La chambre froide est une boîte presque étanche à l’air, et le volume de l’air qu’elle contient varie avec la température. Quand la porte se referme après avoir laissé entrer de l’air tiède, cet air se refroidit et se contracte rapidement ; une dépression se crée à l’intérieur. Au dégivrage, au contraire, l’air se réchauffe et se dilate, la pression monte. Si la température de l’air ne varie que de 10 K, la pression dans une chambre parfaitement étanche change d’environ 3,5 %, soit 3500 Pa ; cela représente une charge de 350 kilogrammes sur chaque mètre carré de mur. Les panneaux et le plafond ne sont pas conçus pour cet effort.
Sans soupape, les symptômes sont connus : la porte ne s’ouvre pas pendant quelques minutes après sa fermeture, le joint siffle, les panneaux de plafond fléchissent vers l’intérieur, les joints s’ouvrent ; à l’extrême, le plafond s’effondre. La soupape d’équilibrage de pression laisse passer l’air dans les deux sens par deux clapets qui s’ouvrent à une certaine pression différentielle (typiquement quelques dizaines de pascals), et se referme d’elle-même quand l’écart disparaît. Dans les chambres en dessous de zéro, une résistance de faible puissance entoure les clapets ; sans elle, l’air humide entrant les bloque par la glace.
Le choix se fait d’après le volume de la chambre et la rapidité de variation de la température. Les fabricants donnent en tableau, pour chaque modèle de soupape, le débit d’air qu’il laisse passer et le volume de chambre qu’il couvre ; une seule suffit pour une petite chambre, tandis que les grands entrepôts négatifs et les tunnels de surgélation à refroidissement rapide en reçoivent plusieurs ou un modèle à grande section. Dans les chambres à dégivrage par gaz chauds et à porte souvent ouverte, la variation de pression étant rapide, on prévoit une marge. Dans les entrepôts à atmosphère contrôlée, on utilise des types spéciaux étanches aux gaz, à garde d’eau ou d’huile.
Au montage, la soupape se pose sur un mur que le jet de soufflage de l’évaporateur ne frappe pas directement, à une hauteur où le gerbage ne la masquera pas ; son orifice extérieur doit donner sur un volume fermé et sec. Son entretien est bref mais important : on vérifie à intervalles réguliers que la résistance fonctionne, que les clapets jouent librement et qu’aucune glace ne s’accumule autour. Dans une chambre négative dont la porte s’ouvre difficilement, c’est le premier endroit à regarder. La soupape n’est pas une fuite d’air ; fermée, elle est étanche, et ne figure donc pas comme poste distinct dans le calcul de la charge frigorifique.