冷庫制冷設備運轉時，制冷劑狀態經常發生變化。溫度式自動膨脹閥構作用就是根據制冷劑的狀態變化，自動調節制冷劑的流量，以使蒸發器提高傳熱效率，保持出口溫度有一定的過熱度。  
    所謂溫度式，并不是蒸發溫度不變，而是指蒸發溫度和蒸發器出口的氣體溫度差不變，也就是控制過熱度不變。溫度式自動膨脹閥分內部平衡式和外部平衡式兩種。
內部平衡式自動膨脹閥的工作原理
    感溫包內的氣體壓力作用在薄膜的上部，是開閥方向的力，用P1表示；薄膜下部的作用力是膨脹閥節流后的制冷劑壓力P2(此力通過傳動桿和傳動片的縫隙進入薄膜下部)及彈簧作用力P3，這兩個力是關閥方向的力。平衡狀態下，P1=P2+P3。此時閥的開度一定，供液量一定。
    當負荷增加時，蒸發器出口的制冷劑溫度上升(過熱度增大)，感溫包吸熱后壓力上升。此時，膨脹閥開閥的力大于關閥的力，即P1>P2+P3，薄膜被壓縮向下彎曲，閥桿移動，閥頭開啟，制冷劑流量增加。這種因負荷增加而使蒸發器出口的制冷劑氣體過熱度增大的狀態，經膨脹閥自動調節流量后，可在新的狀態下維持平衡。
    當負荷減小時，蒸發器出口的制冷劑氣體溫度下降(過熱度減小)，感溫包內的壓力也下降，薄膜上部的壓力減小。此時，膨脹閥關閥的力大于開閥的力，即P1<P2+P3，薄膜向上彎曲，閥頭向關閉方向移動，制冷劑流量減少。經膨脹閥自動調節流量后，使膨脹閥在較小過熱度的條件下保持平衡。

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