علاوه بر سرمایش یا گرمایش سیالات در مبدلهای تک فازی، مبدلهای حرارتی هستند که میتوانند برای گرم کردن یک مایع تا بخار شدن (یا جوشیدن) یا بهعنوان کندانسورهایی برای خنک کردن بخار و کندانس آن به مایع استفاده شوند. در نیروگاههای شیمیایی و پالایشگاهها، ریبویلرهایی که برای گرم کردن تغذیه ورودی در برجهای تقطیر استفاده میشوند غالبا مبدلهای حرارتی هستند.
در مجموعههای تقطیر معمولا از کندانسورها برای مایع کردن بخار تقطیر به مایع استفاده میشود.
در نیروگاههای تولید برقی که از توربینهای بخار استفاده میشود، معمولا از مبدلهای حرارتی برای جوشاندن آب به بخار استفاده میشود. مبدلهای حرارتی یا واحدهای مشابه برای تولید بخار از آب غالبا بویلر یا ژنراتور نامیده میشوند.
در نیروگاههای هستهای که راکتورهای آب فشرده نامیده میشوند، مبدلهای حرارتی بزرگ خاصی حرارت را از سسیستم اولیه (راکتور) به سیستم ثانویه منقل میکنند و در نتیجه از آب در این فرآیند بخار تولید میشود. به این موارد ژنراتورهای بخار گفته میشود. تمامی نیروگاههای هستهای و سوخت فسیلی که از توربینهای بخار استفاده میکنند، دارای کندانسورهای سطحی برای تبدیل بخار خروجی از توربینها به مایع و استفاده مجدد هستند.
برای حفظ انرژی و ظرفیت خنک کاری در نیروگاههای شیمیایی و دیگر، مبدلهای حرارتی بازیاب میتوانند حرارت را از بخاری که قرار است خنک شود، به بخار دیگری که میبایست گرم شود، منتقل کند. این نوع مبدل میتواند به مبدلهای حرارتی که دارای مادهای در ساختار خود هستند و تغییر فازی دارند نیز اشاره کند.