工業冷水機制冷系統的熱交換設備主要是指蒸發器、冷凝器。兩者是制冷劑與外部熱源介質之間發生熱交換的設備。

    熱交換設備對工業冷水機性能和制造成本有很大影響。熱交換器中介質（制冷劑及其對應的傳熱介質）的流動阻力影響制冷循環的經濟性并引起泵或風機的附加功能。熱交換器的設計優化需要在成本與系統效率二者之間取折中：為了提高制冷系統的循環效率，應盡可能取小的傳熱溫差，這使熱交換器尺寸較大；但尺寸增大，又會增加冷水機的制造成本和體積、重量。由于整個冷水機中，主機尺寸并不大，主要是熱交換器據頂整機的尺寸，所以千方百計提高熱交換器的傳熱效率，對于提高工業冷水機綜合性能指標具有重要意義。

    冷凝器和蒸發器中所涉及到的傳熱過程，大多情況下，熱交換器中介質都是強制流動，呈紊流流態，換熱強度與雷諾數有關。提高雷諾數（小管徑、高流速）有助于加強換熱，但又要注意到會引起流動阻力損失增加，所以二者須兼顧。一般說來，制冷劑與水發生熱交換時（比如水冷冷水機），制冷劑側的熱阻是主要方面，重點在制冷劑側采取強化換熱措施；制冷劑與空氣發生熱交換時（比如風冷冷水機），空氣側的熱阻是主要方面，重點在空氣側采取強化換熱措施。強化的基本思想是擴展傳熱表面積和破壞熱邊界層。

    好的熱交換器設計，還必須有制造工藝方面的保證。此外，運行中的冷水機維護亦十分重要。熱交換器使用中不可避免會出現表面積垢，特別是水側和空氣側容易形成水垢、塵垢，制冷劑側也會有油膜。這些污垢對傳熱的影響很大，所以，除垢和水質處理在冷水機的運行維護中占有相當重要的地位。隨著壓縮機可靠性的提高，從某種意義上說，操作人員的維護工作就在于對換交換設備的維護,特別是大型機組。