本发明公开了一种低干度氟泵循环下的换热装置，包括氟泵（1）、气液分离器（4）、压差阀（5）、两相换热器（6.1）、过冷换热器（6.2）；氟泵（1）内部存储有冷却剂，氟泵（1）出口与热负载（3）连接；气液分离器（4）与热负载（3）出口连接，气液分离器（4）其中一路出口通过管路与两相换热器（6.1）连接，气液分离器（4）另一路出口通过管路与压差阀（5）的进口连接，两相换热器（6.1）、压差阀（5）的出口合路连接至过冷换热器（6.2），过冷换热器（6.2）再与氟泵（1）的制冷剂回口连接。本发明可在两相换热器得到高效换热，具有原理简洁、实现容易的优点。