מחליפי חום מתאימים למדיה, תנאי הפעלה, טמפרטורות ולחצים שונים, והמבנים שלהם משתנים. הסיווגים הספציפיים של מחליפי חום הם כדלקמן:
סיווג לפי עקרון העברת חום:
1. מחליף חום עקיף: שני נוזלים בטמפרטורות שונות זורמים בחלל המופרד בקיר. חילופי חום מתרחשים בין שני הנוזלים באמצעות הולכת חום על פני הקיר והסעה על פני הקיר. מחליפי חום עקיפים כוללים מעטפת-ו-צינור, קואקסיאלי וסוגים אחרים. מחליפי חום עקיפים הם הסוג הנפוץ ביותר.
2. מחליף חום רגנרטיבי: חום מועבר מנוזל בטמפרטורה-גבוהה לנוזל בטמפרטורה-נמוכה דרך מדיום אחסון חום המורכב מחומר מוצק. המדיום החם עובר תחילה דרך החומר המוצק כדי להגיע לטמפרטורה מסוימת, ולאחר מכן המדיום הקר מחומם על ידי החומר המוצק, ובכך משיג העברת חום. מחליפי חום רגנרטיביים כוללים סוגים סיבוביים ושסתומים -מתג.
3. מחליף חום עקיף המחובר לנוזל-מחבר שני מחליפי חום על פני השטח באמצעות מדיום העברת חום במחזור. מדיום העברת החום מסתובב בין הנוזל בטמפרטורה-גבוהה לנוזל בטמפרטורה-נמוכה, מקבל חום בנוזל בטמפרטורה-גבוהה ומשחרר אותו לנוזל בטמפרטורה-נמוכה בנוזל בטמפרטורה-נמוכה.
4. מחליף חום במגע ישיר, המכונה גם מחליף חום ערבוב, כולל שני נוזלים במגע ישיר וערבוב לצורך חילופי חום. דוגמאות כוללות מגדלי קירור וקבלי גז.
5. מחליף חום משולב משלב את היתרונות של חילופי חום עקיפים בקיטור- וחילופי חום ישירים של מים-. בהשוואה לחילופי חום עקיפים על פני המים-, הוא מציע יעילות חילופי חום גבוהה יותר; בהשוואה לחילופי חום בקיטור ישיר-, הוא מספק יציבות גבוהה יותר ורעש יחידה נמוך יותר.
