Ein thermisches Expansionsventil ist normalerweise ein mechanisches Gerät in einem Klima- oder Kühlsystem, das die Drücke des Kältemittelmaterials reguliert. Innerhalb dieser Systeme können thermische Expansionsventile als Dosiervorrichtungen betrachtet werden, die gleichzeitig die von einem Kühlsystem verwendete Kältemittelmenge zu jeder Zeit überwachen und steuern. Wenn sich die Temperatur in einem Raum ändert, ändert sich auch die Menge an Kühlmittel, die erforderlich ist, um eine gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten. Das thermische Expansionsventil steuert die variablen Kältemittelfüllstände.
In vielen Kühlsystemen wird Kältemittel in einer Kammer als Flüssigkeit gehalten und in einer anderen als Gas abgegeben. Diese Aktion treibt den Kühlprozess an, indem Wärme aus diesem Raum abgezogen wird, um die Phase des Kältemittels von flüssig zu gasförmig und wieder zurück zu einer Flüssigkeit zu ändern. Ein thermisches Expansionsventil ist normalerweise der Punkt in einem Kühlsystem, an dem Flüssigkeit freigesetzt wird, um ein Gas zu werden und den Kühlprozess einzuleiten.
Dieser Teil des Prozesses hängt normalerweise von der Temperatur der internen Komponenten innerhalb des gesamten Kühlsystems ab. Ein typisches thermisches Expansionsventil enthält eine Komponente, die als Wärmebirne bezeichnet wird. Diese Kammer ist mit einer kleinen Menge der Kältemittelflüssigkeit gefüllt, die von Lufttemperaturen isoliert ist und direkt mit einem System von Kühlschlangen verbunden ist, durch das Kältemittel strömt, das normalerweise als Verdampfer bezeichnet wird. Wenn Temperaturänderungen auftreten, wird die Wärmebirne durch ihre Verbindung mit dem thermischen Expansionsventil und dem Rest des Kühlsystems von diesen Änderungen beeinflusst.
Da sich die Temperatur im gesamten System, insbesondere im Verdampfer, ändert, deutet dies auf eine Temperaturänderung für den zu kühlenden Raum hin. Das Material in der Wärmebirne muss sich bei jeder Temperaturänderung ausdehnen und zusammenziehen, da die Wärmebirne trotz Temperaturänderungen eine konstante Größe beibehält. Höhere Temperaturen im Kühlsystem zwingen die Flüssigkeit und das Gas im Inneren des Thermokolbens, sich auszudehnen. Diese Expansion erzwingt das Öffnen eines Ventils, wodurch mehr Kältemittel in den Verdampfer gelangen kann. Niedrigere Temperaturen hingegen führen dazu, dass sich die Flüssigkeit in der Wärmebirne zusammenzieht, was das Ventil schließt und weniger Kältemittel durchlässt.
Die Installation von thermischen Expansionsventilen wird normalerweise als integraler Bestandteil von Kälte- und Klimaanlagen praktisch jeder Größe betrachtet. Viele Kühlsysteme integrieren mindestens ein thermisches Expansionsventil, da sie in ihrer Funktionalität als recht genau und konsistent gelten. Systeme, die kein thermisches Expansionsventil verwenden, werden oft als ungenau oder inkonsistent angesehen.