Sistema de arrefecimento, aparelho utilizado para evitar que a temperatura de uma estrutura ou dispositivo exceda os limites impostos pelas necessidades de segurança e eficiência. Se sobreaquecido, o óleo de uma transmissão mecânica perde a sua capacidade lubrificante, enquanto o fluido de um acoplamento hidráulico ou conversor vaza sob a pressão criada. Em um motor elétrico, o superaquecimento provoca a deterioração do isolamento. Os pistões em um motor de combustão interna superaquecido podem se prender (grudar) nos cilindros. Os sistemas de refrigeração são empregados em automóveis, máquinas de plantas industriais, reatores nucleares e muitos outros tipos de máquinas. (Para um tratamento de sistemas de arrefecimento utilizados em edifícios, ver ar condicionado.)
Os agentes de arrefecimento habitualmente utilizados são o ar e um líquido (normalmente água ou uma solução de água e anticongelante), isoladamente ou em combinação. Em alguns casos, o contacto directo com o ar ambiente (convecção livre) pode ser suficiente; noutros casos, pode ser necessário recorrer à convecção forçada, criada quer por um ventilador, quer pelo movimento natural do corpo quente. O líquido é normalmente movido através de um loop contínuo no sistema de refrigeração por uma bomba.
Em uma transmissão, se a superfície da caixa (recipiente) for suficientemente grande em comparação com a energia perdida, ou se a transmissão for num veículo em movimento, geralmente há uma convecção livre adequada e não há necessidade de refrigeração artificial. Para aumentar o efeito de resfriamento aumentando a área de superfície, a carcaça pode ser provida de finas aletas metálicas. Em algumas transmissões mecânicas estacionárias, pode ser necessário fazer circular o óleo lubrificante através de tubos rodeados por água fria ou usar um ventilador para soprar ar através de tubos rodeados pelo óleo no reservatório. Em muitos motores elétricos, um ventilador é ligado ao elemento rotativo para criar uma corrente de ar de resfriamento através da carcaça.
Em um automóvel, o movimento do veículo proporciona um arrefecimento de convecção forçada suficiente para a transmissão e as engrenagens no eixo traseiro; no motor, no entanto, é libertada tanta energia que, com excepção de alguns modelos antigos e de certos automóveis pequenos com motores de baixa potência, o arrefecimento do ar é inadequado e é necessário um sistema de arrefecimento de água (radiador).
Um sistema típico de arrefecimento automóvel compreende (1) uma série de canais fundidos no bloco do motor e na cabeça do cilindro, circundando as câmaras de combustão com líquido circulante para transportar o calor; (2) um radiador, constituído por muitos pequenos tubos equipados com uma alheta de alhetas para convectar rapidamente o calor, que recebe e arrefece o líquido quente do motor; (3) uma bomba de água, geralmente do tipo centrífugo, para fazer circular o líquido através do sistema; (4) um termostato para controlar a temperatura, variando a quantidade de líquido que vai para o radiador; e (5) um ventilador para aspirar ar fresco através do radiador.
Para evitar o congelamento, uma solução anticongelante é adicionada ou substituída por água. Para elevar o ponto de ebulição da solução, o sistema de arrefecimento é normalmente pressurizado por meio de uma tampa de pressão no radiador com válvulas que abrem para fora a uma pressão prescrita e para dentro para evitar um vácuo à medida que o sistema arrefece.