工业冷水机制冷系统的热交换设备主要是指蒸发器、冷凝器。两者是制冷剂与外部热源介质之间发生热交换的设备。

热交换设备对工业冷水机性能和制造成本有很大影响。热交换器中介质（制冷剂及其对应的传热介质）的流动阻力影响制冷循环的经济性并引起泵或风机的附加功能。热交换器的设计优化需要在成本与系统效率二者之间取折中：为了提高制冷系统的循环效率，应尽可能取小的传热温差，这使热交换器尺寸较大；但尺寸增大，又会增加冷水机的制造成本和体积、重量。由于整个冷水机中，主机尺寸并不大，主要是热交换器据顶整机的尺寸，所以千方百计提高热交换器的传热效率，对于提高工业冷水机综合性能指标具有重要意义。

冷凝器和蒸发器中所涉及到的传热过程，大多情况下，热交换器中介质都是强制流动，呈紊流流态，换热强度与雷诺数有关。提高雷诺数（小管径、高流速）有助于加强换热，但又要注意到会引起流动阻力损失增加，所以二者须兼顾。一般说来，制冷剂与水发生热交换时（比如水冷冷水机），制冷剂侧的热阻是主要方面，重点在制冷剂侧采取强化换热措施；制冷剂与空气发生热交换时（比如风冷冷水机），空气侧的热阻是主要方面，重点在空气侧采取强化换热措施。强化的基本思想是扩展传热表面积和破坏热边界层。

好的热交换器设计，还必须有制造工艺方面的保证。此外，运行中的冷水机维护亦十分重要。热交换器使用中不可避免会出现表面积垢，特别是水侧和空气侧容易形成水垢、尘垢，制冷剂侧也会有油膜。这些污垢对传热的影响很大，所以，除垢和水质处理在冷水机的运行维护中占有相当重要的地位。随着压缩机可靠性的提高，从某种意义上说，操作人员的维护工作就在于对换交换设备的维护,特别是大型机组。