Wymienniki ciepła pojawiły się w latach dwudziestych i zostały zastosowane w przemyśle spożywczym. Wymiennik ciepła wykonany z rurki płytowej ma zwięzłą strukturę i ma dobry efekt przenoszenia ciepła, więc stopniowo rozwinęł się w różne formy. Na początku lat 30. XX wieku Szwecja wykonała swój pierwszy spiralny wymiennik ciepła. Następnie Wielka Brytania wykorzystała lutowanie do wyprodukowania wymiennika ciepła z płetwy z miedzi i jego materiałów stopowych do rozpraszania ciepła silników samolotów. Pod koniec lat 30. XX wieku Szwecja wyprodukowała pierwszą płytkę i wymiennik ciepła skorupy do stosowania w młynach miazgi. W tym okresie, aby rozwiązać problem transferu ciepła w wysoce żrących mediach, ludzie zaczęli zwracać uwagę na wymienniki ciepła wykonane z nowych materiałów.
Około lat 60. XX wieku, ze względu na szybki rozwój technologii kosmicznej i najnowocześniejszej nauki, istniała pilna potrzeba różnych wydajnych i kompaktowych wymienników ciepła. Ponadto opracowanie technologii tłoczenia, lutowania i uszczelniania dodatkowo poprawiło proces produkcji wymienników ciepła, promując w ten sposób energiczny rozwój i powszechne stosowanie kompaktowych wymienników ciepła. Ponadto, od lat 60. XX wieku, typowe wymienniki ciepła skorupy i rur zostały dalej opracowane w celu zaspokojenia potrzeb przenoszenia ciepła i ochrony energii w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia. W środku -1970, w celu zwiększenia przenoszenia ciepła wymienniki ciepła do rur cieplnych powstały na podstawie badań i rozwijania rur cieplnych.
Wymienniki ciepła można podzielić na trzy typy w oparciu o ich metody przenoszenia ciepła: hybrydowy, przechowywania ciepła i typ partycji.
Hybrydowy wymiennik ciepła to wymiennik ciepła, który wymienia ciepło poprzez bezpośredni kontakt i mieszanie zimnych i gorących płynów, znanych również jako kontaktowy wymiennik ciepła. Ze względu na potrzebę terminowego separacji po wymianie ciepła między dwoma płynami ten rodzaj wymiennika ciepła jest odpowiedni do wymiany ciepła między płynami gazowymi i płynnymi. Na przykład w wieżach chłodzących stosowanych w roślinach chemicznych i elektrowniach gorąca woda jest rozpylana od góry do dołu, podczas gdy zimne powietrze jest wyssane od dołu do góry. Na powierzchni folii wodnej lub kropel i kropel wody napełniającego, gorąca woda i zimne powietrze zetkną się ze sobą w celu wymiany ciepła. Gorąca woda jest chłodzona, a zimne powietrze ogrzewa się, a następnie terminowe separacja osiąga się dzięki różnicy gęstości między dwoma płynami.
Regeneracyjny wymiennik ciepła to wymiennik ciepła, który wykorzystuje naprzemienny przepływ zimnych i gorących płynów przez powierzchnię składu ciepła (pakowanie) w komorze przechowywania ciepła w celu wymiany ciepła, takiej jak komora do magazynowania ciepła poniżej pieca do podgrzewania powietrza. Ten rodzaj wymiennika ciepła jest wykorzystywany głównie do odzyskiwania i wykorzystania ciepła wysokotemperaturowego gazu spalin. Podobny sprzęt zaprojektowany w celu odzyskania pojemności chłodzenia nazywany jest urządzeniem chłodnym, które jest powszechnie używane w jednostkach separacji powietrza.
Wymiennik ciepła typu ściany jest rodzajem wymiennika ciepła, w którym zimne i gorące płyny są oddzielone przez liczne ściany, a ciepło wymieniane jest przez ściany. Dlatego jest również znany jako powierzchniowy wymiennik ciepła, a ten rodzaj wymiennika ciepła jest szeroko stosowany.
Wymienniki ciepła między ścianami można podzielić na typ rurki, typ płyty i inne typy na podstawie struktury powierzchni transferu ciepła. Wymienniki ciepła rurki wykorzystują powierzchnię rur jako powierzchnię wymiany ciepła, w tym serpentynowe wymienniki ciepła, wymienniki ciepła z płaszczami oraz wymienniki ciepła skorupy i rur; Wymienniki ciepła powierzchni płyty wykorzystują powierzchnię płytki jako powierzchnię wymiany ciepła, w tym wymienniki ciepła płyt, wymienniki ciepła spiralnego, wymienniki ciepła płetwy płytki, wymienniki ciepła skorupy płytki i wymienniki ciepła płyty parasolowej; Inne rodzaje wymienników ciepła są zaprojektowane w celu spełnienia określonych specjalnych wymagań, takich jak zeskrobane wymienniki ciepła, wymiany ciepła obrotowego i chłodnicy powietrza.
Względny kierunek przepływu płynu w wymienniku ciepła ogólnie obejmuje dwa typy: prąd CO i prąd licznika. Podczas przepływu poniżej różnica temperatur między dwoma płynami na wlocie jest największa i stopniowo zmniejsza się wzdłuż powierzchni transferu ciepła, osiągając minimalną różnicę temperatury w gniazdku. Podczas przepływu w odwrotnej części rozkład różnicy temperatury między dwoma płynami wzdłuż powierzchni transferu ciepła jest stosunkowo jednolity. Pod warunkiem stałych temperatur wlotowych i wylotowych płynów zimnych i gorących, gdy nie ma zmiany fazy w obu płynach, średnia różnica temperatur między upstream i w dół jest maksimum i minimum.
W tych samych warunkach przenoszenia ciepła stosowanie przeciwnika może zwiększyć średnią różnicę temperatury i zmniejszyć powierzchnię wymiany ciepła wymiany ciepła; Jeśli obszar transferu ciepła pozostaje niezmieniony, stosowanie kontrpływu może zmniejszyć zużycie płynu ogrzewania lub chłodzenia. Pierwszy może zaoszczędzić koszty sprzętu, podczas gdy drugi może zaoszczędzić koszty operacyjne, dlatego należy przyjąć kontraktację bieżącej ciepła w zakresie projektowania lub produkcji.
Gdy nastąpi zmiana fazowa (gotowanie lub kondensacja) w jednym lub obu zimnych i gorących płynach, temperatura samego płynu pozostaje niezmieniona z powodu uwalniania lub absorpcji utajonego ciepła parowania podczas zmiany fazy. Dlatego temperatury wlotowe i wylotowe płynu są równe, a różnica temperatury między dwoma płynami jest niezależna od kierunku przepływu płynu. Oprócz dwóch rodzajów przepływu zewnętrznego, a mianowicie przepływu do przodu i przepływu do przodu, istnieją również kierunki, takie jak przepływ krzyżowy i ugięcie.
Zmniejszenie oporu termicznego w wymienniku ciepła między ścianą podczas przenoszenia ciepła jest ważnym problemem poprawy współczynnika transferu ciepła. Rezystancja termiczna pochodzi głównie z cienkiej warstwy płynu (zwanej warstwą graniczną) przyleganą do powierzchni przenoszenia ciepła po obu stronach ściany podziału, a warstwa zanieczyszczenia utworzona po obu stronach ściany podczas używania wymiennika ciepła. Opór termiczny metalowej ściany jest stosunkowo niewielka.
Zwiększenie prędkości przepływu i zaburzenia płynu może przerzedzić warstwę graniczną, zmniejszyć opór termiczny i poprawić współczynnik przenoszenia ciepła. Jednak rosnące natężenie przepływu płynu zwiększy zużycie energii, dlatego należy dokonać rozsądnej koordynacji między zmniejszeniem oporu cieplnego a zużyciem energii podczas projektowania. Aby zmniejszyć opór termiczny brudu, można podjąć wysiłki w celu spowolnienia tworzenia brudu i regularnego czyszczenia powierzchni przenoszenia ciepła.
Zasadniczo wymienniki ciepła są wykonane z materiałów metalowych, w tym stal węglowa i stal o niskiej zawartości ogrodu są najczęściej stosowane do produkcji wymienników ciepła o średnim i niskim ciśnieniu; Oprócz tego, że jest stosowany głównie w różnych warunkach odporności na korozję, austenityczna stal nierdzewna może być również stosowana jako materiał odporny na wysokie i niskie temperatury; Miedź, aluminium i ich stopy są powszechnie stosowane w produkcji niskotemperaturowych wymienników ciepła; Stopy niklu są stosowane w warunkach wysokiej temperatury; Oprócz tworzenia części uszczelki zastosowano niektóre materiały niemetaliczne do produkcji opornych na korozję wymienników ciepła, takich jak grafitowe wymienniki ciepła, fluoroplastyczne wymienniki ciepła i szklane wymienniki ciepła.