้าในปีถัดมา พร้อมกับ เรือ มาทาอูรัวของบริษัทขนส่งนิวซีแลนด์ คู่แข่ง ในขณะที่เรือกลไฟมาร์ซาลา ของเยอรมัน เริ่มขนส่งเนื้อแกะแช่แข็งจากนิวซีแลนด์ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2425 ภายในห้าปี มีการส่งเนื้อแช่แข็ง 172 เที่ยวจากนิวซีแลนด์ไปยังสหราชอาณาจักร ซึ่งมีเพียง 9 เที่ยวเท่านั้นที่มีเนื้อจำนวนมากถูกตัดสินว่าเสียหาย การขนส่งแบบแช่เย็นยังนำไปสู่ความเฟื่องฟูของเนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์นมในวงกว้างในออสเตรเลียและอเมริกาใต้บริษัท J & E Hallแห่งดาร์ตฟอร์ดประเทศอังกฤษ ได้ติดตั้งระบบอัดไอให้กับ เรือ SS Selembria เพื่อขนส่ง ซากแกะ 30,000 ตัว จากหมู่เกาะฟอล์คแลนด์ในปี พ.ศ. 2429 ^{[ 26 ]}ในปีต่อๆ มา อุตสาหกรรมนี้ได้ขยายตัวอย่างรวดเร็วไปยังออสเตรเลีย อาร์เจนตินา และสหรัฐอเมริกา

ในช่วงทศวรรษ 1890 การแช่เย็นมีบทบาทสำคัญในการกระจายอาหาร อุตสาหกรรมบรรจุเนื้อสัตว์พึ่งพาน้ำแข็งธรรมชาติอย่างมากในช่วงทศวรรษ 1880 และยังคงพึ่งพาน้ำแข็งที่ผลิตขึ้นเมื่อเทคโนโลยีเหล่านั้นพร้อมใช้งาน^{[ 17 ] : 142} ภายในปี 1900 โรงงานบรรจุเนื้อสัตว์ในชิคาโกได้นำระบบทำความเย็นเชิงพาณิชย์แบบวงจรแอมโมเนียมาใช้ ภายในปี 1914 เกือบทุกแห่งใช้ระบบทำความเย็นเทียมผู้ผลิตเนื้อสัตว์รายใหญ่ ได้แก่อาร์มัวร์ สวิฟต์ และวิลสัน ได้ซื้อหน่วยที่มีราคาแพงที่สุด ซึ่งพวกเขาติดตั้งไว้ในตู้รถไฟและในสาขาและสถานที่จัดเก็บในพื้นที่กระจายสินค้าที่ห่างไกลออกไป

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 หน่วยทำความเย็นได้รับการออกแบบมาเพื่อติดตั้งบนรถบรรทุกหรือรถขนส่งสินค้า รถบรรทุกแช่เย็นใช้ในการขนส่งสินค้าที่เน่าเสียง่าย เช่น อาหารแช่แข็ง ผลไม้และผัก และสารเคมีที่ไวต่ออุณหภูมิ ตู้เย็นสมัยใหม่ส่วนใหญ่รักษาอุณหภูมิไว้ระหว่าง -40 ถึง -20 องศาเซลเซียส และมีน้ำหนักบรรทุกสูงสุดประมาณ 24,000 กิโลกรัม (ในยุโรป)

แม้ว่าเทคโนโลยีการทำความเย็นเชิงพาณิชย์จะพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว แต่ก็มีข้อจำกัดที่ทำให้ไม่สามารถนำไปใช้ในครัวเรือนได้ ประการแรก ตู้เย็นส่วนใหญ่มีขนาดใหญ่เกินไป ตู้เย็นเชิงพาณิชย์บางรุ่นที่ใช้ในปี พ.ศ. 2453 มีน้ำหนักระหว่าง 5 ถึง 200 ตัน ประการที่สอง ตู้เย็นเชิงพาณิชย์มีราคาแพงทั้งในการผลิต ซื้อ และบำรุงรักษา และประการสุดท้าย ตู้เย็นเหล่านี้ไม่ปลอดภัย ไม่ใช่เรื่องแปลกที่ตู้เย็นเชิงพาณิชย์จะเกิดไฟไหม้ ระเบิด หรือรั่วไหลก๊าซพิษ เทคโนโลยีการทำความเย็นจึงไม่กลายเป็นเทคโนโลยีในครัวเรือนจนกว่าจะสามารถเอาชนะความท้าทายทั้งสามประการนี้ได้^{[ 17 ] : 38}

ในช่วงต้นทศวรรษ 1800 ผู้บริโภคถนอมอาหารโดยการเก็บอาหารและน้ำแข็งที่ซื้อจากผู้เก็บน้ำแข็งไว้ในตู้เย็น ในปี 1803 โทมัส มัวร์ ได้จดสิทธิบัตรอ่างเก็บเนยบุโลหะ ซึ่งกลายเป็นต้นแบบของตู้เย็นส่วนใหญ่ ตู้เย็นเหล่านี้ถูกใช้จนถึงเกือบปี 1910 และเทคโนโลยีก็ไม่ได้พัฒนาต่อไป อันที่จริง ผู้บริโภคที่ใช้ตู้เย็นในปี 1910 ต้องเผชิญกับปัญหาเดียวกันกับตู้เย็นที่มีราขึ้นและมีกลิ่นเหม็นเช่นเดียวกับผู้บริโภคในช่วงต้นทศวรรษ 1800 ^{[ 17 ] : 23, 38}

บริษัท General Electric (GE) เป็นหนึ่งในบริษัทแรกๆ ที่เอาชนะความท้าทายเหล่านี้ได้ ในปี 1911 GE ได้วางจำหน่ายตู้เย็นสำหรับใช้ในครัวเรือนที่ใช้พลังงานจากแก๊ส การใช้แก๊สทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้มอเตอร์คอมเพรสเซอร์ไฟฟ้าและลดขนาดของตู้เย็นลง อย่างไรก็ตาม บริษัทไฟฟ้าที่เป็นลูกค้าของ GE ไม่ได้รับประโยชน์จากตู้เย็นที่ใช้พลังงานจากแก๊ส ดังนั้น GE จึงลงทุนในการพัฒนาตู้เย็นแบบใช้ไฟฟ้า ในปี 1927 GE ได้วางจำหน่าย Monitor Top ซึ่งเป็นตู้เย็นเครื่องแรกที่ใช้ไฟฟ้า^{[ 17 ] : 43–45}

ในปี พ.ศ. 2473 Frigidaire ซึ่งเป็นหนึ่งในคู่แข่งหลักของ GE ได้สังเคราะห์Freon ขึ้น มา^{[ 17 ] : 44} ด้วยการคิดค้นสารทำความเย็นสังเคราะห์ซึ่งส่วนใหญ่มีพื้นฐานมาจาก สารเคมี คลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) ทำให้ตู้เย็นที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นสามารถผลิตขึ้นได้สำหรับใช้ในบ้านและสำหรับผู้บริโภค Freon นำไปสู่การพัฒนาตู้เย็นที่มีขนาดเล็กกว่า เบากว่า และราคาถูกกว่า ราคาเฉลี่ยของตู้เย็นลดลงจาก 275 ดอลลาร์เหลือ 154 ดอลลาร์หลังจากการสังเคราะห์ Freon ราคาที่ต่ำลงนี้ทำให้การเป็นเจ้าของตู้เย็นในครัวเรือนของชาวอเมริกันมีมากกว่า 50% ภายในปี พ.ศ. 2483 ^{[ 17 ] : 45} Freon เป็นเครื่องหมายการค้าของบริษัท DuPont และหมายถึง CFC เหล่านี้ และต่อมาคือไฮโดรคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (HCFC) และไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) ซึ่งเป็นสารทำความเย็นที่พัฒนาขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ พ.ศ. 2463 ในขณะนั้น สารทำความเย็นเหล่านี้ถือว่ามีอันตรายน้อยกว่าสารทำความเย็นที่ใช้กันทั่วไปในเวลานั้น เช่น เมทิลฟอร์เมต แอมโมเนีย เมทิลคลอไรด์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ จุดประสงค์คือเพื่อให้เครื่องทำความเย็นสำหรับใช้ในบ้านมีความปลอดภัย สารทำความเย็น CFC เหล่านี้ตอบโจทย์ความต้องการดังกล่าวได้ อย่างไรก็ตาม ในทศวรรษ 1970 พบว่าสารประกอบเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับโอโซนในชั้นบรรยากาศ ซึ่งเป็นเกราะป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตจากแสงอาทิตย์ที่สำคัญ และการใช้สารเหล่านี้เป็นสารทำความเย็นทั่วโลกจึงถูกจำกัดในพิธีสารมอนทรีออลปี 1987

ในศตวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีการทำความเย็นได้ก่อให้เกิดรูปแบบการตั้งถิ่นฐานใหม่ ๆ เทคโนโลยีใหม่นี้ทำให้สามารถตั้งถิ่นฐานในพื้นที่ใหม่ ๆ ที่ไม่ได้อยู่บนเส้นทางคมนาคมตามธรรมชาติ เช่น แม่น้ำ เส้นทางหุบเขา หรือท่าเรือ ซึ่งหากไม่มีเทคโนโลยีนี้ พื้นที่เหล่านั้นอาจไม่มีผู้คนมาตั้งถิ่นฐาน การทำความเย็นได้เปิดโอกาสให้ผู้ตั้งถิ่นฐานยุคแรก ๆ ขยายตัวไปทางทิศตะวันตกและเข้าไปในพื้นที่ชนบทที่ยังไม่มีผู้คนอาศัยอยู่ ผู้ตั้งถิ่นฐานใหม่เหล่านี้ที่มีดินอุดมสมบูรณ์และยังไม่ได้ใช้ประโยชน์ มองเห็นโอกาสในการทำกำไรโดยการส่งสินค้าดิบไปยังเมืองและรัฐทางตะวันออก ในศตวรรษที่ 20 การทำความเย็นทำให้ "เมืองระดับกาแล็กซี" เช่น ดัลลัส ฟีนิกซ์ และลอสแอนเจลิส เกิดขึ้นได้

รถไฟห้องเย็น ( รถตู้แช่เย็นหรือรถตู้เย็น ) พร้อมกับเครือข่ายทางรถไฟที่หนาแน่น กลายเป็นการเชื่อมโยงที่สำคัญอย่างยิ่งระหว่างตลาดและฟาร์ม ทำให้เกิดโอกาสในระดับชาติมากกว่าแค่ระดับภูมิภาค ก่อนการประดิษฐ์รถไฟห้องเย็น การขนส่งผลิตภัณฑ์อาหารที่เน่าเสียง่ายในระยะทางไกลเป็นไปไม่ได้ อุตสาหกรรมการบรรจุเนื้อวัวเป็นแรงผลักดันแรกสำหรับความต้องการรถแช่เย็น บริษัทรถไฟต่างๆ ช้าในการนำสิ่งประดิษฐ์ใหม่นี้มาใช้เนื่องจากการลงทุนจำนวนมากในรถขนส่งปศุสัตว์ คอกปศุสัตว์ และโรงเลี้ยงสัตว์ [ ^{27 ] รถ}แช่เย็นยังมีความซับซ้อนและมีราคาแพงกว่ารถไฟประเภทอื่น ซึ่งทำให้การนำรถไฟห้องเย็นมาใช้ช้าลงเช่นกัน หลังจากที่การนำรถแช่เย็นมาใช้เป็นไปอย่างช้าๆ อุตสาหกรรมการบรรจุเนื้อวัวก็ครองธุรกิจรถไฟห้องเย็นด้วยความสามารถในการควบคุมโรงงานผลิตน้ำแข็งและการกำหนดค่าธรรมเนียมน้ำแข็ง กระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกาประมาณการว่าในปี 1916 กว่าร้อยละ 69 ของวัวที่ถูกฆ่าในประเทศนั้นทำในโรงงานที่เกี่ยวข้องกับการค้าระหว่างรัฐ บริษัทเดียวกันที่เกี่ยวข้องกับการค้าเนื้อสัตว์ในภายหลังได้นำการขนส่งแบบแช่เย็นมาใช้กับผักและผลไม้ บริษัทบรรจุเนื้อสัตว์มีเครื่องจักรราคาแพงจำนวนมาก เช่น รถแช่เย็น และสิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บแบบแช่เย็น ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถกระจายสินค้าที่เน่าเสียง่ายทุกประเภทได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 รัฐบาลสหรัฐฯ ได้จัดตั้งกลุ่มรถแช่เย็นแห่งชาติขึ้นเพื่อจัดการกับปัญหารถที่ไม่ได้ใช้งาน และได้ดำเนินการต่อหลังจากสงคราม^{[ 28 ]}ปัญหารถที่ไม่ได้ใช้งานคือปัญหาของรถแช่เย็นที่จอดอยู่อย่างไร้ประโยชน์ระหว่างฤดูกาลเก็บเกี่ยว ซึ่งหมายความว่ารถที่มีราคาแพงมากจอดอยู่ในลานรถไฟเป็นเวลานานในแต่ละปีโดยไม่สร้างรายได้ให้กับเจ้าของรถ กลุ่มรถเป็นระบบที่รถถูกกระจายไปยังพื้นที่ต่างๆ เมื่อพืชผลสุกงอม เพื่อให้มั่นใจว่ามีการใช้รถอย่างเต็มที่ รถไฟแช่เย็นเคลื่อนที่ไปทางตะวันออกจากไร่องุ่น สวนผลไม้ ทุ่งนา และสวนในรัฐทางตะวันตก เพื่อตอบสนองตลาดผู้บริโภคของอเมริกาทางตะวันออก^{[ 29 ]}รถไฟแช่เย็นทำให้สามารถขนส่งพืชผลที่เน่าเสียง่ายได้หลายร้อยหรือหลายพันกิโลเมตรหรือไมล์ ผลกระทบที่เห็นได้ชัดที่สุดของรถไฟแช่เย็นคือความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านของผักและผลไม้ในระดับภูมิภาค รถไฟแช่เย็นถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการขนส่งสินค้าที่เน่าเสียง่ายจนถึงทศวรรษ 1950 เมื่อถึงทศวรรษ 1960 ระบบทางหลวงระหว่างรัฐของประเทศก็เสร็จสมบูรณ์อย่างเพียงพอ ทำให้รถบรรทุกสามารถขนส่งอาหารที่เน่าเสียง่ายส่วนใหญ่ได้ และทำให้ระบบรถไฟแช่เย็นแบบเก่าหมดความสำคัญไป^{[ 30 ]}

การใช้ระบบทำความเย็นอย่างแพร่หลายทำให้เกิดโอกาสทางการเกษตรใหม่ๆ มากมายในสหรัฐอเมริกา ตลาดใหม่ๆ เกิดขึ้นทั่วสหรัฐอเมริกาในพื้นที่ที่ก่อนหน้านี้ไม่มีผู้คนอาศัยอยู่และอยู่ห่างไกลจากพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่น โอกาสทางการเกษตรใหม่ๆ ปรากฏขึ้นในพื้นที่ที่ถือว่าเป็นชนบท เช่น รัฐทางใต้และทางตะวันตก การขนส่งสินค้าขนาดใหญ่จากทางใต้และแคลิฟอร์เนียเกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน แม้ว่าในแคลิฟอร์เนียจะใช้น้ำแข็งธรรมชาติจากเทือกเขาเซียร์ราแทนที่จะใช้น้ำแข็งที่ผลิตขึ้นในทางใต้ก็ตาม^{[ 31 ]}ระบบทำความเย็นทำให้หลายพื้นที่สามารถเชี่ยวชาญในการปลูกผลไม้เฉพาะชนิดได้ แคลิฟอร์เนียเชี่ยวชาญในการปลูกผลไม้หลายชนิด เช่น องุ่น ลูกพีช ลูกแพร์ ลูกพลัม และแอปเปิล ในขณะที่จอร์เจียมีชื่อเสียงในเรื่องลูกพีชโดยเฉพาะ ในแคลิฟอร์เนีย การยอมรับรถไฟบรรทุกสินค้าแช่เย็นทำให้ปริมาณการขนส่งสินค้าเพิ่มขึ้นจาก 4,500 ตู้รถไฟในปี 1895 เป็นระหว่าง 8,000 ถึง 10,000 ตู้รถไฟในปี 1905 ^{[ 16 ] : 156} รัฐในแถบอ่าว อาร์คันซอ มิสซูรี และเทนเนสซี เริ่มผลิตสตรอว์เบอร์รีในปริมาณมาก ในขณะที่มิสซิสซิปปีกลายเป็นศูนย์กลางของอุตสาหกรรมมะเขือเทศนิวเม็กซิโก โคโลราโด แอริโซนา และเนวาดาปลูกแคนตาลูป หากไม่มีระบบทำความเย็น สิ่งเหล่านี้ก็จะเป็นไปไม่ได้ ในปี 1917 พื้นที่ปลูกผลไม้และผักที่ตั้งมั่นอยู่ใกล้กับตลาดทางตะวันออกรู้สึกถึงแรงกดดันจากการแข่งขันจากศูนย์กลางเฉพาะทางที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้^{[ 16 ] : 158} ระบบทำความเย็นไม่ได้จำกัดเฉพาะเนื้อสัตว์ ผลไม้ และผักเท่านั้น แต่ยังครอบคลุมถึงผลิตภัณฑ์นมและฟาร์มโคนมด้วย ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เมืองใหญ่ๆ ได้รับผลิตภัณฑ์นมจากฟาร์มที่อยู่ห่างออกไปถึง 640 กิโลเมตร (400 ไมล์) ผลิตภัณฑ์นมไม่สามารถขนส่งได้ง่ายในระยะทางไกลเหมือนผลไม้และผัก เนื่องจากเน่าเสียได้ง่ายกว่า การแช่เย็นทำให้การผลิตเป็นไปได้ในทางตะวันตกที่อยู่ห่างไกลจากตลาดทางตะวันออก มากเสียจนเกษตรกรผู้เลี้ยงโคนมสามารถจ่ายค่าขนส่งและยังคงขายได้ในราคาต่ำกว่าคู่แข่งทางตะวันออก^{[ 16 ] : 168} การแช่เย็นและรถไฟแช่เย็นเปิดโอกาสให้กับพื้นที่ที่มีดินอุดมสมบูรณ์ซึ่งอยู่ห่างไกลจากเส้นทางการขนส่งตามธรรมชาติ เช่น แม่น้ำ เส้นทางหุบเขา หรือท่าเรือ^{[ 32 ]}

คำว่า "เมืองชายขอบ" (Edge city) เป็นคำที่คิดค้นโดยJoel Garreauในขณะที่คำว่า "เมืองกาแล็กติก" (Galactic city) เป็นคำที่คิดค้นโดยLewis Mumfordคำเหล่านี้หมายถึงการรวมตัวของธุรกิจ แหล่งช้อปปิ้ง และสถานบันเทิงที่อยู่นอกเขตใจกลางเมืองหรือย่านธุรกิจหลักแบบดั้งเดิม ในพื้นที่ซึ่งเดิมเคยเป็นพื้นที่อยู่อาศัยหรือชนบท มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อการเติบโตของเมืองเหล่านี้ เช่น ลอสแอนเจลิส ลาสเวกัส ฮิวสตัน และฟีนิกซ์ ปัจจัยที่ทำให้เกิดเมืองใหญ่เหล่านี้ ได้แก่ รถยนต์ที่เชื่อถือได้ ระบบทางหลวง ระบบทำความเย็น และการเพิ่มขึ้นของการผลิตทางการเกษตร เมืองใหญ่เช่นที่กล่าวมาข้างต้นนั้นไม่ใช่เรื่องแปลกในประวัติศาสตร์ แต่สิ่งที่ทำให้เมืองเหล่านี้แตกต่างจากเมืองอื่นๆ คือ เมืองเหล่านี้ไม่ได้ตั้งอยู่ตามเส้นทางคมนาคมตามธรรมชาติ หรือที่ทางแยกของเส้นทางสองสายขึ้นไป เช่น เส้นทางเดินเท้า ท่าเรือ ภูเขา แม่น้ำ หรือหุบเขา เมืองใหญ่เหล่านี้ได้รับการพัฒนาในพื้นที่ที่เมื่อไม่กี่ร้อยปีก่อนไม่สามารถอยู่อาศัยได้ หากไม่มีวิธีการทำความเย็นอากาศและการขนส่งน้ำและอาหารจากระยะไกลอย่างมีประสิทธิภาพ เมืองใหญ่เหล่านี้ก็คงไม่สามารถพัฒนาขึ้นมาได้ การเติบโตอย่างรวดเร็วของเมืองเหล่านี้ได้รับอิทธิพลจากการแช่เย็นและการเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร ทำให้ฟาร์มที่อยู่ห่างไกลสามารถจัดหาอาหารให้แก่ประชากรได้อย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 32 ]}

บทบาทของเกษตรกรรมในประเทศพัฒนาแล้วเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในศตวรรษที่ผ่านมาเนื่องจากหลายปัจจัย รวมถึงเทคโนโลยีการแช่เย็น สถิติจากสำมะโนประชากรปี 2550 ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการกระจุกตัวของการขายสินค้าเกษตรจำนวนมากที่มาจากฟาร์มจำนวนน้อยในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบัน นี่เป็นผลส่วนหนึ่งมาจากตลาดที่เกิดขึ้นสำหรับการค้าเนื้อสัตว์แช่แข็งจากการขนส่งซากแกะแช่แข็งครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จจากนิวซีแลนด์ในทศวรรษ 1880 เมื่อตลาดเติบโตขึ้นเรื่อย ๆ กฎระเบียบเกี่ยวกับการแปรรูปและคุณภาพอาหารก็เริ่มถูกบังคับใช้ ในที่สุด ไฟฟ้าก็ถูกนำเข้ามาใช้ในบ้านเรือนในชนบทของสหรัฐอเมริกา ซึ่งทำให้เทคโนโลยีการแช่เย็นสามารถขยายตัวในฟาร์มได้อย่างต่อเนื่อง เพิ่มผลผลิตต่อคน ปัจจุบัน การใช้ระบบแช่เย็นในฟาร์มช่วยลดระดับความชื้น ป้องกันการเน่าเสียเนื่องจากการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย และช่วยในการถนอมอาหาร

การนำระบบทำความเย็นมาใช้และการพัฒนาเทคโนโลยีเพิ่มเติมได้เปลี่ยนแปลงการเกษตรในสหรัฐอเมริกาอย่างมาก ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 การทำฟาร์มเป็นอาชีพและวิถีชีวิตทั่วไปของพลเมืองสหรัฐอเมริกา เนื่องจากเกษตรกรส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในฟาร์มของตนเอง ในปี 1935 มีฟาร์ม 6.8 ล้านแห่งในสหรัฐอเมริกาและประชากร 127 ล้านคน อย่างไรก็ตาม ในขณะที่ประชากรของสหรัฐอเมริกายังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จำนวนพลเมืองที่ประกอบอาชีพเกษตรกรรมกลับลดลง จากการสำรวจสำมะโนประชากรของสหรัฐอเมริกาในปี 2007 พบว่ามีประชากรน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์จาก 310 ล้านคนที่ระบุว่าการทำฟาร์มเป็นอาชีพในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นของประชากรนำไปสู่ความต้องการผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรที่เพิ่มขึ้น ซึ่งได้รับการตอบสนองผ่านพืชผล ปุ๋ย ยาฆ่าแมลง และเทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุงที่หลากหลายมากขึ้น เทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุงได้ลดความเสี่ยงและเวลาที่เกี่ยวข้องกับการจัดการทางการเกษตร และช่วยให้ฟาร์มขนาดใหญ่สามารถเพิ่มผลผลิตต่อคนเพื่อตอบสนองความต้องการของสังคมได้^{[ 33 ]}

ก่อนปี 1882 เกาะใต้ของนิวซีแลนด์ได้ทดลองปลูกหญ้าและผสมพันธุ์แกะ ซึ่งทำให้เกษตรกรมีศักยภาพทางเศรษฐกิจในการส่งออกเนื้อสัตว์ทันที ในปี 1882 การขนส่งซากแกะที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกถูกส่งจากท่าเรือพอร์ตชาลเม อร์ส ในเมืองดูเนดิน ประเทศนิวซีแลนด์ ไปยังลอนดอนในช่วงทศวรรษ 1890 การค้าเนื้อแช่แข็งมีกำไรมากขึ้นในนิวซีแลนด์ โดยเฉพาะในแคนเทอร์เบอรีซึ่งเป็นแหล่งที่มาของซากแกะส่งออกถึง 50% ในปี 1900 ไม่นานนัก เนื้อแคนเทอร์เบอรีก็เป็นที่รู้จักในด้านคุณภาพสูงสุด ทำให้เกิดความต้องการเนื้อนิวซีแลนด์ไปทั่วโลก เพื่อตอบสนองความต้องการใหม่นี้ เกษตรกรจึงปรับปรุงอาหารสัตว์เพื่อให้แกะพร้อมสำหรับการฆ่าในเวลาเพียงเจ็ดเดือน วิธีการขนส่งแบบใหม่นี้ทำให้เกิดความเจริญรุ่งเรืองทางเศรษฐกิจในนิวซีแลนด์ในช่วงกลางทศวรรษ 1890 ^{[ 34 ]}

ในสหรัฐอเมริกา พระราชบัญญัติตรวจสอบเนื้อสัตว์ปี 1891 ได้ถูกนำมาใช้เนื่องจากคนขายเนื้อในท้องถิ่นรู้สึกว่าระบบรถไฟแช่เย็นไม่ถูกสุขอนามัย^{[ 35 ]}เมื่อการบรรจุเนื้อสัตว์เริ่มเฟื่องฟู ผู้บริโภคก็เริ่มกังวลเกี่ยวกับคุณภาพของเนื้อสัตว์ที่จะบริโภค นวนิยายเรื่อง The JungleของUpton Sinclair ในปี 1906 ได้ดึงดูดความสนใจในแง่ลบต่ออุตสาหกรรมการบรรจุเนื้อสัตว์ โดยการเปิดเผยสภาพการทำงานที่ไม่ถูกสุขอนามัยและการแปรรูปสัตว์ที่เป็นโรค หนังสือเล่มนี้ดึงดูดความสนใจของประธานาธิบดีธีโอดอร์ รูสเวลต์และพระราชบัญญัติตรวจสอบเนื้อสัตว์ปี 1906ได้ถูกนำมาใช้เป็นการแก้ไขเพิ่มเติมพระราชบัญญัติตรวจสอบเนื้อสัตว์ปี 1891 พระราชบัญญัติฉบับใหม่นี้มุ่งเน้นไปที่คุณภาพของเนื้อสัตว์และสภาพแวดล้อมในการแปรรูป^{[ 36 ]}

ในช่วงต้นทศวรรษ 1930 ประชากรในเมืองของสหรัฐอเมริกาถึง 90 เปอร์เซ็นต์มีไฟฟ้าใช้ในขณะที่บ้านเรือนในชนบทมีเพียง 10 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่มีไฟฟ้าใช้ ในเวลานั้น บริษัทไฟฟ้าไม่คิดว่าการขยายไฟฟ้าไปยังพื้นที่ชนบท ( การไฟฟ้าในชนบท ) จะสร้างผลกำไรมากพอที่จะคุ้มค่า อย่างไรก็ตาม ในช่วงวิกฤตเศรษฐกิจครั้งใหญ่ประธานาธิบดีแฟรงคลิน ดี. รูสเวลต์ตระหนักว่าพื้นที่ชนบทจะยังคงล้าหลังพื้นที่ในเมืองทั้งในด้านความยากจนและการผลิต หากไม่มีไฟฟ้าใช้ ในวันที่ 11 พฤษภาคม 1935 ประธานาธิบดีได้ลงนามในคำสั่งบริหารที่เรียกว่าสำนักงานการไฟฟ้าในชนบทหรือที่รู้จักกันในชื่อ REA หน่วยงานนี้ให้เงินกู้เพื่อเป็นทุนในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้าในพื้นที่ชนบท ในเวลาเพียงไม่กี่ปี ประชาชน 300,000 คนในพื้นที่ชนบทของสหรัฐอเมริกาได้รับไฟฟ้าใช้ในบ้านของตน

ในขณะที่ไฟฟ้าช่วยปรับปรุงสภาพการทำงานในฟาร์มได้อย่างมาก มันยังส่งผลกระทบอย่างมากต่อความปลอดภัยของการผลิตอาหารด้วย ระบบทำความเย็นถูกนำมาใช้ในกระบวนการทำฟาร์มและการกระจายอาหารซึ่งช่วยในการถนอมอาหารและทำให้เสบียงอาหารปลอดภัยระบบทำความเย็นยังช่วยให้สามารถขนส่งสินค้าที่เน่าเสียง่ายไปทั่วสหรัฐอเมริกาได้ ส่งผลให้เกษตรกรของสหรัฐอเมริกากลายเป็นเกษตรกรที่มีผลผลิตมากที่สุดในโลกอย่างรวดเร็ว^{[ 37 ]}และระบบอาหาร ใหม่ทั้งหมด ก็เกิดขึ้น

เพื่อลดระดับความชื้นและการเน่าเสียเนื่องจากการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ปัจจุบันมีการใช้ระบบทำความเย็นในการแปรรูปเนื้อสัตว์ ผลผลิตทางการเกษตร และผลิตภัณฑ์นม ระบบทำความเย็นถูกใช้งานอย่างหนักที่สุดในช่วงเดือนที่อากาศอบอุ่นสำหรับผลผลิตทางการเกษตร ซึ่งต้องทำให้เย็นโดยเร็วที่สุดเพื่อให้ได้มาตรฐานคุณภาพและเพิ่มอายุการเก็บรักษา ในขณะเดียวกัน ฟาร์มโคนมจะแช่เย็นนมตลอดทั้งปีเพื่อป้องกันการเน่าเสีย^{[ 38 ]}

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และต้นศตวรรษที่ 20 ยกเว้นอาหารหลัก (น้ำตาล ข้าว และถั่ว) ที่ไม่จำเป็นต้องแช่เย็น อาหารที่มีจำหน่ายได้รับผลกระทบอย่างมากจากฤดูกาลและสิ่งที่สามารถปลูกได้ในท้องถิ่น^{[ 39 ] [ 40 ]}การแช่เย็นได้ขจัดข้อจำกัดเหล่านี้ การแช่เย็นมีบทบาทสำคัญในความเป็นไปได้และความนิยมของซูเปอร์มาร์เก็ตสมัยใหม่ ผลไม้และผักนอกฤดูกาล หรือที่ปลูกในสถานที่ห่างไกล ปัจจุบันมีจำหน่ายในราคาที่ค่อนข้างต่ำ ตู้เย็นทำให้เนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์นมเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับยอดขายโดยรวมของซูเปอร์มาร์เก็ต^{[ 41 ]}นอกจากการเปลี่ยนแปลงสินค้าที่ซื้อในตลาดแล้ว ความสามารถในการเก็บรักษาอาหารเหล่านี้ไว้ได้นานขึ้นยังนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของเวลาว่าง ก่อนที่จะมีตู้เย็นในครัวเรือน ผู้คนจะต้องซื้อของใช้ที่จำเป็นสำหรับมื้ออาหารของตนทุกวัน^{[ 42 ] [ 43 ]}

การนำระบบทำความเย็นมาใช้ทำให้สามารถจัดการและเก็บรักษาอาหารที่เน่าเสียง่ายได้ อย่างถูกสุขอนามัย ^{[ 44 ]}และส่งผลให้ผลผลิต การบริโภค และความพร้อมของสารอาหารเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงวิธีการถนอมอาหารของเราทำให้เราลดการใช้เกลือลงและหันมาใช้โซเดียมในระดับที่จัดการได้ง่ายขึ้น ความสามารถในการเคลื่อนย้ายและเก็บรักษาอาหารที่เน่าเสียง่าย เช่น เนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์นม ส่งผลให้การบริโภคผลิตภัณฑ์นมเพิ่มขึ้น 1.7% และการบริโภคโปรตีนโดยรวมเพิ่มขึ้น 1.25% ต่อปีในสหรัฐอเมริกาหลังปี 1890 ^{[ 45 ]}

ผู้คนไม่ได้บริโภคสินค้าที่เน่าเสียง่ายเหล่านี้เพียงเพราะการเก็บรักษาทำได้ง่ายขึ้นเท่านั้น แต่นวัตกรรมในการขนส่งและการเก็บรักษาแบบแช่เย็นยังส่งผลให้สินค้าเน่าเสียและของเสียลดลง ทำให้ราคาสินค้าเหล่านี้ลดลงด้วย การแช่เย็นมีส่วนทำให้ความสูงของผู้ใหญ่ (ในสหรัฐอเมริกา) เพิ่มขึ้นอย่างน้อย 5.1% ผ่านโภชนาการที่ดีขึ้น^{[ 46 ] [ 47 ]}และเมื่อพิจารณาผลกระทบทางอ้อมที่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุงคุณภาพของสารอาหารและการลดลงของโรคภัยไข้เจ็บเพิ่มเติม ผลกระทบโดยรวมก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นอย่างมาก^{[ 45 ]}การศึกษาล่าสุดยังแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์เชิงลบระหว่างจำนวนตู้เย็นในครัวเรือนกับอัตราการเสียชีวิตจากมะเร็งกระเพาะอาหาร^{[ 48 ]}

การใช้งานระบบทำความเย็นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันน่าจะเป็นการทำความเย็นสำหรับบ้านส่วนตัวและอาคารสาธารณะ รวมถึงการแช่เย็นอาหารในบ้าน ร้านอาหาร และคลังสินค้าขนาดใหญ่ การใช้ตู้เย็นและห้องเย็นและห้องแช่แข็งในครัว โรงงาน และคลังสินค้า^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]}สำหรับการจัดเก็บและแปรรูปผักและผลไม้ ทำให้สามารถเพิ่มสลัดสดลงในอาหารสมัยใหม่ได้ตลอดทั้งปี และเก็บรักษาปลาและเนื้อสัตว์ได้อย่างปลอดภัยเป็นเวลานาน ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเก็บรักษาอาหารที่เน่าเสียง่ายคือ 3 ถึง 5 °C (37 ถึง 41 °F) ^{[ 54 ]}

ในภาคการค้าและการผลิต การทำความเย็นมีประโยชน์มากมาย การทำความเย็นใช้ในการเปลี่ยนสถานะก๊าซ เช่นออกซิเจนไนโตรเจน โพ รเพนและมีเทนให้เป็นของเหลวในการกรองอากาศอัด การทำความเย็นใช้ในการควบแน่นไอน้ำจากอากาศอัดเพื่อลดปริมาณความชื้น ในโรงกลั่นน้ำมันโรงงานเคมีและ โรงงาน ปิโตรเคมีการทำความเย็นใช้ในการรักษาอุณหภูมิต่ำตามที่ต้องการในกระบวนการผลิตบางอย่าง (ตัวอย่างเช่น ใน กระบวนการ อัลคิเลชันของบิวทีนและบิวเท น เพื่อผลิต ส่วนประกอบน้ำมันเบนซิน ที่มีค่าออกเทน สูง ) ช่างโลหะใช้การทำความเย็นในการอบชุบเหล็กและมีด เมื่อขนส่งอาหารและวัสดุอื่นๆ ที่ไวต่ออุณหภูมิโดยรถบรรทุก รถไฟ เครื่องบิน และเรือเดินทะเล การทำความเย็นจึงเป็นสิ่งจำเป็น

ผลิตภัณฑ์นมจำเป็นต้องแช่เย็นอย่างต่อเนื่อง^{[ 8 ] [ 55 ]}และเพิ่งมีการค้นพบเมื่อไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาว่าไข่จำเป็นต้องแช่เย็นระหว่างการขนส่ง แทนที่จะรอให้แช่เย็นหลังจากมาถึงร้านขายของชำ เนื้อสัตว์ สัตว์ปีก และปลาทั้งหมดต้องเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิก่อนจำหน่าย^{[ 56 ]}การแช่เย็นยังช่วยให้ผลไม้และผักสามารถรับประทานได้นานขึ้น^{[ 56 ]}

หนึ่งในประโยชน์ที่สำคัญที่สุดของการแช่เย็นคือการพัฒนา อุตสาหกรรม ซูชิ / ซาชิมิในญี่ปุ่น^{[ 57 ] [ 58 ]}ก่อนการค้นพบการแช่เย็น ผู้ที่ชื่นชอบซูชิหลายคนมีความเสี่ยงที่จะติดโรค อันตรายของซาชิมิที่ไม่ได้แช่เย็นไม่ได้รับการเปิดเผยเป็นเวลาหลายทศวรรษเนื่องจากขาดการวิจัยและการกระจายการดูแลสุขภาพในชนบทของญี่ปุ่น ประมาณกลางศตวรรษ บริษัท Zojirushiซึ่งตั้งอยู่ในเกียวโต ได้พัฒนาการออกแบบตู้เย็น ทำให้ตู้เย็นมีราคาถูกลงและเข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับเจ้าของร้านอาหารและประชาชนทั่วไป

วิธีการทำความเย็นสามารถแบ่งออกได้เป็นแบบไม่เป็นวัฏจักร แบบเป็นวัฏจักร แบบเทอร์โมอิเล็กทริก และแบบแม่เหล็ก

วิธีการทำความเย็นนี้จะทำให้พื้นที่ที่ปิดสนิทเย็นลงโดยการละลายน้ำแข็ง การระเหิดของน้ำแข็งแห้งหรือการระเหยของไนโตรเจนเหลว [ ^{59 ] ตัวอย่าง}ง่ายๆ ของวิธีนี้คือตู้แช่แบบพกพา โดยเทน้ำแข็งลงบนสิ่งของที่ต้องการแช่เย็น เพื่อรักษาความเย็นและป้องกันความร้อน น้ำแข็งธรรมดาจะรักษาอุณหภูมิเยือกแข็งแต่ไม่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง เว้นแต่จะใช้เกลือเพื่อทำให้น้ำแข็งเย็นลงอีก (เช่นในเครื่องทำไอศกรีมแบบดั้งเดิม ) ส่วนผสมของตัวทำละลายอื่นๆ กับสารทำความเย็น เช่น น้ำแข็ง น้ำแข็งแห้ง หรือไนโตรเจนเหลว ก็ถูกนำมาใช้ทำอ่างทำความเย็นสำหรับทางเคมีเช่นกัน น้ำแข็งแห้งสามารถลดอุณหภูมิลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของน้ำได้อย่างน่าเชื่อถือ ต่ำสุดถึง 195K

ระบบนี้ประกอบด้วยวัฏจักรการทำความเย็น ซึ่งความร้อนจะถูกดึงออกจากพื้นที่หรือแหล่งที่มีอุณหภูมิต่ำและถ่ายเทไปยังแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงโดยอาศัยการทำงานจากภายนอก ซึ่งเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับวัฏจักรพลังงานทางเทอร์โมไดนามิกในวัฏจักรพลังงาน ความร้อนจะถูกส่งจากแหล่งที่มีอุณหภูมิสูงไปยังเครื่องยนต์ ส่วนหนึ่งของความร้อนจะถูกนำไปใช้ในการผลิตงาน และส่วนที่เหลือจะถูกถ่ายเทไปยังแหล่งที่มีอุณหภูมิต่ำ ซึ่งเป็นไปตามกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิก

วัฏจักรการทำความเย็นอธิบายถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสารทำความเย็นขณะที่มันดูดซับและปล่อยความร้อนสลับกันไปมาในขณะที่ไหลเวียนผ่านตู้เย็นนอกจากนี้ยังใช้ในงานระบบทำความร้อน การระบายอากาศ และเครื่องปรับอากาศ(HVACR)เมื่ออธิบาย "กระบวนการ" การไหลของสารทำความเย็นผ่านหน่วย HVACR ไม่ว่าจะเป็นระบบแบบแพ็คเกจหรือแบบแยกส่วนก็ตาม

โดยธรรมชาติแล้ว ความร้อนจะไหลจากที่ร้อนไปยังที่เย็นการทำงานจะถูกใช้เพื่อทำให้พื้นที่อยู่อาศัยหรือพื้นที่จัดเก็บเย็นลง โดยการสูบความร้อนจากแหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าไปยังแหล่งรับความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงกว่า ฉนวน กันความร้อนถูกใช้เพื่อลดงานและพลังงานที่จำเป็นในการทำให้ได้และรักษาอุณหภูมิที่ต่ำลงในพื้นที่ที่เย็นลง หลักการทำงานของวัฏจักรการทำความเย็นได้รับการอธิบายทางคณิตศาสตร์โดยซาดี การ์โนต์ในปี 1824 ในรูปแบบของเครื่องยนต์ความร้อน

ระบบทำความเย็นที่พบได้ทั่วไปส่วนใหญ่ใช้กระบวนการทำความเย็นแบบอัดไอแบบย้อนกลับของแรงไคน์ (Reverse-Rankine vapor-compression refrigeration cycle) แม้ว่าปั๊มความร้อนแบบดูดซับ (absorption heat pump)จะถูกนำไปใช้ในงานส่วนน้อยก็ตาม

ระบบทำความเย็นแบบวงจรสามารถจำแนกได้ดังนี้:

1. วัฏจักรไอระเหย และ
2. วัฏจักรของก๊าซ

ระบบทำความเย็นแบบวงจรไอสามารถแบ่งย่อยได้ดังนี้:

1. การทำความเย็นแบบอัดไอ
2. การทำความเย็นแบบดูดซับ
   1. การทำความเย็นแบบดูดซับไอ
   2. การทำความเย็นแบบดูดซับ

วัฏจักรการอัดไอถูกนำมาใช้ในตู้เย็นในครัวเรือนส่วนใหญ่ รวมถึงระบบทำความเย็นขนาดใหญ่ในเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมหลายแห่ง รูปที่ 1 แสดงแผนภาพส่วนประกอบของระบบทำความเย็นแบบอัดไอโดยทั่วไป

อุณหพลศาสตร์ของวัฏจักรสามารถวิเคราะห์ได้จากแผนภาพ^{[ 60 ]}ดังแสดงในรูปที่ 2 ในวัฏจักรนี้ สารทำความเย็นหมุนเวียน เช่น ไฮโดรคาร์บอนที่มีจุดเดือดต่ำหรือไฮโดรฟลูออโรคาร์บอนเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ในรูปของไอ จากจุดที่ 1 ไปยังจุดที่ 2 ไอจะถูกอัดด้วยเอนโทร ปีคงที่ และออกจากคอมเพรสเซอร์ในรูปของไอที่อุณหภูมิสูงขึ้น แต่ยังคงต่ำกว่าความดันไอที่อุณหภูมินั้น จากจุดที่ 2 ไปยังจุดที่ 3 และต่อไปยังจุดที่ 4 ไอจะเดินทางผ่านคอนเดนเซอร์ซึ่งจะทำให้ไอเย็นลงจนกระทั่งเริ่มควบแน่น จากนั้นจะควบแน่นไอเป็นของเหลวโดยการระบายความร้อนเพิ่มเติมที่ความดันและอุณหภูมิคงที่ ระหว่างจุดที่ 4 และ 5 สารทำความเย็นเหลวจะผ่านวาล์วขยายตัว (เรียกอีกอย่างว่าวาล์วควบคุมการไหล) ซึ่งความดันจะลดลงอย่างกะทันหัน ทำให้เกิดการระเหยแบบแฟลชและการทำความเย็นอัตโนมัติ โดยทั่วไปแล้วจะมีปริมาณน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของของเหลว

ผลที่ได้คือส่วนผสมของของเหลวและไอที่อุณหภูมิและความดันต่ำกว่า ดังแสดงในจุดที่ 5 ส่วนผสมของของเหลวและไอที่เย็นแล้วจะไหลผ่านขดลวดหรือท่อระเหย และกลายเป็นไออย่างสมบูรณ์โดยการทำให้อากาศอุ่น (จากพื้นที่ที่ต้องการทำความเย็น) ที่ถูกเป่าโดยพัดลมผ่านขดลวดหรือท่อระเหยเย็นลง ไอสารทำความเย็นที่ได้จะกลับไปยังทางเข้าของคอมเพรสเซอร์ที่จุดที่ 1 เพื่อให้วัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิกสมบูรณ์

การอธิบายข้างต้นนั้นอิงตามวงจรทำความเย็นแบบอัดไอในอุดมคติ และไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบในโลกแห่งความเป็นจริง เช่น การลดลงของความดันเนื่องจากแรงเสียดทานในระบบความไม่สามารถย้อนกลับทางเทอร์โมไดนามิก เล็กน้อย ระหว่างการอัดไอสารทำความเย็น หรือ พฤติกรรม ของก๊าซที่ไม่เป็นอุดมคติหากมี เครื่องทำความเย็นแบบอัดไอสามารถจัดเรียงได้สองขั้นตอนใน ระบบ ทำความเย็นแบบเรียงลำดับโดยขั้นตอนที่สองจะทำความเย็นให้กับคอนเดนเซอร์ของขั้นตอนแรก ซึ่งสามารถใช้เพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต่ำมาก

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบและประสิทธิภาพของระบบทำความเย็นแบบอัดไอมีอยู่ในคู่มือวิศวกรเคมีของเพอร์รีฉบับ คลาสสิก ^{[ 61 ]}

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 วงจรการดูดซับไอโดยใช้ระบบน้ำ-แอมโมเนียหรือลิเธียมโบรไมด์-น้ำได้รับความนิยมและใช้งานอย่างแพร่หลาย หลังจากมีการพัฒนาวงจรการอัดไอ วงจรการดูดซับไอจึงสูญเสียความสำคัญไปมากเนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ ต่ำ (ประมาณหนึ่งในห้าของวงจรการอัดไอ) ปัจจุบัน วงจรการดูดซับไอส่วนใหญ่ใช้ในสถานที่ที่มีเชื้อเพลิงสำหรับทำความร้อนแต่ไม่มีไฟฟ้า เช่น ในรถบ้านที่ใช้แก๊ส LPGนอกจากนี้ยังใช้ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีความร้อนเหลือทิ้งจำนวนมากซึ่งช่วยชดเชยประสิทธิภาพที่ต่ำของวงจรได้

วัฏจักรการดูดซับคล้ายกับวัฏจักรการอัด ยกเว้นวิธีการเพิ่มความดันของไอสารทำความเย็น ในระบบการดูดซับ คอมเพรสเซอร์จะถูกแทนที่ด้วยตัวดูดซับซึ่งละลายสารทำความเย็นในของเหลวที่เหมาะสม ปั๊มของเหลวซึ่งเพิ่มความดัน และเครื่องกำเนิดซึ่งเมื่อเพิ่มความร้อนเข้าไป จะขับไอสารทำความเย็นออกจากของเหลวที่มีความดันสูง ปั๊มของเหลวต้องใช้พลังงานบ้าง แต่สำหรับปริมาณสารทำความเย็นที่กำหนด พลังงานที่ใช้จะน้อยกว่าที่คอมเพรสเซอร์ในวัฏจักรการอัดไอมาก ในตู้เย็นแบบดูดซับ จะใช้สารทำความเย็นและตัวดูดซับที่เหมาะสมร่วมกัน ส่วนผสมที่พบได้บ่อยที่สุดคือ แอมโมเนีย (สารทำความเย็น) กับน้ำ (ตัวดูดซับ) และน้ำ (สารทำความเย็น) กับลิเธียมโบรไมด์ (ตัวดูดซับ)

ความแตกต่างหลักจากวัฏจักรการดูดซับคือ ในวัฏจักรการดูดซับ สารทำความเย็น (สารที่ถูกดูดซับ) อาจเป็นแอมโมเนีย น้ำเมทานอลฯลฯ ในขณะที่สารดูดซับเป็นของแข็ง เช่นซิลิกาเจลถ่านกัมมันต์หรือซีโอไลต์ในขณะที่ในวัฏจักรการดูดซับ สารที่ถูกดูดซับเป็นของเหลว

เหตุผลที่เทคโนโลยีการทำความเย็นแบบดูดซับได้รับการวิจัยอย่างกว้างขวางในช่วง 30 ปีที่ผ่านมานั้นเป็นเพราะการทำงานของระบบทำความเย็นแบบดูดซับมักจะเงียบ ไม่กัดกร่อน และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 62 ]}

เมื่อสารทำงานเป็นแก๊สที่ถูกอัดและขยายตัวแต่ไม่เปลี่ยนสถานะ วงจรทำความเย็นนั้นเรียกว่าวงจรแก๊ส โดยส่วน ใหญ่แล้ว อากาศจะเป็นสารทำงานดังกล่าว เนื่องจากในวงจรแก๊สไม่มีการควบแน่นและการระเหยเกิดขึ้น ส่วนประกอบที่เทียบเท่ากับคอนเดนเซอร์และอีวาพอเรเตอร์ในวงจรการอัดไอ จึงเปรียบเสมือนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ระหว่างแก๊สร้อนและเย็น ในวงจรแก๊ส

วัฏจักรแก๊สมีประสิทธิภาพน้อยกว่าวัฏจักรการอัดไอ เนื่องจากวัฏจักรแก๊สทำงานบนวัฏจักรเบรย์ตัน แบบย้อนกลับ แทนที่จะเป็นวัฏจักรแรงไคน์แบบ ย้อนกลับ ดังนั้น สารทำงานจึงไม่รับและปล่อยความร้อนที่อุณหภูมิคงที่ ในวัฏจักรแก๊ส ผลการทำความเย็นจะเท่ากับผลคูณของความร้อนจำเพาะของแก๊สและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของแก๊สในด้านอุณหภูมิต่ำ ดังนั้น สำหรับภาระการทำความเย็นที่เท่ากัน วัฏจักรทำความเย็นด้วยแก๊สจึงต้องการอัตราการไหลของมวลมากและมีขนาดใหญ่

เนื่องจากประสิทธิภาพต่ำและขนาดที่ใหญ่กว่า เครื่องทำความเย็น แบบวงจรอากาศจึงไม่ค่อยถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์ทำความเย็นบนพื้นดินในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามเครื่องทำความเย็นแบบวงจรอากาศ นั้น พบได้ทั่วไปในเครื่องบินเจ็ทที่ใช้เครื่องยนต์กังหันแก๊สในฐานะหน่วยทำความเย็นและระบายอากาศ เนื่องจากมีอากาศอัดพร้อมใช้งานจากส่วนคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์ หน่วยเหล่านี้ยังทำหน้าที่ในการเพิ่มความดันภายในเครื่องบินอีกด้วย

การทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็ก ทริก ใช้ปรากฏการณ์เพลเทียร์เพื่อสร้างการไหลของ ความร้อน ระหว่างจุดเชื่อมต่อของวัสดุสองประเภท^{[ 63 ]}ปรากฏการณ์นี้มักใช้ในตู้เย็นแบบพกพาและสำหรับตั้งแคมป์ และสำหรับการทำความเย็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์^{[ 64 ]}และเครื่องมือขนาดเล็ก ตู้เย็นเพลเทียร์มักใช้ในกรณีที่ตู้เย็นแบบวงจรการอัดไอแบบดั้งเดิมไม่เหมาะสมหรือกินพื้นที่มากเกินไป และในเซ็นเซอร์ภาพแบบระบายความร้อนเป็นวิธีที่ง่าย กะทัดรัด และน้ำหนักเบา แม้ว่าจะไม่มีประสิทธิภาพมากนัก เพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต่ำมาก โดยใช้ตู้เย็นเพลเทียร์สองหรือมากกว่าสองขั้นตอนที่จัดเรียงใน รูปแบบ การทำความเย็นแบบเรียงลำดับซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบเพลเทียร์สองหรือมากกว่าสองชิ้นจะซ้อนกัน โดยแต่ละขั้นตอนจะมีขนาดใหญ่กว่าขั้นตอนก่อนหน้า^{[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ]}เพื่อดึงความร้อนและความร้อนเหลือทิ้งที่เกิดจากขั้นตอนก่อนหน้าออกมาให้มากขึ้น การทำความเย็นแบบ Peltier มีค่า COP (ประสิทธิภาพ) ต่ำเมื่อเทียบกับวงจรการอัดไอ ดังนั้นจึงปล่อยความร้อนเหลือทิ้ง (ความร้อนที่เกิดจากองค์ประกอบ Peltier หรือกลไกการทำความเย็น) ออกมามากกว่า และใช้พลังงานมากกว่าสำหรับความสามารถในการทำความเย็นที่กำหนด^{[ 68 ]}

การทำความเย็นด้วยแม่เหล็ก หรือการลดอำนาจแม่เหล็กแบบอะเดียแบติก เป็นเทคโนโลยีการทำความเย็นที่อาศัยปรากฏการณ์แมกเนโตแคลอริก ซึ่งเป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของของแข็งแม่เหล็ก สารทำความเย็นมักเป็นเกลือพาราแมกเนติกเช่นเซเรียมแมกนีเซียมไนเตรตในกรณีนี้ไดโพลแม่เหล็กที่ทำงานอยู่ คือ ไดโพลของอิเล็กตรอนในวงโคจรของอะตอมพาราแมก เนติก

มีการใช้สนามแม่เหล็กแรงสูงกับสารทำความเย็น บังคับให้ไดโพลแม่เหล็กต่างๆ ของสารทำความเย็นเรียงตัวกัน และทำให้ระดับความเป็นอิสระของสารทำความเย็นอยู่ในสภาวะที่มีเอนโทรปีลดลง จากนั้นตัวระบายความร้อนจะดูดซับความร้อนที่ปล่อยออกมาจากสารทำความเย็นเนื่องจากการสูญเสียเอนโทรปี การสัมผัสทางความร้อนกับตัวระบายความร้อนจะถูกตัดออกเพื่อให้ระบบเป็นฉนวน และสนามแม่เหล็กจะถูกปิดลง การทำเช่นนี้จะเพิ่มความจุความร้อนของสารทำความเย็น ทำให้ลดอุณหภูมิของสารทำความเย็นลงต่ำกว่าอุณหภูมิของตัวระบายความร้อน

เนื่องจากมีวัสดุเพียงไม่กี่ชนิดที่มีคุณสมบัติที่ต้องการที่อุณหภูมิห้อง การใช้งานจึงจำกัดอยู่เฉพาะในด้านความเย็นจัดและการวิจัยเท่านั้น

วิธีการทำความเย็นอื่นๆ ได้แก่เครื่องทำความเย็นแบบวงจรอากาศที่ใช้ในเครื่องบินท่อหมุนวนที่ใช้สำหรับการทำความเย็นเฉพาะจุดเมื่อมีอากาศอัด และการทำความเย็นแบบเทอร์โมอะคูสติกโดยใช้คลื่นเสียงในก๊าซอัดเพื่อขับเคลื่อนการถ่ายเทความร้อนและการแลกเปลี่ยนความร้อนการทำความเย็นด้วยไอน้ำเจ็ทซึ่งเป็นที่นิยมในช่วงต้นทศวรรษ 1930 สำหรับการปรับอากาศในอาคารขนาดใหญ่ การทำความเย็นแบบเทอร์โมอิลาสติกโดยใช้โลหะผสมอัจฉริยะที่ยืดและคลาย ตัว เครื่องยนต์ความร้อน แบบวงจรสเตอร์ลิง จำนวนมาก สามารถทำงานย้อนกลับเพื่อทำหน้าที่เป็นตู้เย็นได้ ดังนั้นเครื่องยนต์เหล่านี้จึงมีการใช้งานเฉพาะด้านในสาขาไครโอเจนิกส์นอกจากนี้ยังมีเครื่องทำความเย็นไครโอ ประเภทอื่นๆ เช่น เครื่องทำความเย็นแบบกิฟฟอร์ด-แมคมาฮอน เครื่องทำความเย็นแบบจูล-ทอมสันตู้เย็นแบบท่อพัลส์และสำหรับอุณหภูมิระหว่าง 2 มิลลิเคลวินถึง 500 มิลลิ เคล วิน ตู้เย็นแบบเจือจาง

เทคนิคการทำความเย็นแบบโซลิดสเตทอีกแบบหนึ่งที่มีศักยภาพและเป็นสาขาการศึกษาที่ค่อนข้างใหม่ มาจากคุณสมบัติพิเศษของ วัสดุที่ มีความยืดหยุ่นสูงวัสดุเหล่านี้จะมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเมื่อได้รับแรง ทางกล (เรียกว่าปรากฏการณ์อิลาสโตแคลอริก) เนื่องจากวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูงสามารถเปลี่ยนรูปได้แบบย้อนกลับได้ที่ความเครียด สูง วัสดุจึงมี ช่วง ความยืดหยุ่น ที่แบนราบ ในกราฟความเค้น-ความเครียดซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงเฟสจากเฟสผลึกออสเทนไนต์ไปเป็น เฟสผลึก มาร์ เทน ซิติก

เมื่อวัสดุที่มีความยืดหยุ่นสูงมากได้รับแรงเค้นในเฟสออสเทนไนต์ มันจะเกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสแบบคาย ความร้อนไปเป็นเฟสมาร์เทนซิติก ซึ่งทำให้วัสดุร้อนขึ้น การขจัดแรงเค้นจะทำให้กระบวนการย้อนกลับ กลับคืนสู่เฟสออสเทนไนต์ และดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อม ทำให้วัสดุเย็นลง

ส่วนที่น่าสนใจที่สุดของการวิจัยนี้คือศักยภาพในการประหยัดพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของเทคโนโลยีการทำความเย็นนี้ วัสดุต่างๆ ที่ใช้ โดยทั่วไปคือโลหะผสมที่มีคุณสมบัติการจำรูปทรงจะให้แหล่งทำความเย็นที่ไม่เป็นพิษและปราศจากการปล่อยมลพิษ วัสดุที่ได้รับการศึกษามากที่สุดคือโลหะผสมที่มีคุณสมบัติการจำรูปทรง เช่นไนตินอลและ Cu-Zn-Al ไนตินอลเป็นโลหะผสมที่มีศักยภาพสูง โดยให้ความร้อนประมาณ 66 J/cm³ ^และมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิประมาณ 16–20 K ^{[ 69 ]}เนื่องจากความยากลำบากในการผลิตโลหะผสมที่มีคุณสมบัติการจำรูปทรงบางชนิด จึงมีการศึกษาวัสดุทางเลือกอื่นๆ เช่นยางธรรมชาติแม้ว่ายางอาจจะไม่ให้ความร้อนต่อปริมาตรมากเท่ากับโลหะผสมที่มีคุณสมบัติการจำรูปทรง (12 J/cm³ ⁾แต่ก็ยังสร้างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เทียบเคียงได้ประมาณ 12 K และทำงานในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม มีความเครียดต่ำ และต้นทุนต่ำ^{[ 70 ]}

อย่างไรก็ตาม ความท้าทายหลักมาจากการสูญเสียพลังงานที่อาจเกิดขึ้นในรูปแบบของฮิสเทอรีซิสซึ่งมักเกี่ยวข้องกับกระบวนการนี้ เนื่องจากการสูญเสียส่วนใหญ่เกิดจากความไม่เข้ากันระหว่างสองเฟส จึงจำเป็นต้องมีการปรับแต่งโลหะผสมอย่างเหมาะสมเพื่อลดการสูญเสียและเพิ่มความสามารถในการย้อนกลับและประสิทธิภาพการปรับสมดุลความเครียดในการเปลี่ยนแปลงของวัสดุกับการสูญเสียพลังงานทำให้เกิดผลอิลาสโตแคลอริกขนาดใหญ่และอาจเป็นทางเลือกใหม่สำหรับการทำความเย็น^{[ 71 ]}

วิธีการ Fridge Gate เป็นการประยุกต์ใช้เชิงทฤษฎีของการใช้เกตตรรกะตัวเดียวในการขับเคลื่อนตู้เย็นอย่างมีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยไม่ขัดกับกฎของอุณหพลศาสตร์ หลักการทำงานคืออนุภาคสามารถอยู่ในสถานะพลังงานได้สองสถานะ คือ สถานะพื้นฐาน (ground state) และสถานะกระตุ้น (excited state) สถานะกระตุ้นมีพลังงานมากกว่าสถานะพื้นฐานเล็กน้อย ซึ่งน้อยพอที่จะทำให้การเปลี่ยนสถานะเกิดขึ้นได้ด้วยความน่าจะเป็นสูง มีส่วนประกอบหรือชนิดของอนุภาคสามชนิดที่เกี่ยวข้องกับ Fridge Gate ชนิดแรกอยู่ภายในตู้เย็น ชนิดที่สองอยู่ภายนอก และชนิดที่สามเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟซึ่งจะร้อนขึ้นเป็นระยะๆ จนกระทั่งถึงสถานะกระตุ้น (E state) และเติมพลังงานให้กับแหล่งจ่ายไฟ ในขั้นตอนการทำความเย็นภายในตู้เย็น อนุภาคในสถานะพื้นฐานจะดูดซับพลังงานจากอนุภาคโดยรอบ ทำให้เย็นลง และตัวมันเองก็เปลี่ยนไปอยู่ในสถานะกระตุ้น (E state) ในขั้นตอนที่สอง ภายนอกตู้เย็นซึ่งอนุภาคก็อยู่ในสถานะกระตุ้นเช่นกัน อนุภาคจะตกลงสู่สถานะพื้นฐาน ปล่อยพลังงานออกมาและทำให้อนุภาคภายนอกร้อนขึ้น ในขั้นตอนที่สามและขั้นตอนสุดท้าย แหล่งจ่ายไฟจะเคลื่อนอนุภาคที่สถานะ e และเมื่อมันตกลงสู่สถานะ g มันจะเหนี่ยวนำให้เกิดการสลับที่เป็นกลางทางพลังงาน โดยที่อนุภาค e ภายในจะถูกแทนที่ด้วยอนุภาค g ใหม่ ทำให้วงจรเริ่มต้นใหม่^{[ 72 ]}

จากการศึกษาหนึ่งพบว่าเมื่อนำ ระบบ ระบายความร้อนด้วย การแผ่รังสีในเวลากลางวันแบบพาสซีฟมาใช้ร่วมกับ ฉนวนกันความร้อนและการระบายความร้อนด้วยการระเหย จะทำให้กำลังการระบายความร้อนโดยรอบเพิ่มขึ้นถึง 300% เมื่อเทียบกับพื้นผิวระบายความร้อนด้วยการแผ่รังสีแบบเดี่ยวๆ ซึ่งสามารถยืด อายุการเก็บรักษาอาหารได้ถึง 40% ในสภาพอากาศชื้นและ 200% ในสภาพอากาศแบบทะเลทรายโดยไม่ต้องใช้ตู้เย็น ชั้นระบายความร้อนด้วยการระเหยของระบบจะต้องเติมน้ำใหม่ทุกๆ 10 วันถึง 1 เดือนในพื้นที่ชื้น และทุกๆ 4 วันในพื้นที่ร้อนและแห้ง^{[ 73 ]}

กำลังการทำความเย็นของระบบทำความเย็นคือผลคูณของเอนทาลปี ที่เพิ่มขึ้น ของคอยล์เย็นและอัตราการไหลของ มวลในคอยล์เย็น กำลังการทำความเย็นที่วัดได้มักระบุหน่วยเป็นกิโลวัตต์ (kW) หรือบีทียู/ชั่วโมง (BTU/h) ตู้เย็นในครัวเรือนและเชิงพาณิชย์อาจมีพิกัดกำลังการทำความเย็นเป็นกิโลจูล/วินาที (kJ/s) หรือบีทียู/ชั่วโมง (BTU/h) สำหรับระบบทำความเย็นเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมกิโลวัตต์ (kW) เป็นหน่วยพื้นฐานของการทำความเย็น ยกเว้นในทวีปอเมริกาเหนือ ซึ่งใช้ทั้งหน่วยตันของการทำความเย็นและบีทียู/ชั่วโมง

ค่าสัมประสิทธิ์ประสิทธิภาพ (CoP) ของระบบทำความเย็นมีความสำคัญมากในการกำหนดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ โดยกำหนดให้ CoP คือ กำลังการทำความเย็นในหน่วยกิโลวัตต์ หารด้วยพลังงานที่ป้อนเข้าในหน่วยกิโลวัตต์ แม้ว่า CoP จะเป็นการวัดประสิทธิภาพที่ง่ายมาก แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่ใช้ในระบบทำความเย็นอุตสาหกรรมในอเมริกาเหนือ เจ้าของและผู้ผลิตระบบเหล่านี้มักใช้ค่าตัวประกอบประสิทธิภาพ (PF) แทน PF ของระบบกำหนดโดยพลังงานที่ป้อนเข้าของระบบในหน่วยแรงม้า หารด้วยกำลังการทำความเย็นในหน่วยลูกบาศก์เมตร ( TR ) ทั้ง CoP และ PF สามารถนำไปใช้กับระบบทั้งหมดหรือส่วนประกอบของระบบก็ได้ ตัวอย่างเช่น คอมเพรสเซอร์แต่ละตัวสามารถประเมินได้โดยการเปรียบเทียบพลังงานที่จำเป็นในการทำงานของคอมเพรสเซอร์กับกำลังการทำความเย็นที่คาดหวังโดยพิจารณาจากอัตราการไหลของปริมาตรขาเข้า ทั้ง CoP และ PF สำหรับระบบทำความเย็นจะถูกกำหนดเฉพาะที่สภาวะการทำงานเฉพาะเท่านั้น รวมถึงอุณหภูมิและภาระความร้อน การเปลี่ยนแปลงสภาวะการทำงานไปจากที่กำหนดไว้อาจทำให้ประสิทธิภาพของระบบเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก

ระบบปรับอากาศที่ใช้ในที่อยู่อาศัยโดยทั่วไปจะใช้SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) สำหรับการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงาน^{[ 74 ]}ระบบปรับอากาศที่ใช้ในเชิงพาณิชย์มักใช้ EER ( Energy Efficiency Ratio ) และ IEER (Integrated Energy Efficiency Ratio) สำหรับการประเมินประสิทธิภาพการใช้พลังงาน^{[ 75 ]}

• ปริมาตรการทำความเย็น , คู่มือ ASHRAE , ASHRAE, Inc., แอตแลนตา, จอร์เจีย
• Stoecker and Jones, Refrigeration and Air Conditioning , Tata-McGraw Hill Publishers
• Mathur, ML, Mehta, FS, วิศวกรรมความร้อนเล่ม 2
• สารานุกรม MSN Encarta
• Andrew D. Althouse; Carl H. Turnquist; Alfred F. Bracciano (2003). ระบบทำความเย็นและเครื่องปรับอากาศสมัยใหม่ (ฉบับที่ 18). สำนักพิมพ์ Goodheart-Wilcox. ISBN 978-1-59070-280-2.
• แอนเดอร์สัน, ออสการ์ เอ็ดเวิร์ด (1972). การทำความเย็นในอเมริกา: ประวัติศาสตร์ของเทคโนโลยีใหม่และผลกระทบ . สำนักพิมพ์เคนนิแคท. หน้า 344. ISBN 978-0-8046-1621-8.
• ชาคท์แมน, ทอม (2000). ศูนย์สัมบูรณ์: และการพิชิตความหนาวเย็น . สำนักพิมพ์มาริเนอร์. หน้า 272. ISBN 978-0-618-08239-1.
• วูลริช, วิลลิส เรย์มอนด์ (1967). ผู้ชายที่สร้างความเย็น: ประวัติศาสตร์ของการทำความเย็น (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 1). สำนักพิมพ์เอ็กซ์โปซิชั่น. หน้า 212.

• "ดินเผาคือวิธีการแก้ปัญหาความร้อนจัดที่มีมานานกว่า 3,000 ปี" - นิตยสาร Scientific American- การนำดินเผามาใช้ในการทำความเย็น
• โครงการริเริ่มการทำความเย็นสีเขียวเกี่ยวกับเทคโนโลยีการทำความเย็นด้วยสารทำความเย็นจากธรรมชาติทางเลือก
• "วงจรการทำความเย็น"ที่ HowStuffWorks
• "ระบบทำความเย็น" frigokey.com.trเก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 20 มีนาคม 2017
• สมาคมวิศวกรระบบทำความร้อน ทำความเย็น และปรับอากาศแห่งอเมริกา (ASHRAE)
• สถาบันการทำความเย็นระหว่างประเทศ (IIR)
• สถาบันทำความเย็นแห่งอังกฤษ
• เลื่อนลงไปที่ "ระบบดูดซับแบบต่อเนื่อง"
• กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ: พื้นฐานทางเทคโนโลยีของวัฏจักรการดูดซับ
• สถาบันการทำความเย็น