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直通恒温阀是与散热器配合使用的一种专用自动控制阀门，安装在散热器进水口处，可人为设定室内温度，通过感温原件感应环境温度产生自力式动作，无需外界动力即可调节流经散热器的热水流量从而实现室温恒定的阀门。感温控制元件是一个温包，内充感温介质，当室温升高时，温包膨胀推动阀杆使阀门关小，减少散热器热水供应，当室温下降时过程相反，这样就能达到恒定室内温度的目的。恒温阀是一种不需要外部能量，根据室内温度按比例控制的调节阀。
直通恒温阀是一种节能产品，其原理是利用温控阀头中的感温元件来控制阀门温度的大小，当室温升高时，感温元件因热膨胀，压缩阀杆使阀门关小。当室温下降时感温元件因冷却而收缩，阀杆弹回使阀门开大。因此，当房间有其它辅助热源时（太阳光、其它的发热体）而室温高于设定的温度时，阀门自动关小，散热器的进水量减少，最终节约供热的热量。自立式两通恒温阀也称为直通恒温阀主要用于供热系统散热器控制，适用用于单，双管系统。用于单管系统时，需在恒温阀前端加装旁通跨越管。
用于双管系统的直通恒温阀阻力系数较大（KV值较小）；用于单管系统的直通恒温阀阻力较小（KV值较大）。