熱力膨脹閥是組成制冷裝置的重要部件，是制冷系統中四個基本設備之一。它實現冷凝壓力至蒸發壓力的節流，同時控制制冷劑的流量；它的體積雖小，但作用巨大，它的工作好壞，直接決定整個系統的工作質量，以最佳的方式給蒸發器供液,保證蒸發器出口制冷劑蒸汽的過熱度穩定，感溫包必須與壓縮機的吸氣管良好的接觸從而準確的感應壓縮機的吸氣溫度,通常充註著與制冷系統內部相同的制冷劑,從而實現通過感溫包反饋回來的壓力即是壓縮機吸氣溫度對應的該種類型制冷劑的飽和壓力，通過膨脹閥確保了在運行環境發生變化時(比如熱負荷變化),實現蒸發器最優及最佳的供液方式，感溫包的充註量只根據在某一特定的溫度下完全感溫包內液態制冷劑完全蒸發來進行修正的，這就等於給作用在膨脹閥膜片上方感溫包反饋回來的壓力規定了一個上限,因為如果管壁表面溫度如果繼續增高,只會增加感溫包內部氣態制冷制冷劑的溫度(處於過熱狀態),而壓力基本上不再改變。 熱力膨脹閥是控制蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的制冷劑流量。

按照平衡方式不同，膨脹閥分為外平衡式和內平衡式。在專用空調空調中，由於蒸發器有分路並采用蓮蓬頭分液器，壓降比較大，造成蒸發器進出口溫度各不相同。在這種情況下，使用內平衡式膨脹閥會因蒸發器出口溫度過低而造成熱力膨脹閥過度關閉，以至膨脹閥喪失對蒸發器的供液調節功能。所以專用空調均采用外平衡式膨脹閥，采用外平衡式可以避免膨脹閥過度關閉的情況，保證有壓降的蒸發器也得到正常的供液。膨脹閥的結構如圖一所示：熱力膨脹閥由感應機構、執行機構、調整機構和閥體組成。感應機構中充註氟利昂工質，感溫包設置在蒸發器出口處。

由於過熱度的影響，其出口處溫度與蒸發溫度之間存在溫差，通常稱為過熱度。感溫包感受到蒸發器出口溫度後，使整個感應系統處於對應的飽和壓力Pb。

如圖，該壓力將通過膜片傳給頂桿直到閥芯。在壓力腔上部的膜片僅有Pb存在，膜片的下方有調整彈簧的彈簧力Pt和蒸發壓力P0，三者處於平衡時有Pb=Pt+Po,當Pb>Pt+Po時，表示蒸發器熱負荷偏大，出口過熱度偏高，通過膜片到頂桿傳遞這一壓力信號，使閥芯下移，膨脹閥開啟變大，制冷劑流量按比例增加。反之，膨脹閥開啟變小，制冷劑流量按比例減小。

專業空調的膨脹閥在出廠後，已經與蒸發器進行最佳“匹配”。“匹配”就是要求膨脹閥和蒸發器一起工作能夠穩定運行的同時，產生最大的能量。每臺蒸發器均存在一條最小的穩定信號線（MSS線），如圖。從圖可知，在蒸發器的MSS線上，不同的制冷劑均對應一臨界過熱度；當蒸發器工作在MSS線左側，則制冷系統將不穩定，若工作在MSS線右側，系統工作穩定但過熱度太大而蒸發器的利用率不高；斜線為熱力膨脹閥的靜態線，理論上，工作點A應該是最佳匹配點，此時蒸發器過熱度處於臨界狀態，制冷量最大且處於臨界穩定狀態。?

熱力膨脹閥的調整工作，必須在制冷裝置正常運行狀態下進行，由於蒸發器出口處無法放置溫度計，可以利用壓縮機的吸氣壓力作為蒸發器內的飽和壓力來校核過熱度。調整中，如果感到過熱度太小，即流量太大，則可把調節螺桿按順時針方向轉動半圈或一圈（即增大彈簧力，減小膨脹閥開啟度），使流量減小，反之，若感到過熱度太大，即供液不足，則可把調節螺桿朝相反方向（逆時針）轉動，使流量增大。由於實際工作中的熱力膨脹閥感溫系統存在在著一定的熱惰性，形成信號傳遞滯後，因此整個調整過程必須耐心細致，調節螺桿轉動的圈數一次不宜過多（直桿式膨脹閥的調節螺桿轉動一圈，過熱度變化大概改變1~2℃），兩次調整膨脹閥之間必須間隔15分鐘以上。耐心地經多次調整直至滿足要求為止。