熱力膨脹閥是通過蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度控制膨脹閥開度的，故廣泛地應用于非滿液式蒸發器。按照平衡方式的不同，熱力膨脹閥可分內平衡式和外平衡式兩種。熱力膨脹閥感溫系統中可采用不同物質和方式進行充注，主要方式有充液式、充氣式、交叉充液式、混合充注式和吸附充注式。

P1—閥后制冷劑的壓力，作用在膜片下部，使閥門向關閉方向移動；

P2—彈簧作用力，也施加于膜片下方，使閥門向關閉方向移動，其作用力大小可通過調整螺絲予以調整；

p3—感溫包內制冷劑的壓力，作用在膜片上部，使閥門向開啟方向移動，其大小取決于感溫包內制冷劑的性質和感溫包感受的溫度。

對于任一運行工況，此三種作用力均會達到平衡，即p1+p2=p3，此時，膜片不動，閥芯位置不動，閥門開度一定。

當蒸發盤管較細或相對較長，或者多根盤管共用一個熱力膨脹閥，通過分液器并聯時，因制冷劑流動阻力較大，若仍使用內平衡式熱力膨脹閥，將導致蒸發器出口制冷劑的過熱度很大，蒸發器面積不能有效利用。這時，就不應使用內平衡式熱力膨脹閥。

熱力膨脹閥的安裝位置應靠近蒸發器，閥體應垂直放置，不可傾斜，更不可顛倒安裝。由于熱力膨脹閥依靠感溫包感受到的溫度進行工作，且溫度傳感系統的靈敏度比較低，傳遞信號的時間滯后較大，易造成膨脹閥頻繁啟閉和供液量波動，因此感溫包的安裝非常重要。