在干式蒸发器出口处，冷剂蒸气已呈过热状态。若过热温度为，那么，作用在膜片上方的温包压力就由此过热温度确定。同样，由于一定的蒸发温度对应一定的蒸发压力，所以膜片的净下压力就决定于的差值。因为无阻力时，蒸发器出口处蒸气的压力也为，其对应的饱和温度(即蒸发温度)也就是出日处蒸气的过热度。因此，出口处过热蒸气的过热度越大，阀的开度也越大。所以，在调节弹簧张力已调定后，热力膨胀阀的开度就仅决定于出口蒸气过热度的大小。一定的过热度对应一定的开度，它既与出口处的蒸气过热温度无关，也不像定压膨胀阋那样，由蒸发压力来起主要作用。
当制冷装置工作时，若冷库热负荷增加，导致库温上升，于是冷库蒸发器中的液体冷剂蒸发加强，使蒸发器管中的充液段缩短，过热段增长。于是流出蒸发器的冷剂蒸气过热度增加，使膜片的净下压力增大，超过了调节弹簧的预张力，将弹簧压缩，开大了针阀，增加了冷剂的流量，使蒸发器吸热量增多，以与热负荷升高的工况相适应，有利于抑制库温继续升高。在流量增加后，由于蒸发器管的充液段相应加长，过热段随之缩短，虽蒸发压力有所上升，但出口处过热度开始下降。于是膜片下压力。逐渐减小，而弹簧却在针阀开大过程中因受压缩其上顶力不断加大。所以，在针阀开大到一定程度后，就停下不再开大了，出口过热度也就稳定不再变动，但比工况变化前要稍高一些。反之，当热负荷减少时，也发生类似动作。
这一调节过程对在温包中的充剂与装置的工作冷剂为同一品种时，是很容易理解的。例如，工作冷剂和温包充剂都是F12，当蒸发温度为一15℃，其相应蒸发压力为1．86公斤／厘米2，蒸发器出口蒸气温度为-lO℃，即具有5℃的过热度时，因温包与蒸发器出口管段紧密贴合，所以温包中充剂的温度也是-10℃，其中充剂F12的压力即为-10℃所对应l的饱和压力2．23公斤／厘米2。若膨胀阀膜片有效工作面积为lO平方厘米，则膜片的净下压力为(2．23—1．86)×10=3．7公斤。此压力与调节弹簧的张力P2=3．7公斤平衡后，将阀保持一定的开度。如热负荷增加，使出口蒸气温度升为-8℃，具有7℃过热度时，那么温包充剂温度也升为-8℃，温包压力则为F12在-8℃时的饱和压力即2．3公斤／厘米2。于是，膜片净下压力增为(2．3—1．86)×10=4．4公斤，显然高于原弹簧张力3．7公斤，J行以弹簧受压缩，将阀开大。对采用其它充剂的温包的热力膨胀阀也与上例相似。
需要注意的是，由于热力膨胀阀的一定开度是与一定的出口过热度相对应的。所以，在在蔬菜冷库中工况变化后，它不能将蒸发器的出口过热度保持得与原来相同，而只不过使其偏离不致过多而已。另外，在针阀调节过程中，出于温包感温有一定迟滞，所以并不是一次就能调节完毕，往往会先开、关得过头一些，经过几次反复，方能调节妥善。所以，当温包与蒸发器出口管段接触不良或其它原因使温包感温反应甚为迟滞，或因调节弹簧过软时，常常会在调节过程中出现大幅度“振荡”，在较长时间内冷剂流量忽多忽少，极度影响制冷装置的稳定工作。
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