A válvula de expansão é uma parte importante do sistema de refrigeração, geralmente instalada entre o cilindro de armazenamento de líquido e o evaporador. A válvula de expansão faz com que o fluido refrigerante líquido, a uma temperatura média e alta pressão, se transforme em vapor úmido a uma temperatura baixa e baixa pressão através de sua expansão. Em seguida, o fluido refrigerante absorve calor no evaporador, obtendo o efeito de refrigeração. A válvula de expansão controla o fluxo através da variação do superaquecimento na saída do evaporador para evitar a subutilização da área do evaporador e o fenômeno de detonação do cilindro.
Em termos simples, a válvula de expansão é composta por um corpo, um conjunto de sensores de temperatura e um tubo de balanceamento.
O estado de funcionamento ideal da válvula de expansão seria alterar a abertura em tempo real e controlar a vazão de acordo com a variação da carga do evaporador. No entanto, devido à histerese da transferência de calor no sensor de temperatura, a resposta da válvula de expansão é sempre meio ciclo mais lenta. Se desenharmos um diagrama de tempo-fluxo de uma válvula de expansão, veremos que não se trata de uma curva suave, mas sim de uma linha ondulada. A qualidade da válvula de expansão se reflete na amplitude da onda. Quanto maior a amplitude, mais lenta a resposta da válvula e pior a sua qualidade.
