冷凝蒸发器为多层板翅，各通道中的冷热流体通过板翅和隔板进行良好的换热。冷凝蒸发器一般安置于上下塔之间，下塔上升的氮气在其内部被冷凝，而上塔回流的液氮在其内部被蒸发。这个过程得以实现主要是依据高压氮的沸点和低压氮的沸点不同，存在一定温差。冷凝蒸发器用于复叠式制冷机。

复叠式通常由两个单独的制冷系统组成，分别称为高温级及低温级部分。高温部分使用中温制冷剂，低温部分使用低温制冷剂。高温部分系统中制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中制冷剂冷凝，用一个冷凝蒸发器将两部分联系起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸取热量（即制取冷量），并将此热量传给高温部分制冷剂，然后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水或空气）。

分别采用两种或两种以上不同的制冷剂，由两个或两个以上的单级（也可以是双级）制冷系统组合而成。适用于-50℃以下的低温装置。复叠式制冷机通常由两个单独的制冷系统组成，分别称为高温级及低温级部分。高温部分使用中温制冷剂，低温部分使用低温制冷剂。高温部分系统中制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中制冷剂冷凝，用一个冷凝蒸发器将两部分联系起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸取热量（即制取冷量），并将此热量传给高温部分制冷剂，然后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水或空气）。

冷凝蒸发器利用高温级制冷剂制取的冷量，使低温级压缩机排出的制冷剂蒸气凝结，既是高温级循环的蒸发器，又是低温级循环的冷凝器。其结构型式主要有立式壳管式、立式盘管式和套管式。

（1）立式壳管式

它的结构与一般壳管式冷凝器基本相同。高温级的制冷剂在管内蒸发，低温级的制冷剂在管外冷凝。这种型式的冷凝蒸发器结构简单，缺点是高温级制冷剂的充装量大，且液体静压力对蒸发温度的影响比较大。

（2）立式盘管式

图1给出了这种热交换器的结构。它是由一组套在一起的盘管，装在一个圆筒形的壳体中组成的。高温级制冷剂液体从上面经液体分配器进入盘管内，蒸气从下部引出；低温级制冷蒸气在盘管外冷凝。

（3）套管式

它的结构与前面介绍的套管式冷凝器相似，是由两根直径不同的铜管套在一起后弯曲而成的。高温级制冷剂在管间蒸发，低温级制冷剂蒸气在小管内冷凝。这种冷凝蒸发器结构简单，加工制造方便，但单位传热面积金属消耗量较大，所以只适用于小型低温设备。