Das thermostatische Expansionsventil regelt im Kältekreis die in den Verdampfer eingespritzte Kältemittelmenge in Abhängigkeit der Wärmezufuhr von außen.
Es besteht aus einem thermisch gesteuerten und einem druckgesteuerten Teil. Der Fühler mit einer geeigneten Gas- oder Flüssigkeitsfüllung ist an der Saugleitung hinter dem Verdampfer befestigt. Ein Kapillarrohr überträgt Temperaturänderungen auf ein Membransystem, das als Antrieb des Ventilkegels dient. Auf die Unterseite der Membran wirkt der Druck am Anfang des Verdampfers (innerer Druckausgleich). Steigende Überhitzung in
der Saugleitung erhöht den Temperaturfühlerdruck auf die Membran und öffnet das Ventil: Regelgröße ist also die Überhitzungstemperatur.
Bei sinkender Kühlerleistung würde am kältemittelseitigen Austritt noch unverdampftes Kältemittel vorhanden sein; infolgedessen keine Überhitzung, wenn das Thermoventil nicht sofort die Kältemittelzufuhr verringern würde. Bei größerem Druckverlust im Verdampfer verwendet man Ventile
mit äußerem Druckausgleich, weil sonst die Überhitzung zu hoch würde. Dabei wird der Raum unter der Membran durch die Ausgleichsleitung mit dem Verdampferende verbunden, so dass einwandfreie Zuordnung also gleichbleibende Überhitzung und damit trockenes Ansaugen des Verdichters gesichert sind, auch wenn der Verdampfer einen Druckabfall erzeugt.
Verdampfer und Expansionsventil bilden einen Regelkreis, dessen stabiles Verhalten bei jedem Betriebszustand gewährleistet sein muss. Bei Stillstand des Verdichters ist ein sogenanntes „Nachspritzen“ nicht ausgeschlossen, sobald sich der Druck ausgeglichen hat. Daher ist es üblich, in der
Flüssigkeitsleitung vor dem Thermoventil ein Magnetventil anzuordnen.
