熱力膨脹閥是通過感受蒸發器出口氣態制冷劑的過熱度來控制進入蒸發器的制冷劑流量。使冷凝器出來的高壓液體節流降壓，使液態制冷劑在低壓（低溫）下汽化吸熱。在工業冷水機冷卻設備中，一般采用外平衡式熱力膨脹閥。

熱力膨脹閥由感應機構、執行機構、調整機構和閥體組成。感應機構中充注氟利昂工質，感溫包設置在蒸發器出口處，其出口處溫度與蒸發溫度之間存在溫差，通常稱為過熱度。感溫包感受到蒸發器出口溫度后，使整個感應系統處于對應的飽和壓力Pb。該壓力將通過膜片傳給頂桿直到閥芯。在壓力腔上部的膜片僅有Pb存在，膜片的下方有調整彈簧的彈簧力Pt和蒸發壓力P0，三者處于平衡時有Pb=Pt+Po 。當蒸發器熱負荷增大時，出口過熱度偏高，Pb增大，Pb>Pt+Po，合力使頂桿、閥芯下移，熱力膨脹閥開啟增大，制冷劑流量按比例增加。反之，熱力膨脹閥開啟變小，制冷劑流量按比例減小。因此，工業冷水機制冷設備是由熱力膨脹閥通過控制過熱度實現制冷系統的自我調整。

過濾器的作用是：為了防止工業冷水機制冷劑里含有水份或由于不可減少的元素等原因使系統里進入水份，當從冷凝器出來的高溫液體進入膨脹閥后，液體的溫度會大幅度的下降，一般都在零度以下，這時如果系統里含有水分的話，由于膨脹閥通過的截面很小，就會易出現冰堵的現象，影響工業冷水機系統的正常的運行。