Καθώς μια ουσία αυξάνεται σε θερμοκρασία, αυξάνεται επίσης σε μέγεθος, γεγονός που προκαλεί επακόλουθη αύξηση της πίεσης όταν περιέχεται. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται θερμική διαστολή, θα μπορούσε εύκολα να καταστρέψει τον εξοπλισμό που βασίζεται σε ζεστό ατμό ή νερό. Προκειμένου να αντιμετωπιστεί η θερμική διαστολή, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν θερμικές βαλβίδες ανακούφισης. Αυτές οι βαλβίδες επιτρέπουν στην υπερβολική πίεση να αιμορραγεί από ένα σύστημα αντί να προκαλεί έκρηξη. Μια θερμική βαλβίδα εκτόνωσης είναι κοινή σε πολλές οικιακές και εμπορικές συσκευές, καθώς ο νόμος απαιτεί τη χρήση τους ως βασική προφύλαξη ασφαλείας.
Αν και ονομάζεται θερμική βαλβίδα εκτόνωσης, λειτουργεί με βάση την πίεση. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται και η εσωτερική πίεση—αυτή η πίεση είναι που ενεργοποιεί τη βαλβίδα. Η θερμική ανακουφιστική βαλβίδα μπήκε σε κοινή χρήση με τον ατμολέβητα, ένα μηχάνημα που χρησιμοποιεί θερμότητα για να μετατρέψει το νερό σε ατμό, ο οποίος δημιουργεί θετική πίεση στο εσωτερικό του λέβητα. Αυτή η πίεση αναγκάζει τον ατμό να βγει και να περάσει από έναν τροχό, ο οποίος γυρίζει από τη δύναμη του ατμού που περνά. Η περιστροφή παράγει ισχύ και ο ατμός περιορίζεται, αφήνεται να κρυώσει και ξαναμπαίνει στο λέβητα.
Αυτά τα μηχανήματα ήταν επιρρεπή σε υπερθέρμανση και έκρηξη εάν δεν παρακολουθούνταν πολύ προσεκτικά. Οι πρώτες θερμικές βαλβίδες ανακούφισης επέτρεπαν στο νερό να βγαίνει όταν η πίεση γίνεται πολύ υψηλή μέσα στο λέβητα. Οι πρώιμες βαλβίδες ήταν πολύ απλές, συνήθως βασίζονταν σε ένα βύσμα που ωθούσε προς τα πάνω και έξω όταν η πίεση γινόταν πολύ υψηλή. Παρόλο που ήταν πολύ στοιχειώδες, αυτό εξακολουθεί να είναι η βάση για πολλές σύγχρονες βαλβίδες θερμικής ανακούφισης.
Μια θερμική ανακουφιστική βαλβίδα ποικίλλει σε μέγεθος ανάλογα με το αν απελευθερώνει νερό ή ατμό. Μια βαλβίδα εκτόνωσης νερού είναι συνήθως πολύ μικρότερη από μια βαλβίδα απελευθέρωσης ατμού. Αυτό συμβαίνει γιατί η πίεση βασίζεται στην ποσότητα. Σε ένα σύστημα που βασίζεται στον ατμό, μεγάλο μέρος του όγκου καταλαμβάνεται από τον αέρα, ενώ ένα σύστημα νερού είναι απλώς νερό. Αυτό σημαίνει ότι για να απαλλαγείτε από τον ίδιο όγκο υλικού, χρειάζεται να αφαιρεθεί πολύ περισσότερος αέρας.
Τις περισσότερες φορές, ένα άτομο θα βρει μια θερμική βαλβίδα ανακούφισης στο τμήμα ενός συστήματος που βασίζεται σε ζεστό νερό. Ενώ τμήματα συστημάτων που λειτουργούν με ζεστό ατμό θα παράγουν επίσης υπερβολική θερμότητα και πίεση, είναι λιγότερο πιθανό να έχουν πλήρη συστήματα βαλβίδων. Όταν ο αέρας είναι υπό αρκετή πίεση, επανέρχεται σε υγρό. σε υγρή μορφή, καταλαμβάνει λιγότερο χώρο, γεγονός που αφαιρεί την πίεση. Απαιτείται σημαντική ποσότητα πίεσης για να αναγκαστεί το νερό να επανέλθει σε στερεό, πίεση που υπερβαίνει κατά πολύ τον περισσότερο εξοπλισμό. Αυτό γενικά καθιστά την πίεση με βάση το νερό πιο επικίνδυνη από την πίεση με ατμό.