Un schimbător de căldură este un dispozitiv specializat care ajută la transferul de căldură de la un fluid la altul. În unele cazuri, un perete solid poate separa fluidele și împiedică amestecarea acestora. În alte modele, fluidele pot fi în contact direct unul cu celălalt. În cele mai eficiente schimbătoare de căldură, suprafața peretelui dintre fluide este maximizată, minimizând simultan rezistența la curgerea fluidului. Uneori se folosesc aripioare sau ondulații cu peretele pentru a crește suprafața și pentru a induce turbulențe.
Aparatele obișnuite care conțin un schimbător de căldură includ aparatele de aer condiționat, frigiderele și încălzitoarele. Aceste dispozitive sunt, de asemenea, utilizate în procesarea chimică și producția de energie. Poate că cel mai cunoscut schimbător de căldură este un radiator de mașină, care răcește fluidul fierbinte al radiatorului profitând de fluxul de aer de pe suprafața radiatorului.
Există trei aranjamente de curgere primară cu schimbătoare de căldură: contracurent, paralel și transversal. În schimbătorul în contracurent, fluidele intră în schimbător din părți opuse. Acesta este cel mai eficient design, deoarece transferă cea mai mare cantitate de căldură. În versiunea cu curgere paralelă, fluidele vin de la același capăt și se deplasează paralel unul cu celălalt pe măsură ce curg pe cealaltă parte. Schimbătorul de căldură cu flux încrucișat mișcă fluidele într-un mod perpendicular.
Există, de asemenea, patru modele diferite de schimbătoare de căldură: înveliș și tub, plăci, regenerative și fluide sau solide intermediare. Cel mai tipic tip este designul carcasei și tubului. Acesta are mai multe tuburi cu aripioare. Unul dintre fluide trece prin tuburi, în timp ce celălalt fluid trece peste ele, făcându-l să fie încălzit sau răcit. În schimbătorul de căldură cu plăci, fluidul curge prin deflectoare. Acest lucru face ca fluidele să fie separate prin plăci cu o suprafață mare. Acest tip de schimbător este de obicei mai eficient decât designul carcasei și tubului.
Schimbătorul de căldură regenerativ profită de căldura dintr-un anumit proces pentru a încălzi fluidul utilizat în același proces. Acestea pot fi realizate cu designul carcasei și tubului sau cu designul plăcii. Fluidul intermediar sau schimbătorul de căldură solidă utilizează fluidele sau solidele din interiorul acestuia pentru a reține căldura și a o muta pe cealaltă parte pentru a fi eliberată. Această metodă este folosită în mod obișnuit pentru a răci gazele în timp ce îndepărtează impuritățile în același timp.