우선 냉동효과는 증발기에서 냉매 1kg이 증발하면서 피냉각물로부터 흡수하는 열이고 이 흡수열이 냉동의 목적이기 때문에 냉동효과가 큰 것이 유리합니다.

그럴경우 응축기에서 최대한 과냉시키는 것이 유리하지만 상온에서 얻을 수 있는 열(냉각수 32℃, 주위 공기30~35℃)은 한계가 있습니다.

그래서 고안한 장치가 열교환 장치로 낮은 온도의 증발기 출구의 냉매 가스로 고온고압의 액냉매를 과냉시키는 열교환기를 개발하게 됩니다.

냉매흐름과 열교환온도

고압측 : 응축기(수액기)③ 출구 온도(40℃ 약간 낮은 상태)→열교환 후 18℃로 과냉각 되어 팽창밸브 입구④ 로 

저압측 : 증발기 출구⑥ 온도(증발온도) -22℃ → 고온고압의 냉매액의 온도를 낮춘 열량만큼 상승하여 압축기 흡입 ①으로

다음식에서 그 차이가 나타납니다.

1) 열교환하지 않은 경우 냉동효과

q2 = h6-h3=609-462=147

2) 열교환 후 냉동효과

q2' = h6-h4=609-441=168

즉, 증발기 출구 냉매가스(-22℃)와 팽창밸브 직전(40℃도 약간 과냉 된)의 액냉매를

서로 열교환하여 액냉매를 과냉시키면 그만큼 냉동효과가 증가하게 되며

또한 증발기출구에서 액이 증발하지 못했다 하더라도(문제 그림처럼 약간의 습증기 상태) 열교환기에서 증발하여 액압축을 방지하는 효과도 있습니다.

참고로 열교환기에서는 상호 혼합되지 않는 상태로 열적 교환만 이뤄지게 됩니다.