由热管元件组成的换热设备叫热管换热器。在余热回收系统中，在太阳能和地热资源开发利用工程中，在各种电子/电器设备的冷却散热中，热管往往不是以单支元件的形式应用的，而是由若干支、甚至几十支、几百支热管组合起来应用的。也就是说，热管换热器是其主要应用形式。热管换热器在热管的应用中占主导的地位。
现在已开发了各种形式各种用途的热管换热器，表1综述了热管换热器的分类情况，其中，基本的型式是对流—对流型的热管换热器，而在对流型的换热器中，气一气型、气一液型、气一汽型三种形式用的多。
表一 热管换热器的分类
(1) 气—气型热管换热器。
在气—气型热管换热器中，参加换热的冷热流体都是气体，例如从烟气中吸收余热加热空气的热管空气予热器，就是烟气(热流体)与空气(冷流体)之间的换热。其典型结构如图1所示。
其结构特点为:由若干支热管组成一个管束，中间用隔板分开，一边走烟气(排气)为加热段，另一边走空气(给气)，为冷却段，排气与给气的流动方向可以相反(逆流)，相同(顺流)或交叉(交叉流)，不过，一般采用逆流的方案，因为逆流时，冷热流体具有较大的传热温差，有利于传热。此外，对于气—气型换热，热管外表面都有翅片，以增强传热，见图2。翅片又叫扩展表面，加工方法有高频焊、镶片、绕片、串片或整体轧制。
 |  |
图1 气—气型热管换热器 图2 带翅片的热管
气—气型热管换热器的主要应用场合有:
锅炉或各种加热炉、窑炉的空气予热，加热空气用于助燃或用于其它目的达到节约燃料和能源。
从各种干燥设备的排气中吸收余热，加热新鲜空气，再返回干燥设备中。
空调设备的余热回收，安装在空调空间的排气管道上，夏天用来回收冷量，冬天用来回收热量。
(2) 气—液型热管换热器。
参加换热的流体一边是液体，另一边是气体，例如从烟气中吸收余热用来加热锅炉给水的热管省煤器。其典型结构图3所示。
热管的加热段暴露在烟气中，往往采用翅片管，冷却段置于循环的水流道中，采用光管就可以了。见图4所示。
 |  |
图3 气—液型热管换热器 图4 气—液型热管元件
应该注意，加热段与冷却段中间应有良好的密封，如果水侧的压力较高，壳体应满足受压容器的设计要求。
(3) 气一汽型热管换热器
参加换热的流体，一边是气体，另一边是相变过程一液体的沸腾或蒸汽的凝结。前者的应用实例是:从烟气(热流体)中吸收余热用来使水沸腾产生蒸汽(冷流体)的热管余热锅炉。如图5所示。
后者应用实例是热管蒸汽冷凝，用空气(冷流体)来冷凝汽轮机的排气(热流体)，见图6所示。
 |  |
图5 热管余热锅炉 图6 热管蒸汽冷凝器
图5中的热管管束是倾斜放置的，说明采用的重力辅助热管，当然，也可以采用垂直放置的结构型式，热管的加热段插入烟道中，多采用翅片管，冷却段伸入锅筒中，采用光管。图5中的情况与图6恰恰相反，加热段是光管，因为外面是蒸汽的凝结，而冷却段是翅片管，外面是空气的对流换热。
除了上面讲过的对流一对流型热管换热器之外，作为辐射一对流型的一个例子，是高温钢坯的余热回收。
工质选择的因素
众所周知，热管是靠工质的相变来传递热量的。因此选择工质是热管设计的核心。热管工质的选择需要考虑的因素很多，这些因素可以分为以下三个方面。
（1）温度因素：工质在热管的工作温度下应具有合适的压力。
（2）物性因素：工质的物理性质应有利于传热和热管的工作。
（3）安全和经济性因素：工质无毒，容易得到，价格便宜。
