Plātņu siltummaiņi parādījās 1920. gados un tika izmantoti pārtikas rūpniecībā. Siltummainis, kas izgatavots no plāksnes caurules, ir kompakts struktūrā un tam ir labs siltuma pārneses efekts, tāpēc tas pakāpeniski ir attīstījies dažādās formās. 30. gadu sākumā Zviedrija izgatavoja savu pirmo spirāles plāksnes siltummaini. Pēc tam Lielbritānija izmantoja cietlodēšanu, lai ražotu plāksnes spuras siltummaini, kas izgatavots no vara, un tā sakausējuma materiāliem gaisa kuģu motoru izkliedēšanai karstumā. 30. gadu beigās Zviedrija ražoja pirmo plāksnes un čaumalas siltummaini, lai to izmantotu celulozes dzirnavās. Šajā periodā, lai atrisinātu ļoti kodīgu plašsaziņas līdzekļu siltuma pārneses problēmu, cilvēki sāka pievērst uzmanību siltummaiņiem, kas izgatavoti no jauniem materiāliem.
Ap 60. gadiem, strauji attīstot kosmosa tehnoloģiju un vismodernāko zinātni, steidzami vajadzēja dažādus efektīvus un kompaktus siltummaiņus. Turklāt apzīmogošanas, cietlodēšanas un blīvēšanas tehnoloģiju izstrāde vēl vairāk uzlaboja siltummaiņu ražošanas procesu, tādējādi veicinot enerģisku attīstību un plaši izplatītu kompaktu plāksnes siltummaiņu lietošanu. Turklāt kopš 1960. gadiem ir tālāk izstrādāti tipiski apvalka un cauruļu siltummaiņi, lai apmierinātu siltuma pārneses un enerģijas saglabāšanas vajadzības augstā temperatūrā un spiediena apstākļos. Vidējā -1970 s vidū, lai uzlabotu siltuma pārnesi, siltuma cauruļu siltummaiņus tika izveidoti, pamatojoties uz siltuma caurules izpēti un attīstību.
Siltummaiņus var iedalīt trīs veidos, pamatojoties uz to siltuma pārneses metodēm: hibrīdu, siltuma uzglabāšanu un nodalījuma veidu.
Hibrīds siltummainis ir siltummainis, kas apmainās ar siltumu, tiešā saskarē un auksto un karstu šķidrumu sajaukšanā, kas pazīstama arī kā kontakta siltummainis. Sakarā ar nepieciešamību savlaicīgi atdalīties pēc siltuma apmaiņas starp diviem šķidrumiem, šāda veida siltummainis ir piemērots siltuma apmaiņai starp gāzes un šķidruma šķidrumiem. Piemēram, dzesēšanas torņos, ko izmanto ķīmiskos augos un elektrostacijās, karstu ūdeni izsmidzina no augšas uz leju, bet auksts gaiss tiek iesūkts no apakšas uz augšu. Uz ūdens plēves virsmas vai pilienu un ūdens pilienu pilieni ar pildījuma materiālu, karsts ūdens un auksts gaiss nonāk saskarē viens ar otru siltuma apmaiņai. Karstais ūdens tiek atdzesēts un auksts gaiss tiek sildīts, un pēc tam savlaicīgu atdalīšanu panāk ar blīvuma starpību starp diviem šķidrumiem.
Reģeneratīvais siltummainis ir siltummainis, kas izmanto mainīgu aukstuma un karstu šķidrumu plūsmu caur siltuma uzglabāšanas korpusa virsmu (iesaiņojums) siltuma uzglabāšanas kamerā, lai apmainītos ar siltumu, piemēram, siltuma uzglabāšanas kameru zem koksa cepeškrāsns, lai sāktu gaisu. Šāda veida siltummaini galvenokārt izmanto, lai atgūtu un izmantotu augstas temperatūras izplūdes gāzu karstumu. Līdzīgu aprīkojumu, kas paredzēts dzesēšanas jaudas atgūšanai, sauc par aukstu uzglabāšanas ierīci, ko parasti izmanto gaisa atdalīšanas vienībās.
Sienas tipa siltummainis ir siltummaiņa veids, kurā aukstos un karstos šķidrumus atdala cietās sienas un siltums tiek apmainīts caur sienām. Tāpēc to sauc arī par virsmas siltummaini, un šāda veida siltummainis tiek plaši izmantots.
Starp sienas siltummaiņus var klasificēt caurules tipā, plāksnes tipā un citos veidos, pamatojoties uz siltuma pārneses virsmas struktūru. Caurules siltummaiņi kā siltuma pārneses virsmu izmanto cauruļu virsmu, ieskaitot serpentīna siltummaiņus, apvalkotus siltummaiņus, kā arī apvalku un caurules siltummaiņus; Plākšņu virsmas siltummaiņi izmanto plāksnes virsmu kā siltuma pārneses virsmu, ieskaitot plāksnes siltummaiņus, spirāles plāksnes siltummaiņus, plāksnes spuru siltummaiņus, plāksnes čaumalas siltummaiņus un lietussargu plāksnes siltummaiņus; Cita veida siltummaiņu veidi ir izstrādāti, lai izpildītu noteiktas īpašas prasības, piemēram, nokasītus virsmas siltummaiņus, rotācijas diska siltummaiņus un gaisa dzesētājus.
Šķidruma relatīvais plūsmas virziens siltummaiņā parasti ietver divus veidus: CO strāvas un pretstatu. Plūstot lejup pa straumi, temperatūras starpība starp diviem šķidrumiem ieplūdes ir lielākā un pakāpeniski samazinās gar siltuma pārneses virsmu, sasniedzot minimālo temperatūras starpību kontaktligzdā. Plūstot atpakaļgaitā, temperatūras starpības sadalījums starp diviem šķidrumiem gar siltuma pārneses virsmu ir samērā vienmērīgs. Aukstā un karstā šķidrumu pastāvīgas ieplūdes un izejas temperatūras stāvoklī, ja abos šķidrumos nav fāzes maiņas, vidējā temperatūras starpība starp augšpus un lejup pa straumi ir maksimālā un minimālā.
Tajos pašos siltuma pārneses apstākļos pretplūsmas izmantošana var palielināt vidējo temperatūras starpību un samazināt siltummaiņa siltuma pārneses laukumu; Ja siltuma pārneses laukums paliek nemainīgs, pret plūsmu var samazināt apkures vai dzesēšanas šķidruma patēriņu. Pirmais var ietaupīt aprīkojuma izmaksas, savukārt otrais var ietaupīt ekspluatācijas izmaksas, tāpēc, pēc iespējas vairāk jāizmanto projektēšanas vai ražošanas lietošanā.
Ja notiek fāzes maiņa (vārīšanās vai kondensācija) vai abos aukstajos un karstajos šķidrumos, pašas šķidruma temperatūra paliek nemainīga, jo fāzes maiņas laikā tiek izdalīts vai absorbcija iztvaikošanas siltuma laikā. Tāpēc šķidruma ieplūdes un izejas temperatūra ir vienāda, un temperatūras starpība starp abiem šķidrumiem nav atkarīga no šķidruma plūsmas virziena. Papildus diviem ārējās plūsmas veidiem, proti, uz priekšu plūsmai un reversai plūsmai, ir arī tādi virzieni kā šķērsvirziena plūsma un novirze.
Svarīga problēma, lai uzlabotu siltuma pārneses koeficientu, ir siltuma pārneses laikā siltuma pārneses laikā samazināt siltuma pretestību. Termiskā pretestība galvenokārt nāk no plāna šķidruma slāņa (ko sauc par robežas slāni), kas pielīmēts uz siltuma pārneses virsmas abās nodalījuma sienas pusēs, un saspringuma slānis, kas veidojas abās sienas pusēs, siltummaiņa lietošanas laikā. Metāla sienas termiskā pretestība ir salīdzinoši maza.
Palielinot plūsmas ātrumu un šķidruma traucējumus, var plānot robežas slāni, samazināt termisko izturību un uzlabot siltuma pārneses koeficientu. Tomēr palielinot šķidruma plūsmas ātrumu, palielināsies enerģijas patēriņš, tāpēc jāveic saprātīga koordinācija starp siltuma pretestības samazināšanos un enerģijas patēriņu projektēšanas laikā. Lai samazinātu netīrumu siltumizturību, var veikt centienus, lai palēninātu netīrumu veidošanos un regulāri notīrītu siltuma pārneses virsmu.
Parasti siltummaiņus ir izgatavoti no metāla materiāliem, starp kuriem oglekļa tērauds un zemu sakausējumu tērauds lielākoties izmanto, lai ražotu vidēju un zema spiediena siltummaiņus; Papildus tam, ka to galvenokārt izmanto dažādos korozijas izturības apstākļos, austenīta nerūsējošo tēraudu var izmantot arī kā materiālu, kas izturīgs pret augstu un zemu temperatūru; Varš, alumīnijs un to sakausējumi parasti tiek izmantoti zemas temperatūras siltummaiņu ražošanā; Niķeļa sakausējumus izmanto augstas temperatūras apstākļos; Papildus blīves detaļu izgatavošanai, daži nemetāliski materiāli ir izmantoti, lai izgatavotu izturīgus pret koroziju izturīgiem siltummaiņiem, piemēram, grafīta siltummaiņiem, fluoroplastiskiem siltummaiņiem un stikla siltummaiņiem.