Ein Expansionsventil ist ein Gerät, das den Druck in einem System reduziert. Die gebräuchlichste Form dieser Ventile ist ein thermisches Expansionsventil (TMV), das in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC) verwendet wird. Die zwei Haupttypen von Klimaanlagen-Expansionsventilen sind thermostatische Expansionsventile und Kapillarrohre.
Ein thermostatisches Expansionsventil steuert den Kältemittelfluss und kann bei verschiedenen Temperaturen oder Drücken arbeiten. Das Kapillarrohr ist für die Übertragung der Druckniveaus im System an das am TMV angebrachte Messrohr verantwortlich und fungiert im Wesentlichen als Drossel. Eine Klimaanlage besteht aus drei Hauptteilen: Kompressor, Kondensator und Verdampfer. Dieses Ventil ist Teil des Verdampfers.
Um ein Gebäude zu kühlen, strömt gekühltes Gas wie Freon® durch den Kompressor, wo es heiß wird und unter Druck steht. Das Gas strömt dann durch Spulen, die die Wärme abführen, die sie wieder zu einer Flüssigkeit kondensiert. Die kondensierte Flüssigkeit läuft dann durch ein Expansionsventil, wo sie verdampft und zu einem kalten Gas wird, das der Umgebungsluft Wärme entzieht. Das Gas strömt durch einen weiteren Spulensatz, ein Gebläse bläst die kalte Luft in das Gebäudeinnere und die dabei entstehende Wärme wird nach außen abgeführt. Ein Kühl- oder Gefrierschrank funktioniert auf die gleiche Weise.
Der gesamte Prozess wird unter Druck durchgeführt, was den Einsatz eines thermostatischen Expansionsventils erfordert. Wenn der Druck im Inneren des Kompressors einen voreingestellten Wert erreicht, öffnet das TMV, wodurch der Druck verringert werden kann. Das Freon® bewegt sich dann durch das Ventil zum Verdampfer. Dadurch werden sowohl die Strömung als auch der Druck innerhalb der Klimaanlage aufrechterhalten.
Das Kapillarröhrchen enthält an einem Ende einen Filter aus einem feinen Netz, der das Eindringen von Schmutz in das Röhrchen verhindert. Es funktioniert ähnlich wie ein thermostatisches Expansionsventil, kann jedoch keinen signifikanten Temperatur- oder Druckänderungen standhalten. Das Kapillarrohr ist für konstante Temperatur und Druck ausgelegt und fungiert als Drossel zwischen Kondensator und Verdampfer.
Das Röhrchen ist normalerweise lang und schmal, um eine gewisse Verdampfung von Freon® zu ermöglichen, während es durch das Röhrchen wandert. Dies ist erforderlich, damit das in den Verdampfer eintretende Freon® eine ähnliche Temperatur wie bereits im Verdampfer hat. Ähnliche Temperaturen machen das System effizienter und beschleunigen den Kühlprozess.