동결의 기본원리는 물이 보유하고 있는 열량의 손실 즉, 열의 이동이다.

열은 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하므로 

관 내부의 물 온도가 7 ℃이고 외기 온도가 -4 ℃ 라면 물이 가진 열은 외기로 이동한다.
자연의 법칙이다. 

1 kcal의 열은 1 kg의 물을 1 ℃ 상승시킨다.  

그러므로 물 1 kg이 가진 열량에서1 kcal의 열을 빼내면 물 온도는 1 ℃ 낮아 딘다.

충분한 열전달이 이루어지도록 하면 물의 온도는 0 ℃까지 떨어져서 결국은 얼게 된다.

그러므로 물의 양을 조절하므로써 물이 가진 온도의 변화에 영향을 줄 수가 있는 것이다.

1 L와 2 L 짜리 용기에 물이 채워져 있다고 하자. 

각각의 용기 내의 물을 얼게 하기 위해서는 큰 용기는 적은 용기에 비하여 두 배의 열이 필요하다.  

이러한 예들을 통하여 동결의 핵심은

"존재하는 물의 양과 물로부터 발생하는 열손실율" 임을 알 수 있고, 동결되는데 걸리는 시간을 계산할 수 있다.

얼기 직전에 물을 흘려주어 동결을 방지하는 기구가 동결방지밸브(Freeze Protection Valve, FPV)라는 것이다.