Das Prinzip der Direktverdampfung, Direct Expansion (DX), ist ein geschlossenes Kühlverfahren bei dem das Kühlmittel zur direkten Kühlung eines Raumes durch Absorption von Wärme eingesetzt wird. Das DX-Verfahren hat nur einen primären Kühlmittelkreislauf und arbeitet ohne sekundären Kühlmittelkreislauf.
Die Direktverdampfung nutzt zur Kühlung der Nutzlast eine Kühlplatte. Diese kann so angepasst werden, dass sie bei Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur arbeitet. Innerhalb der Kühlplatte entsteht ein isothermischer Phasenwechsel, der eine Temperaturregelung ermöglicht. Das ganze DX- System basiert auf nur vier Komponenten: Kompressor, Verflüssiger, Expansionsventil und Verdampfer, der die Wärme direkt von der Nutzlast aufnimmt. Die geringe Komponentenzahl hängt damit zusammen, dass das Direktverdampfungssystem ohne einen zweiten Kühlkreislauf auskommt.
Bei der Direktverdampfung wird die Wärme in der Kühlplatte von der zu kühlenden Nutzlast über eine niedrige Temperatur mit niedrigem Dampfdruck aufgenommen, im Kompressor auf eine hohe Temperatur mit hohem Dampfdruck komprimiert. Anschließend wird die entstehende Hitze im Verflüssiger abgeführt und die Kühlflüssigkeit mit hoher Temperatur und bei hohem Druck im Expansionsventil in einer Zwei-Phasenumwandlung in eine Kühlflüssigkeit mit geringer Temperatur bei geringem Druck wieder in die Kühlplatte eingespeist.