最早的冷熱水混合龍頭是雙旋鈕龍頭(Two Handle Mixer)，使用者需要轉動控制冷水和熱水的旋紐來調節冷熱水的進水量，從而混合成需要溫度的溫水；第二代冷熱水混合龍頭是單手柄龍頭(Single lever Mixer)，它的核心是一個陶瓷片調溫閥芯，使用者左右擺動手柄可調節混合水的溫度，上下襬動手柄可調節出水量的大小。但是，當熱水或冷水的水壓突然發生變化時，或者熱水的溫度突然發生變化的時候，以上兩種混水龍頭都必須通過人工操作去重新調節水溫。
恆溫龍頭可通過龍頭自帶的恆溫調節閥芯，在很短的時間內自動平衡冷水和熱水的水壓，以保持出水溫度的穩定，完全不需要進行人工調節。
恆溫龍頭最早出現在歐洲，2014年主要有兩種自動調溫方式，分別採用不同的恆溫閥芯：
一種是石蠟恆溫元件（Wax Element）閥芯。
石蠟感溫組件的工作原理是將高純度的特殊石蠟灌進一個細小的銅容器中，容器口蓋一片橡膠傳感片。由於水溫的變化，容器中的石蠟體積也隨之增縮，再通過容器口的傳感片帶動彈簧推動活塞來調節冷熱水的混合比例。2014年採用這種恆溫閥芯的主要是歐洲的廠家。
另一種恆溫閥芯採用形狀記憶合金（Shape Memory Alloys 簡稱SMA）彈簧。
SMA恆溫閥芯中最重要的零件就是形狀記憶合金彈簧，由鎳鈦(Ni-Ti)合金製成的形狀記憶合金彈簧通過感應混合後溫水的溫度改變本身的形狀，從而推動活塞來調節冷熱水的混合比例。SMA恆溫閥芯反應速度極快，在40℃附近的反應極其靈敏，可滿足使用者進行無級微調的需要。2014年採用這種恆溫閥芯的主要是日本的廠家。
由於恆溫閥芯是一種非常精密的裝置，無論採用哪一種形式閥芯恆溫龍頭外殼的內部加工也要求非常精密，所有內部加工尺寸的公差應限制在±0.1mm以內，重要尺寸的公差必須控制在±0.05mm以內。
恆溫花灑龍頭適用於家庭、酒店、公共浴室的淋浴設施，以及理髮店等水壓經常變化的環境。
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