Kühlsystem, Gerät, das dazu dient, die Temperatur einer Struktur oder eines Geräts nicht über die aus Sicherheits- und Effizienzgründen vorgeschriebenen Grenzen steigen zu lassen. Bei Überhitzung verliert das Öl eines mechanischen Getriebes seine Schmierfähigkeit, während die Flüssigkeit in einer hydraulischen Kupplung oder einem Wandler unter dem entstehenden Druck ausläuft. Bei einem Elektromotor führt die Überhitzung zu einer Verschlechterung der Isolierung. Die Kolben eines überhitzten Verbrennungsmotors können sich in den Zylindern festsetzen (verkleben). Kühlsysteme werden in Kraftfahrzeugen, Industrieanlagen, Kernreaktoren und vielen anderen Maschinentypen eingesetzt. (Für eine Behandlung von Kühlsystemen in Gebäuden siehe Klimatisierung.)
Die üblicherweise verwendeten Kühlmittel sind Luft und eine Flüssigkeit (meist Wasser oder eine Lösung aus Wasser und Frostschutzmittel), entweder allein oder in Kombination. In einigen Fällen kann der direkte Kontakt mit der Umgebungsluft (freie Konvektion) ausreichen; in anderen Fällen kann eine erzwungene Luftkonvektion erforderlich sein, die entweder durch einen Ventilator oder durch die natürliche Bewegung des heißen Körpers erzeugt wird.
Wenn die Oberfläche des Gehäuses (Behälters) im Vergleich zur Verlustleistung ausreichend groß ist oder wenn sich das Getriebe in einem fahrenden Fahrzeug befindet, ist in der Regel eine ausreichende freie Konvektion vorhanden und eine künstliche Kühlung nicht erforderlich. Um die Kühlwirkung durch Vergrößerung der Oberfläche zu verstärken, kann das Gehäuse mit dünnen Metallrippen versehen werden. Bei einigen stationären mechanischen Getrieben kann es erforderlich sein, das Schmieröl durch Rohre zu zirkulieren, die von kaltem Wasser umgeben sind, oder einen Ventilator einzusetzen, der Luft durch Rohre bläst, die vom Öl im Behälter umgeben sind. Bei vielen Elektromotoren ist ein Ventilator am rotierenden Element angebracht, um einen Kühlluftstrom durch das Gehäuse zu erzeugen.
In einem Automobil sorgt die Bewegung des Fahrzeugs für eine ausreichende Zwangskühlung des Getriebes und der Zahnräder in der Hinterachse; im Motor wird jedoch so viel Energie freigesetzt, dass die Luftkühlung nicht ausreicht und ein Wasserkühlsystem (Kühler) erforderlich ist, außer bei einigen frühen Modellen und bestimmten Kleinwagen mit schwachen Motoren.
Ein typisches Autokühlsystem besteht aus (1) einer Reihe von Kanälen, die in den Motorblock und den Zylinderkopf eingegossen sind und die Verbrennungsräume mit zirkulierender Flüssigkeit umgeben, um die Wärme abzuführen; (2) einem Kühler, der aus vielen kleinen Rohren besteht, die mit einem Wabenmuster aus Rippen versehen sind, um die Wärme schnell zu konvektieren, und der die heiße Flüssigkeit aus dem Motor aufnimmt und abkühlt; (3) eine Wasserpumpe, in der Regel eine Zentrifugalpumpe, die die Flüssigkeit durch das System zirkulieren lässt; (4) einen Thermostat, der die Temperatur regelt, indem er die Flüssigkeitsmenge, die dem Kühler zugeführt wird, variiert; und (5) einen Ventilator, der Frischluft durch den Kühler saugt.
Um das Einfrieren zu verhindern, wird dem Wasser eine Frostschutzlösung hinzugefügt oder es wird durch Wasser ersetzt. Um den Siedepunkt der Lösung zu erhöhen, wird das Kühlsystem in der Regel durch einen Druckdeckel am Kühler mit Ventilen unter Druck gesetzt, die sich bei einem vorgeschriebenen Druck nach außen und nach innen öffnen, um ein Vakuum beim Abkühlen des Systems zu verhindern.