يفصل صمام التمدد بين منطقتي الضغط في الدورة: عندما يمر الوسيط السائل من جهة الضغط العالي عبر فتحة الصمام الصغيرة ينخفض ضغطه وحرارته ويتبخر جزئيًا ويدخل المبخر مزيجًا باردًا من السائل والبخار. ولولا الصمام إما امتلأ المبخر بالسائل (فيذهب سائل إلى الضاغط) أو جاع إلى الوسيط (فتنخفض السعة).
يقيس صمام التمدد الثرموستاتي (TXV) الحرارة بعنصر حساس مربوط بالأنبوب عند مخرج المبخر، ويفتح ويغلق بقدر ما يبقي التحميص ثابتًا (عادة 5–8 K). عندما يزداد الحمل يرسل وسيطًا أكثر، وعندما ينقص يخنق؛ وهو ميكانيكي بلا كهرباء وموثوق. وله موديلات ذات معادلة داخلية أو خارجية وفوهات مستقلة لكل وسيط.
الصمام المختار أو المضبوط خطأً أكثر مصادر الأعطال شيوعًا: الصمام الأكبر من اللازم «يتصيّد» (يفتح ويغلق باستمرار)، والأصغر يخفض السعة؛ وإذا رُبط العنصر الحساس في مكان خاطئ قُرئ التحميص خطأً. وتضبط الصيانة الصمام بقياس التحميص. ويقدم صمام التمدد الإلكتروني (EEV) بديلًا أدق وأكفأ بأداء العمل نفسه بمحرك خطوي وجهاز تحكم.