Das Expansionsorgan zur Absenkung des Verflüssigungsdrucks (allgm.: Kältemittelstromregler) ist im einfachsten Fall ein Kapillardrosselrohr: das flüssige Kältemittel wird durch ein langes, extrem dünnes Rohr geleitet und dabei abgebremst. Der hohe Innenwiderstand des Rohrs bewirkt den gewünschten Druckabfall. Kapillardrosselrohre kommen bei einem kleinen Verhältnis von Verflüssigungsdruck (Pe) zu Verdampfungsdruck (po) zum Einsatz. Sie werden für einen definierten Betriebszustand ausgelegt und erfordern eine exakte Bemessung der Kältemittelmenge. Die Durchlässigkeit des Kapillardrosselrohrs ist nur dann gewährleistet, wenn das Kältemittel keine Verschmutzungen aufweist (deshalb Einbau von Siebfiltern). Das Kapillardrosselrohr stellt für große Anlagen keine wirtschaftliche Lösung dar.
Für Kühlschränke, Tiefkühltruhen und Kleinklimageräte ist es dagegen eine ausreichende und preiswerte Lösung. Geräte für den kommerziellen Einsatz werden üblicherweise mit Expansionsventilen ausgerüstet. Ihre Funktion kann über einen großen Einsatzbereich hinweg optimal eingestellt werden. Expansionsventile oder Entspannungsventile wirken im Prinzip gleichartig: die unter Hochdruck stehende Flüssigkeit muss eine enge Bohrung passieren; danach ist der Hochdruck abgebaut, das flüssige Kältemittel tritt in den Niederdruckbereich ein. Entspannungsventile sind im Gegensatz zu Kapillardrosseln regelbar!
Themostatische Expansionsventile (TEV) sorgen dafür, dass dem Verdampfer immer diejenige Kältemittelmenge zugeführt wird, die unter den jeweiligen Betriebsbedingungen (Raumtemperatur und eingestellter Absenkungswert) verdampfen kann, wobei eine leichte Überhitzung einkalkuliert ist, um garantiert eine vollständige Verdampfung zu erhalten.
Legende
1 Membran
2 Kapillarrohr
3 Druckausgleichsleitung
4 Kältemittel zum Kompressor
5 Temperaturfühler
6 Regulierfeder
7 Ventilnadel
8 Kältemittel vom Kompressor
Die Skizze veranschaulicht, dass bei steigender Fühlertemperatur und damit anwachsendem Fühlerdruck ebenso wie auch bei fallendem Verdampferdruck das Ventil weiter öffnet und mehr Kältemittel zum Verdampfer strömen lässt.
Fallender Fühlerdruck und steigender Verdampferdruck bewegen die Düse in Schließrichtung und drosseln damit den Durchfluss.
Das Expansionsventil gibt also immer die Kältemenge frei, die auch verdampfen kann, so dass der Kompressor immer mit gasförmigem Kältemittel beliefert wird.
