La valvola di espansione è una parte importante del sistema di refrigerazione, solitamente installata tra il cilindro di accumulo del liquido e l'evaporatore. La valvola di espansione trasforma il refrigerante liquido a media temperatura e alta pressione in vapore umido a bassa temperatura e bassa pressione attraverso la sua strozzatura, quindi il refrigerante assorbe calore nell'evaporatore per ottenere l'effetto refrigerante. La valvola di espansione controlla il flusso attraverso la variazione di surriscaldamento all'estremità dell'evaporatore per evitare il sottoutilizzo dell'area dell'evaporatore e il fenomeno del battito in testa del cilindro.
In parole povere, la valvola di espansione è composta da corpo, pacchetto di rilevamento della temperatura e tubo di bilanciamento
Lo stato di funzionamento ideale della valvola di espansione dovrebbe essere quello di modificare l'apertura in tempo reale e controllare la portata al variare del carico dell'evaporatore. Tuttavia, a causa dell'isteresi del trasferimento di calore nell'involucro di rilevamento della temperatura, la risposta della valvola di espansione è sempre lenta di mezzo battito. Se tracciamo un diagramma tempo-flusso di una valvola di espansione, scopriremo che non si tratta di una curva regolare, ma di una linea ondulata. La qualità della valvola di espansione si riflette nell'ampiezza dell'onda. Maggiore è l'ampiezza, più lenta è la reazione della valvola e peggiore è la qualità.