Una valvola di espansione termica di solito è un dispositivo meccanico in un sistema di condizionamento o refrigerazione che regola le pressioni del materiale refrigerante. All’interno di questi sistemi, le valvole di espansione termica potrebbero essere considerate dispositivi di misurazione che monitorano e controllano simultaneamente la quantità di refrigerante utilizzata da un sistema di raffreddamento in qualsiasi momento. Quando la temperatura cambia all’interno di uno spazio, cambia anche la quantità di refrigerante necessaria per mantenere la temperatura desiderata. La valvola di espansione termica controlla i livelli variabili di refrigerante.
In molti sistemi di raffreddamento, il refrigerante viene trattenuto come liquido in una camera e rilasciato come gas in un’altra. Questa azione guida il processo di raffreddamento estraendo calore da quello spazio per cambiare la fase del refrigerante da liquido a gas e di nuovo a liquido. Una valvola di espansione termica è normalmente il punto in un sistema di raffreddamento in cui il liquido viene rilasciato per diventare un gas e avviare il processo di raffreddamento.
Questa parte del processo di solito dipende dalla temperatura dei componenti interni all’interno dell’intero sistema di raffreddamento. Una tipica valvola di espansione termica include un componente chiamato bulbo termico. Questa camera è riempita con una piccola quantità di liquido refrigerante che è isolata dalle temperature dell’aria e collegata direttamente a un sistema di serpentine attraverso le quali passa il refrigerante, solitamente chiamato evaporatore. Quando si verificano variazioni di temperatura, il bulbo termico è interessato da tali variazioni attraverso il suo collegamento alla valvola di espansione termica e al resto del sistema di raffreddamento.
Poiché la temperatura cambia attraverso il sistema, specialmente all’interno dell’evaporatore, ciò indica un cambiamento di temperatura per l’ambiente da raffreddare. Il materiale del bulbo termico deve espandersi e contrarsi in corrispondenza di qualsiasi variazione di temperatura perché il bulbo termico mantiene una dimensione costante nonostante i cambiamenti di temperatura. Temperature più elevate nel sistema di raffreddamento forzano l’espansione del liquido e del gas all’interno del bulbo termico. Questa espansione forza l’apertura di una valvola, consentendo il passaggio di più refrigerante nell’evaporatore. Temperature più basse, invece, fanno contrarre il liquido nel bulbo termico, che chiude la valvola e fa passare meno refrigerante.
L’installazione della valvola di espansione termica è generalmente considerata parte integrante degli impianti di refrigerazione e condizionamento dell’aria praticamente di qualsiasi dimensione. Molti sistemi di raffreddamento integrano almeno una valvola di espansione termica, perché sono considerati abbastanza precisi e coerenti nella loro funzionalità. I sistemi che non utilizzano una valvola di espansione termica sono spesso considerati imprecisi o incoerenti.