Während Direktverdampfer Kältemittel mittels Wärmeübertrager direkt an das zu kühlende Medium (in der Regel Luft) heranführen, kommt bei Kaltwassersätzen ein zusätzlicher Wasserkreislauf zum Einsatz. Dieser führt thermische Energie aus Räumen, Anlagen oder Prozess ab und transportiert sie zum Kaltwassersatz, der Wärme letztlich an die Umgebung abgibt.