プレート熱交換器は1920年代に出現し、食品産業に適用されました。プレートチューブで作られた熱交換器は構造がコンパクトであり、熱伝達効果が良好であるため、さまざまな形に徐々に発展しています。 1930年代初頭、スウェーデンは最初のスパイラルプレート熱交換器を作りました。その後、英国はろう付けを使用して、銅で作られたプレートフィンの熱交換器と、航空機エンジンの熱放散用の合金材料を製造しました。 1930年代後半、スウェーデンはパルプ工場で使用するために最初のプレートとシェル熱交換器を生産しました。この期間中、腐食性の高い媒体の熱伝達問題を解決するために、人々は新しい材料で作られた熱交換器に注意を払い始めました。
1960年代頃、宇宙技術と最先端の科学の急速な発展により、さまざまな効率的でコンパクトな熱交換器が緊急に必要でした。さらに、スタンピング、ろう付け、および封印技術の開発により、熱交換器の製造プロセスがさらに改善され、コンパクトプレート熱交換器の激しい開発と広範な応用が促進されました。さらに、1960年代以降、高温と圧力条件下での熱伝達と省エネの節約のニーズを満たすために、典型的なシェルとチューブの熱交換器がさらに開発されてきました。中間-1970 sでは、熱伝達を強化するために、熱パイプの研究と開発に基づいて熱パイプの熱交換器が作成されました。
熱交換器は、ハイブリッド、熱貯蔵、パーティションタイプの熱伝達方法に基づいて、3つのタイプに分類できます。
ハイブリッド熱交換器は、接触熱交換器とも呼ばれる冷たい液体と高温液の直接接触と混合を通して熱を交換する熱交換器です。 2つの液体間の熱交換後のタイムリーな分離が必要であるため、このタイプの熱交換器は、ガスと液体の間の熱交換に適しています。たとえば、化学プラントや発電所で使用される冷却塔では、温水が上から下に噴霧され、冷気は下から上に吸い込まれます。水フィルムの表面または充填材の水滴と水滴、熱交換のためにお湯と冷たい空気が互いに接触します。お湯は冷却され、冷たい空気が加熱され、2つの液体自体の密度差によってタイムリーな分離が達成されます。
再生熱交換器は、熱貯蔵チャンバー内の熱貯蔵体の表面（梱包）を通る冷たい流体と熱液の交互の流れを使用して、予熱空気のためにコーラオーブンの下の熱貯蔵室など、熱を交換する熱交換器です。このタイプの熱交換器は、主に高温排気ガスの熱の回復と利用に使用されます。冷却能力を回収するために設計された同様の機器は、空気分離ユニットで一般的に使用されるコールドストレージデバイスと呼ばれます。
壁タイプの熱交換器は、寒い液体と熱い液体が固体の壁で分離され、壁から熱が交換される熱交換器の一種です。したがって、表面熱交換器とも呼ばれ、このタイプの熱交換器は広く使用されています。
壁間熱交換器は、熱伝達面の構造に基づいて、チューブタイプ、プレートタイプ、およびその他のタイプに分類できます。チューブ熱交換器は、蛇行熱交換器、ジャケットの熱交換器、シェルおよびチューブの熱交換器を含む、熱伝達面としてチューブの表面を使用します。プレート表面熱交換器は、プレート熱交換器、スパイラルプレート熱交換器、プレートフィンの熱交換器、プレートシェル熱交換器、傘板熱交換器など、プレート表面を熱伝達面として使用します。他のタイプの熱交換器は、削り取られた表面熱交換器、回転ディスク熱交換器、エアクーラーなど、特定の特別な要件を満たすように設計されています。
熱交換器内の液体の相対的な流れ方向には、通常、CO電流とカウンター電流の2つのタイプが含まれます。下流に流れると、入口の2つの流体間の温度差が最大であり、熱伝達面に沿って徐々に減少し、出口の最低温度差に達します。逆に流れると、熱伝達面に沿った2つの流体間の温度差分布は比較的均一です。寒い流体と高温流体の一定の入口と出口温度の条件下で、両方の流体に相変化がない場合、上流と下流の平均温度差は最大と最小です。
同じ熱伝達条件下で、反フローを使用すると、平均温度差が増加し、熱交換器の熱伝達面積を減らすことができます。熱伝達領域が変更されていない場合、反フローを使用すると、加熱または冷却液の消費を減らすことができます。前者は機器のコストを節約できますが、後者は運用コストを節約できるため、設計または生産の使用には可能な限り現在の熱交換を可能な限り採用する必要があります。
寒い流体と高温流体のいずれかまたは両方に相変化（沸騰または凝縮）がある場合、相変化中の蒸発熱の放出または吸収のため、液体自体の温度は変化しないままです。したがって、流体の入口と出口の温度は等しく、2つの流体間の温度差は流体の流れ方向に依存しません。 2種類の外向きの流れ、すなわち前方の流れと逆流に加えて、クロスフローや偏向などの方向もあります。
熱伝達中の壁間熱交換器の熱抵抗を減らすことは、熱伝達係数を改善するための重要な問題です。熱抵抗は、主に、パーティション壁の両側の熱伝達面に付着した流体（境界層と呼ばれる）の薄い層と、熱交換器の使用中に壁の両側に形成されたファウリング層から得られます。金属壁の熱抵抗は比較的小さいです。
流体の流速と乱れを増やすと、境界層が薄くなり、熱抵抗を減らし、熱伝達係数を改善することができます。ただし、流体流量を増加させるとエネルギー消費が増加するため、設計中の熱抵抗とエネルギー消費の減少との間に合理的な調整を行う必要があります。汚れの熱抵抗を減らすために、汚れの形成を遅くし、定期的に熱伝達面をきれいにする努力をすることができます。
一般に、熱交換器は金属材料で作られており、その中で炭素鋼と低合金鋼は、中程度および低圧熱交換器の製造に主に使用されます。主に異なる腐食抵抗条件に使用されていることに加えて、オーステナイトステンレス鋼は、高温および低温に耐性のある材料としても使用できます。銅、アルミニウム、およびその合金は、低温熱交換器の製造に一般的に使用されています。ニッケル合金は高温条件下で使用されます。ガスケット部品の製造に加えて、グラファイト熱交換器、蛍光砕屑性熱交換器、ガラス熱交換器などの耐食性交換器を作るために、一部の非金属材料が使用されています。