膨脹換熱器一方面是利用上塔返流污氮的冷量，降低膨脹后空氣的溫度，以減小膨脹空氣入上塔的過熱度；另一方面起到分配上、下塔冷量的作用。通過它將出過冷器至進(jìn)切換式換熱器(或蓄冷器)之前的污氮的冷量，一部分又返回入上塔，使上塔的精餾得到改善。?
膨脹換熱器的位置可放在膨脹機(jī)前或機(jī)后，由流程設(shè)計(jì)而定。我國的大型空分設(shè)備常設(shè)置在機(jī)前，用一部分出過冷器的污氮冷卻膨脹機(jī)前的空氣，使膨脹機(jī)后的溫度不致過高，解決空氣入上塔的過熱度的問題。這樣設(shè)置的缺點(diǎn)是因膨脹機(jī)前溫度降低會(huì)帶來膨脹機(jī)的單位制冷量(單位焓降)減少的問題。?
在引進(jìn)的大型空分設(shè)備中也有將膨脹換熱器置于機(jī)后的。這種布置適應(yīng)于切換式換熱器板式單元的長度增加，環(huán)流溫度提高，使膨脹機(jī)前溫度提高的情況。機(jī)前溫度提高，可使膨脹機(jī)的單位制冷量增大，進(jìn)上塔的膨脹空氣量減少；而機(jī)后換熱器又可降低入上塔的膨脹空氣的過熱度，二者均對(duì)上塔的精餾有利，缺點(diǎn)是膨脹后的背壓略有提高。但因板翅式換熱器的阻力不大，對(duì)膨脹機(jī)的焓降影響很小。?
由于設(shè)置膨脹換熱器，入下塔空氣的含濕量減少，這樣可提高液空的純度，也對(duì)塔的精餾有利。?