วาล์วขยายตัวเป็นส่วนสำคัญของระบบทำความเย็น โดยปกติจะติดตั้งระหว่างถังเก็บของเหลวและเครื่องระเหย วาล์วขยายตัวทำให้สารทำความเย็นเหลวที่อุณหภูมิปานกลางและแรงดันสูงกลายเป็นไอเปียกที่อุณหภูมิต่ำและความดันต่ำผ่านการควบคุม จากนั้นสารทำความเย็นจะดูดซับความร้อนในเครื่องระเหยเพื่อให้เกิดผลทำความเย็น วาล์วขยายตัวควบคุมการไหลของวาล์วผ่านการเปลี่ยนแปลงความร้อนสูงที่ปลายเครื่องระเหยเพื่อป้องกันการใช้พื้นที่เครื่องระเหยไม่เต็มประสิทธิภาพและปรากฏการณ์การเคาะกระบอกสูบ
พูดอย่างง่ายๆ วาล์วขยายตัวประกอบด้วยตัวเครื่อง แพ็คเกจตรวจจับอุณหภูมิ และท่อสมดุล
สถานะการทำงานที่เหมาะสมของวาล์วขยายตัวควรเป็นการเปลี่ยนช่องเปิดแบบเรียลไทม์และควบคุมอัตราการไหลตามการเปลี่ยนแปลงของโหลดของเครื่องระเหย แต่ในความเป็นจริง เนื่องมาจากการถ่ายเทความร้อนแบบฮิสเทอรีซิสในซองตรวจจับอุณหภูมิ การตอบสนองของวาล์วขยายตัวจึงช้ากว่าครึ่งจังหวะเสมอ หากเราวาดไดอะแกรมการไหลของเวลาของวาล์วขยายตัว เราจะพบว่าไม่ใช่เส้นโค้งเรียบ แต่เป็นเส้นหยัก คุณภาพของวาล์วขยายตัวสะท้อนให้เห็นในแอมพลิจูดของคลื่น ยิ่งแอมพลิจูดมากขึ้น ปฏิกิริยาของวาล์วก็จะช้าลงและคุณภาพจะแย่ลง
