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前或機后，由流程設(shè)計而定。我國的大型空分設(shè)備常設(shè)置在機前，用一部分出過冷器的污氮冷卻膨脹機前的空氣，使膨脹機后的溫度不致過高，解決空氣入上塔的過熱度的問題。這樣設(shè)置的缺點是因膨脹機前溫度降低會帶來膨脹機的單位制冷量(單位焓降)減少的問題。?
在引進的大型空分設(shè)備中也有將膨脹換熱器置于機后的。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，使膨脹機前溫度提高的情況。機前溫度提高，可使膨脹機的單位制冷量增大，進上塔的膨脹空氣量減少；而機后換熱器又可降低入上塔的膨脹空氣的過熱度，二者均對上塔的精餾有利，缺點是膨脹后的背壓略有提高。但因板翅式換熱器的阻力不大，對膨脹機的焓降影響很小。?
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，也對塔的精餾有利。?