自力式溫度調節閥調節對象通常是用來保持在一密閉空間內的產品溫度恒定。在這方面的例子有：烘干爐，熱處理爐，冷凍裝置，熱水爐等等。通過自力式溫度調節閥傳輸給調節對象一個熱載體，在冷卻的情況下，通過自力式溫度調節閥輸送冷載體。不論是加熱還是冷卻，調節對象一般是絕熱的，因此，外表熱量變化是比較小的。自力式溫度調節閥分為冷卻型和加熱型。
 

　　自力式溫度調節閥工作原理(冷卻型)
 

　　冷卻用自力式溫度調節閥工作原理可參照加熱用自力式溫度調節閥，只是當閥芯部件在執行器與彈簧力作用下打開和關閉與溫關閥相反，閥體內通過冷介質，主要應用于冷卻裝置中的溫度控制。
 

　　被控介質輸入閥后，閥前壓力P1通過控制管線輸入下膜室，經節流閥節流后的壓力Ps輸入上膜室，P1與Ps的差即△Ps=P1-Ps稱為有效壓力。P1作用在膜片上產生的推力與Ps作用在膜片上產生的推力差與彈簧反力相平衡確定了閥芯與閥座的相對位置，從而確定了流經閥的流量。當流經閥的流量增加時，即△Ps增加，結果P1、Ps分別作用在下、上膜室，使閥芯向閥座方向移動，從而改變了閥芯與閥座之間的流通面積，使Ps增加，增加后的Ps作用在膜片上的推力加上彈簧反力與P1作用在膜片上的推力在新的位置產生平衡達到控制流量的目的。
 

　　自力式溫度調節閥工作原理(加熱型)
 

　　溫度調節閥是根據液體的不可壓縮和熱脹冷縮原理進行工作的。加熱用自力式溫度調節閥，當被控對象溫度低于設定溫度時，溫包內液體收縮，作用在執行器推桿上的力減小，閥芯部件在彈簧力的作用下使閥門打開，增加蒸汽和熱油等加熱介質的流量，使被控對象溫度上升，直到被控對象溫度到了設定值時，閥關閉，閥關閉后，被控對象溫度下降，閥又打開，加熱介質又進入熱交換器，又使溫度上升，這樣使被控對象溫度為恒定值。閥開度大小與被控對象實際溫度和設定溫度的差值有關。
 

　　自力式溫度調節閥的主干擾是表面的熱量損失，在冷卻的情況下，熱量自外部滲入調節對象。在爐中燃燒的燃料流量為Q，熱量為△H[千焦耳/公斤]。通過自力式溫度調節閥的熱流量Q△H[千焦耳/秒]在燃燒室中變成熱。這個熱流既加熱產品，又補償向周圍環境散熱的損失。自力式溫度調節閥上的壓力隨流量變化，這對于溫度自動調節系統的自力式溫度調節閥特性是非常重要的。
 

　　沿管路系統的壓力降。當Q=0時，升壓設備SP輸出的壓力是P0。在升壓設備中，管路和燃燒器的壓力降是△Pl。在燃燒室內的壓力Pv接近于大氣壓力。
 

　　在公式中：Qm是質量流量，公斤/秒，A是調節對象的側面積，米²，K是總傳熱系數，單位是千焦耳/米².K·秒：T是調節對象內部的平均溫度，單位是開氏溫度，M是調節對象內介質的質量，公斤；C是比熱。單位是千焦耳/公斤·K。燃料放出的熱能，等于向周圍環境傳遞的熱量加上加熱介質積累的熱量。
 

　　一般情況下，從動態特性的觀點出發，溫度變送器被包含在調節對象之中，并與之串聯。因為溫度變送器的動態特性是一階的，因此，這樣構成的調節對象可用一個二階元件近似。