熱力膨脹閥又稱感溫調節閥或自動膨脹閥。
熱力膨脹閥的特點，就是能根據蒸發器出口的蒸汽過熱度的大小，自動調節閥門的開啟度，以調節制冷劑流量。故有自動膨脹閥之稱。熱力膨脹閥的型式很多，但其結構卻大同小異，一般分二種型式:即薄膜式與波紋管式，也就是說膨脹閥的感應機構動力室的傳力零件有用薄膜做的也有用波紋管做的。國內的小型熱力膨脹閥一般都采用薄膜片，大型熱力膨脹閥則用波紋管。圖6-1為國產小型熱力膨脹閥的結構圖。膨脹閥的頂部由密封箱蓋、波紋薄膜、感溫包、毛細管組成一個密閉容器，稱感應機構，里面灌注氟利昂，就成為一動力室，它與制冷系統不連通。感應機構內灌注的制冷劑根據需要可與系統的制冷劑用同一工質，也可用不同的工質。例如:系統用的是F-22,感溫包內可灌注F-22或F-12。
波紋薄膜是由一塊很薄(為0.10.2毫米)的合金片沖壓成形。其材料為披青銅或不銹鋼片，斷面是波浪形，有2-3毫米的位移變形。因此，它在受力后彈性變形的性能很好。
感溫包用來感受蒸發器出口的過熱蒸汽溫度，里面充注80%的制冷劑液體。也有充注氣體，但目前還未廣泛采用。
過濾器安裝在膨脹閥的進液端，由銅絲網做成，以過濾制冷劑中的雜質污物，防止閥孔堵塞。
毛細管作為密封蓋與感溫包的連接管，傳遞壓力作用在膜片上。
調節桿是調整膨脹閥門的開啟過熱度，在系統調試過程中，由它來調整彈簧力，調試結束后，系統在正常工作中就不需要調了。
彈簧的壓緊程度靠調節桿整定，調節桿向里旋時，彈簧被壓緊，向外旋則放松。
傳動桿頂在閥針座與傳動盤之間，以傳遞壓力。閥針座上裝有閥針，隨著傳動桿的上下移動，閥針也跟著閥針座一起移動，開大或關小閥孔。為防止制冷劑的泄漏，調節桿與調節座之間有填料密封，其材料一般用石棉橡膠線或橡膠圈，也可用聚四氟乙烯，填料由螺母壓緊。當有滲漏時，可將壓緊螺母旋緊一點。調節座下面有一帽罩密封，以防填料可能有泄漏。
我們從實踐中知道，冷庫在運行時，庫內冷負荷經常在變化，例如:冷庫剛開始降溫時，食品的溫度高，熱負荷大，需要增大制冷量，加速食品的冷凍，最簡便的措施是提高蒸發溫度來增加壓縮機的排汽量，增加冷庫的制冷量。其方法可以開大膨脹閥門，增大流量，蒸發溫度就迅速上升，系統的高低壓壓力差就減小，壓縮機的排汽量就相應增加。經一段時間的運行后，食品的溫度有顯著的下降，熱負荷顯著減少，若還保持原有的蒸發溫度不能滿足食品溫度的繼續下降，達不到予期效果。要使食品溫度繼續下降，其措施是降低蒸發溫度，使庫內形成冷量小而庫溫低的工況。其方法是關小膨脹閥，減小流量，使蒸發溫度迅速下降，食品溫度又迅速下降。因此，只有根據冷庫熱負荷變化的需要來及時調節蒸發溫度，才能使冷庫降溫快而效果好。
可見，膨脹閥的調節是很頻繁而細致的工作，依靠人工來調節是既麻煩而又易產生誤操作，不能達到滿意的效果，這是一個矛盾。
有矛盾就有斗爭，就會推動事物的發展，通過人們的實踐，看到蒸發器出口蒸汽的過熱度(出口的蒸汽溫度與該壓力相對應的飽和溫度的差值)是隨冷庫的熱負荷的變化而變化的，這就可利用過熱度與負荷變化關系作為訊號和動力，制造一種能自動調節閥門開啟度的膨脹閥，這種膨脹閥就是熱力膨脹閥。
