所謂的直接膨脹供液，就是制冷劑液體通過膨脹閥節(jié)流后直接進入蒸發(fā)器，液體在蒸發(fā)器中全部蒸發(fā)，只有制冷劑氣體離開蒸發(fā)器。膨脹閥最普通的一種形式是熱力膨脹閥，這種閥門是一種過熱控制的節(jié)流閥，英文縮寫TXV。

 用膨脹閥過熱度控制蒸發(fā)器供液，是上述兩種供液方法初投資最低的一種。它在中溫制冷溫度的氟利昂制冷系統(tǒng)廣泛使用，但對于氨的低溫系統(tǒng)使用受到限制。

國外一些資深工業(yè)制冷設(shè)計人員認為，不應(yīng)使用氨直接膨脹。這種結(jié)論，使直接膨脹氨蒸發(fā)盤管的應(yīng)用受到挑戰(zhàn)。    為什么一般情況下不將氨制冷劑直接膨脹用于低溫工況?直接膨脹一般使用過熱度控制膨脹閥。這種類型的膨脹閥需要7℃過熱度才能完全開啟。對于低溫蒸發(fā)盤管，進入蒸發(fā)盤管的進風溫度(即與庫房相同的溫度)與制冷劑的溫度差最大值通常是5.5℃。因此，沒有足夠的溫度差可以完全打開閥門。這種情況與高于冷凍溫度的空間不同，當然對于溫度高于0℃的庫房，庫溫與制冷劑溫度有足夠大的溫度差。可以這樣說，氨直接膨脹不建議用于低溫蒸發(fā)盤管。

由于電子膨脹閥的出現(xiàn)，這種膨脹閥的開啟溫差可以低于5℃，因此在低溫冷庫又出現(xiàn)使用氨制冷劑直接膨脹供液的工程案例。制冷劑蒸發(fā)溫度越低，一次節(jié)流后產(chǎn)生的閃發(fā)氣體越多，這樣進入蒸發(fā)器的制冷劑液體也就越少。另外使用膨脹閥供液，由于過熱度的需要，冷卻流體之間的溫差造成蒸發(fā)器的過熱部分和制冷劑減少。而且，蒸發(fā)器表面和過熱制冷劑之間的傳熱系數(shù)低于蒸發(fā)器的沸騰系數(shù)。這是蒸發(fā)器效率低的原因。如果采用二次節(jié)流，沒有專門措施對蒸發(fā)器進行改善，效率會比一次節(jié)流更低，因此這種使用方法最終沒有形成主流。

由于這種供液系統(tǒng)在工業(yè)制冷的應(yīng)用不多，主要用于商用小型系統(tǒng)，而且這種供液方式在這兩種供液方式中能耗最大。