在低溫冷庫中如果在蒸發器中的液體增多，則蒸汽過熱度減小，感溫系統中的壓力就會下降，閥針開始關小。在最小過熱度時(例如3℃，取決于彈簧壓力)，閥針就關閉。彈簧壓力越大，則蒸發器進液量就越少。當壓縮機停車時，蒸汽停止流動，過熱度逐漸等于零，于是熱力膨脹閥關閉。

　　當傳向蒸發器的熱流量增多時，液體開始從點I向后退，過熱度增加，感溫系統中的壓力升高，彈簧被進一步壓縮，閥針離開閥座的距離增大，向蒸發器輸送的制冷劑增加。

　　再觀察一下同一個熱力膨脹閥，裝于壓力降達20千帕蒸發器中的工作情況。當蒸發器的進口處具有同樣的蒸發溫度-15℃時，在冷庫蒸發器出口處則變為-18℃。如過熱5℃，則感溫包的溫度相應地應是-13℃(不是上述的-10℃)。在這一過熱度下，感溫系統中的壓力約等于200千帕，因而閥針關閉。只有當感溫包溫度為-10℃時，閥針才能開啟到前面所說的數值。但是這時蒸汽的過熱度應是8℃而不再是5℃，因而惡化了蒸發器的工作。

　　當采用外平衡式熱力膨脹閥時，可消除這一缺點。在這種閥門中，當溫包溫度下降至-13℃時，在膜片上面的壓力約降低至200千帕。但膜片下面的壓力則降至163千帕。它們之差實際上與上述例子中的相應數值沒有差別。因此，不論蒸發器中的壓降怎樣，熱力膨脹閥的閥針將開啟至規定的數值。外平衡式熱力膨脹閥的缺點是結構和安裝較復雜。

　　當蒸發器中壓降為下列值時，建議采用外平衡式熱力膨脹閥：熱力膨脹閥的輸液量首先與它的整定(彈簧壓力)有關，其次與出口蒸汽的過熱度有關。通常閥針開始開啟時的過熱度為2～6℃，使閥針位移到符合設計輸液量位置時，所必需的過熱度變化可達4℃。總的(設計計算)過熱度通常等于5～8℃。