केवल एकल प्रावस्था में तरल पदार्थों के तापन या शीतलन के अलावा, ताप विनिमायकों का उपयोग द्रव को गरम करते हुए उसके वाष्पीकरण (या उबालने) के लिए या वाष्प को ठंडा करने या द्रवित करने के लिए संघनित्र के रूप में किया जा सकता है। रासायनिक संयंत्रों और परिष्करण शालाओं में, आसवन टावरों के लिए आवक पोषकों को गर्म करने के लिए प्रयुक्त पुनर्वाष्पित्र अक्सर ताप विनिमायक होते हैं।

आसवन ढांचे आम तौर पर आसुत वाष्प को पुनः द्रव में संघनित करने के लिए संघनित्रों का उपयोग करते हैं।

बिजली संयंत्र जिनमें वाष्प संचालित टरबाइन होते हैं, सामान्यतः पानी को उबाल कर वाष्प में परिवर्तित करने के लिए ताप विनिमायकों का उपयोग करते हैं। पानी से भाप बनाने के लिए ताप विनिमायक या उसके समान इकाइयों को अक्सर बॉयलर या वाष्पित्र कहा जाता है।

दाबानुकूलित जल रिएक्टर नामक परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में, प्राथमिक (रिएक्टर संयंत्र) प्रणाली से माध्यमिक (वाष्प संयंत्र) प्रणाली में ताप गुज़ारने वाले विशेष बड़े ताप विनिमायकों को वाष्प जनित्र कहा जाता है, जो इस प्रक्रिया में जल से वाष्प का उत्पादन करते हैं। वाष्प-संचालित टर्बाइनों का उपयोग करने वाले सभी जीवाश्म ईंधन झोंकने वाले और परमाणु विद्युत संयंत्रों में, पुनः उपयोग के लिए टर्बाइनों से निकसित वाष्प के संघनन (जल में परिवर्तित करने) के लिए सतह संघनित्र होते हैं।

रासायनिक और अन्य संयंत्रों में ऊर्जा और शीतलन क्षमता के संरक्षण के लिए, ठंडा करने की ज़रूरत वाली धारा से गरम करने की आवश्यकता वाली अन्य धारा में ताप को अंतरित करने के लिए पुनर्योजी ताप विनिमायकों का उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि आसुत शीतलन और पुनर्वाष्पित्र पोषक पूर्व-तापन.

इस शब्द का उपयोग ऐसे ताप विनिमायकों के लिए भी किया जा सकता है जो अपनी संरचना के भीतर ऐसी सामग्री रखते हैं जिसकी प्रावस्था में परिवर्तन होता है। यह आम तौर पर ठोस से द्रव प्रावस्था है, जिसका कारण इन दो अवस्थाओं के बीच केवल न्यून मात्रा अंतर है। प्रावस्थाओं का यह परिवर्तन प्रभावी ढंग से एक बफ़र के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह एक स्थिर तापमान पर होता है, लेकिन तब भी ताप विनिमायक को अतिरिक्त ताप स्वीकार करने की अनुमति देता है। एक उदाहरण जहां इसकी जांच की गई है, वह है उच्च शक्ति विमान इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोगार्थ.

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प्रावस्था-परिवर्तन ताप विनिमायक