O supapă de expansiune termică este de obicei un dispozitiv mecanic într-un sistem de aer condiționat sau de refrigerare care reglează presiunile materialului frigorific. În cadrul acestor sisteme, supapele de expansiune termică pot fi considerate dispozitive de măsurare care monitorizează și controlează simultan cantitatea de agent frigorific utilizat de un sistem de răcire în orice moment. Pe măsură ce temperatura se modifică în interiorul unui spațiu, se modifică și cantitatea de agent frigorific necesară pentru a menține temperatura dorită. Supapa de expansiune termică controlează nivelurile variabile de agent frigorific.
În multe sisteme de răcire, agentul frigorific este menținut ca lichid într-o cameră și eliberat ca gaz în alta. Această acțiune conduce procesul de răcire prin tragerea de căldură din acel spațiu pentru a schimba faza agentului frigorific din lichid în gaz și înapoi la un lichid din nou. O supapă de expansiune termică este în mod normal punctul dintr-un sistem de răcire în care lichidul este eliberat pentru a deveni gaz și a iniția procesul de răcire.
Această parte a procesului depinde de obicei de temperatura componentelor interne din întregul sistem de răcire. O supapă de expansiune termică tipică include o componentă numită bec termic. Această cameră este umplută cu o cantitate mică de lichid frigorific care este izolată de temperatura aerului și conectată direct la un sistem de serpentine prin care trece agentul frigorific, numit de obicei evaporator. Când apar schimbări de temperatură, becul termic este afectat de acele modificări prin conectarea sa la supapa de expansiune termică și restul sistemului de răcire.
Pe măsură ce temperatura se schimbă în sistem, în special în interiorul evaporatorului, aceasta indică o schimbare a temperaturii pentru spațiul care este răcit. Materialul din becul termic trebuie să se extindă și să se contracte odată cu orice schimbare de temperatură, deoarece becul termic menține o dimensiune consistentă în ciuda schimbărilor de temperatură. Temperaturile mai ridicate din sistemul de răcire forțează lichidul și gazul din interiorul becului termic să se extindă. Această expansiune forțează deschiderea unei supape, permițând să treacă mai mult agent frigorific în evaporator. Temperaturile mai scăzute, pe de altă parte, fac lichidul din becul termic să se contracte, ceea ce închide supapa și lasă mai puțin agent frigorific să treacă.
Instalarea supapei de expansiune termică este de obicei considerată o parte integrantă a sistemelor de refrigerare și aer condiționat de aproape orice dimensiune. Multe sisteme de răcire integrează cel puțin o supapă de expansiune termică, deoarece sunt considerate destul de precise și consecvente în funcționalitatea lor. Sistemele care nu utilizează o supapă de expansiune termică sunt adesea considerate inexacte sau inconsecvente.