Výměník tepla je univerzální zařízení, které umožňuje výměně tepla mezi chladnými a horkými tekutinami uspokojit různé potřeby průmyslové výroby. Jako univerzální zařízení pro výměnu tepla se výměníky tepla široce používají v mnoha polích, jako je chemické inženýrství, letectví, mikroelektronika, metalurgie, komunikace a síla.
V roce 1774 Watt dokončil transformaci parního motoru, oddělil proces kondenzace od těla a vyrobil první výměník tepla používaného pro kondenzaci. Vývoj výměníků tepla má historii více než 240 let! S rozvojem teoretických technologií a výrobních procesů se výměníky tepla vyvinuly z nejčasnějších litinových trubic na výměníky tepla desky, výměníky tepla skořepiny a trubice, výměníky tepla mikrokanálových tepelných, výměníky tepla, výměníky tepla tepelných potrubí a další strukturově rozmanitá zařízení pro výměnu tepla, které jsou vhodné pro různé aplikační scénáře.
Podle pracovního principu mohou být výměníky tepla obvykle rozděleny do tří typů: jedním je výměník tepla oddílů, kde na obou stranách pevného média proudí chladné a horké tekutiny bez kontaktu a teplo se přenáší mezi chladnými a horkými tekutinami skrz pevnou látku, také známý jako výměník povrchového tepla. Tato forma přenosu tepla jsou výměníky tepla skořepiny a trubice a výměníky tepla; Druhým typem je hybridní výměník tepla, který zahrnuje kontakt a míchání studených a horkých tekutin k dosažení přenosu tepla. Je také známý jako výměník kontaktního tepla a běžně se používá v chladicích věžích a deaerátorech v systémech výroby energie; Třetím typem je regenerační výměník tepla, který dosahuje přenosu tepla pravidelně tekoucími studenými a horkými tekutinami přes těleso tepelného skladování. To je také známé jako regenerační tepelný výměník, jako je například rotační vzduchový předhegr.
V posledních desetiletích se světová spotřeba energie prudce zvýšila a zvýšená technologie přenosu tepla pro výměníky tepla se postupně stala horkou oblastí výzkumu a hraje důležitou roli v úsporách energie, ochraně životního prostředí a snižování nákladů. Vylepšená technologie přenosu tepla v tepelných výměnících lze rozdělit na dva typy: aktivní přenos tepla a pasivní přenos tepla. Aktivní vylepšení se týká použití dodatečného vstupu energie na systém přenosu tepla k dosažení zvýšeného přenosu tepla, jako je například nanesení periodických vibrací na zařízení, použití statických elektrických nebo magnetických polí na systém atd. Aktivní přenos tepla zvyšuje složitost systému, snižuje spolehlivost a omezuje použitelnost v důsledku potřeby dalšího vybavení. Pasivní vylepšený přenos tepla se týká dosažení zvýšeného efektu přenosu tepla úpravou struktury výměníku tepla tak, aby změnila stav průtoku, aniž by se spoléhala na vnější energii. Pasivní přenos tepla může dosáhnout zvýšení přenosu tepla bez NEED pro vnější síly, spoléhat se pouze na částečné strukturální úpravy, což z něj činí klíčový směr pro následný výzkum zvýšeného přenosu tepla