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采用了管中管的结构，这种主换热器原理与多股流换热器原理相似。热量从高温端热源（环境空气）传来，经过一系列的多程换热管道，传到低温氮气。这样使得只有最外层换热管外表面（其温度高于水蒸气冰点温度）与环境空气直接接触，所以就避免了结霜。但是它的缺陷就是换热效率低。

因为整个管束体积庞大，但与空气直接进行对流换热的表面积不大，即单位体积的换热面积较小；相邻两换热管之间的换热主要是通过导热方式进行的，并且温差不是很大，这样的换热系数比较小，造成的结果是整个换热器的体积庞大。

换热器模型如图《换热器模型》所示为液氮汽车中主换热器，其特点是能够防止结霜，能够克服华盛顿大学研制的液氮汽车主换热器存在的换热效率低、体积庞大的缺点。系统由两部分组成，即混合器与空气换热部分。

部分换热单元如图《部分换热单元》所示为换热器部分的换热单元模型，尽管换热器是多流程的，但是可以将其看作一个流程的延续。这样就可以按着一流程十字叉流的换热单元处理。