温度控制膨胀阀（Thermostatically Controlled Expansion Valve）缩写为“TEV”或“TXV”，冷冻循环系统亦如典型压缩循环系统相同，除冷剂控制器使用温度膨胀阀外，循环过程为：压缩机→冷凝器→蓄液器→液管→温度膨胀阀→蒸发器→压缩机，如图
温度膨胀阀之降压作用与自动膨胀阀相同，当冷剂流经时，体积突然扩大，故膨胀降压，以利在蒸发器中蒸发吸热；但冷剂流量之大小调节控制与自动膨胀阀不同，是受蒸发出口之温度来自动启闭大小，将感温球（Thermal Bulb）放置在蒸发器的出口部分，以毛细管连接至温度膨胀阀以控制阀门开启的大小，如冷房中温度升高，蒸发器中之冷剂必感不足，出口冷剂之温度必高，故感 温球内的物质受热膨胀而传递到膨胀阀，开大膨胀阀，让冷剂多流入蒸发器；相反当冷房温度降低，膨胀阀受感温球收缩而关小，冷剂流量减少，故此型膨胀阀开启大小，是受蒸发器出口温度而定，故称之为温度控制膨胀阀。
温度控制膨胀阀构造将于后面详述.
温度膨胀阀是受蒸发器之出口温度而控制，故没有液体流回损坏压缩机之虑。
冷房中的温度如毛细管系统相同，仍置一室内温度控制器，由室内温度控制压缩机之停启。停止时，高低压如AEV同仍不能平衡，故压缩机仍在有负载状况下启动，故起动转矩大，起动电流较高。
因温度膨胀阀由蒸发器出口温度控制，故远较自动膨胀阀由蒸发器入口压力为安全准确。故目前在中、大型冷冻空调应用系统中，此型为应用最普遍的一种。
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