Lorsqu’une substance augmente en température, sa taille augmente également, ce qui entraîne une augmentation ultérieure de la pression lorsqu’elle est contenue. Ce processus, appelé dilatation thermique, pourrait facilement détruire les équipements à base de vapeur ou d’eau chaude. Afin de contrer la dilatation thermique, les gens utilisent des soupapes de décharge thermique. Ces vannes permettent à la surpression de s’échapper d’un système plutôt que de provoquer une explosion. Une soupape de décharge thermique est courante sur de nombreux appareils domestiques et commerciaux, car la loi exige leur utilisation comme mesure de sécurité de base.
Bien qu’on l’appelle une soupape de décharge thermique, elle fonctionne en fonction de la pression. À mesure que la température augmente, la pression interne augmente également – c’est cette pression qui permet à la vanne de se déclencher. La soupape de décharge thermique est entrée dans l’usage courant avec la chaudière à vapeur, une machine qui utilise la chaleur pour transformer l’eau en vapeur, ce qui crée une pression positive à l’intérieur de la chaudière. Cette pression force la vapeur à sortir et à passer devant une roue, qui tourne sous la force de la vapeur qui passe. Le retournement génère de l’énergie, et la vapeur est contenue, laissée refroidir et remise dans la chaudière.
Ces machines étaient sujettes à la surchauffe et à l’explosion si elles n’étaient pas surveillées très attentivement. Les premières soupapes de décharge thermique permettaient à l’eau de sortir lorsque la pression devenait trop élevée à l’intérieur de la chaudière. Les premières vannes étaient très simples, reposant généralement sur un bouchon qui était forcé vers le haut et vers l’extérieur lorsque la pression devenait trop élevée. Même s’il était très rudimentaire, c’est toujours la base de nombreuses soupapes de décharge thermique modernes.
Une soupape de décharge thermique varie en taille selon qu’elle libère de l’eau ou de la vapeur. Une soupape de décharge d’eau est généralement beaucoup plus petite qu’une soupape de décharge de vapeur. C’est parce que la pression est basée sur la quantité. Dans un système à vapeur, une grande partie du volume est absorbée par l’air, tandis qu’un système à eau n’est que de l’eau. Cela signifie que pour se débarrasser du même volume de matériau, il faut éliminer beaucoup plus d’air.
La plupart du temps, une personne trouvera une soupape de décharge thermique sur la partie d’un système qui dépend de l’eau chaude. Bien que les parties des systèmes fonctionnant à la vapeur chaude génèrent également un excès de chaleur et de pression, elles sont moins susceptibles d’avoir des systèmes de vannes complets. Lorsque l’air est sous suffisamment de pression, il redevient liquide ; sous forme liquide, il prend moins de place, ce qui supprime la pression. Il faut une quantité importante de pression pour que l’eau redevienne solide, une pression bien supérieure à celle de la plupart des équipements. Cela rend généralement la pression à base d’eau plus dangereuse que celle à base de vapeur.