對于石墨換熱器要實現熱量的傳遞，熱交換設備的作用是非常重要的。根據冷凍技術中特殊的工作條件，大多數情況下采用間壁式石墨換熱器，其中尤以傳熱元件為管件的換熱器，廣泛應用于制冷、低溫設備中的換熱器，歷史悠久。由于圓管加工簡單，工藝成熟，易于市場銷售，能在廣泛的壓力和溫度范圍內可靠地工作，甚至在工作條件不穩定時，熱應力沖擊與機械傳熱管內外及內外翅片的加壓作用，并能實現強化傳熱；可使整個石墨換熱器的傳熱效率高、尺寸小、重量輕、流動阻力小；管式石墨換熱器根據使用要求不同，具有多種結構形式，但根據使用要求不同，可將其劃分為盤管式與盤管式換熱器，但根據使用要求不同，其結構形式多樣，可分為列管式與盤管式殼管式。如冷凝器、蒸發器、制冷技術中的蒸發器；用于空氣分離設備的冷凝蒸發器等。采用平面或空間交叉圓盤傳熱管的各種盤管石墨換熱器，廣泛應用于制冷、低溫設備中。

石墨換熱器(qi)與相變熱之間存在著大量的兩相流動，一方面是由于低溫石墨換熱器的傳熱要求達到了高的熱流密度；另一方面由于低溫流體在生成、貯運、熱交換過程中很容易產生相變。這類轉變熱過程不僅包括沸騰、冷凝的全部形式，而且大量處于熱傳導機制十分復雜的兩相強迫對流換熱和近臨界區對流換熱工況。但石墨低溫換熱器傳熱有其自身的特點，低溫下物性變化劇烈。在低溫下工作的質物性隨著溫度、壓力的變化而發生明顯變化，因此一般熱傳導中給出的對流能量方程的定物性不能任意援用，限制了對數均勻溫差的應用。具體地說，石墨換熱器常常在接近熱力學臨界狀態附近停止傳熱，近臨界區物性隨溫度、壓力的變化異常劇烈，石墨冷凝器的一般常規變物關系式不適用。在低溫熱傳導過程中，主要涉及變導熱系數熱傳導和很容易在低溫下形成的結晶堆積具有各向異性的多維熱傳導問題。此外，低溫設備、石墨低溫換熱器多工作在遠低于環境溫度的工作條件下，因此設備的熱絕緣、支撐導熱所觸及的高真空絕熱、多層絕熱粉末真空絕熱、粉末、泡沫絕熱、異形變截面長桿導熱等都觸及了具有特性的低溫熱傳導問題。在國民經濟各行業中，石墨換熱器的應用日益廣泛。