หม้อน้ำเป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้ในการถ่ายโอนพลังงานความร้อนจาก ตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่งเพื่อวัตถุประสงค์ในการ ทำความ เย็นและการทำความร้อน หม้อน้ำส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้งานในรถยนต์อาคารและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

หม้อน้ำเป็นแหล่งกำเนิดความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมเสมอ แม้ว่าจุดประสงค์อาจจะเป็นการให้ความร้อนแก่สิ่งแวดล้อม หรือการทำให้ของเหลวหรือสารหล่อเย็นที่ส่งเข้าไปเย็นลง เช่นการระบายความร้อนของเครื่องยนต์ รถยนต์ และ หอระบายความร้อนแบบแห้ง ของระบบ ปรับอากาศ ถึงแม้ชื่อจะบอกว่าเป็นหม้อน้ำ แต่โดยส่วนใหญ่แล้วหม้อน้ำจะถ่ายเทความร้อนส่วนใหญ่ผ่านการพาความร้อนมากกว่า การแผ่รังสี ความ ร้อน

ระบบทำความร้อนใต้พื้นของโรมันเป็นตัวอย่างแรกเริ่มของหม้อน้ำชนิดหนึ่งสำหรับใช้ในการทำความร้อนภายในอาคารฟรานซ์ ซาน กัลลีนัก ธุรกิจ ชาวรัสเซียที่เกิดใน ปรัสเซียและอาศัยอยู่ใน เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กมักได้รับการยกย่องว่าเป็นผู้ประดิษฐ์หม้อน้ำทำความร้อนราวปี 1855 ^{[ 1 ] [ 2 ]}โดยได้รับสิทธิบัตรหม้อน้ำในปี 1857 ^{[ 3 ]}แต่ดันแคน คาเมรอน ชาวสก็อต ได้ค้นพบการออกแบบที่คล้ายกันในปี 1845 โดยใช้ไอน้ำร้อนและระบบน้ำแบบปิด ขณะที่กำลังศึกษาอยู่ในมหาวิทยาลัย^{[ 4 ​​]}

การถ่ายเทความร้อนจากหม้อน้ำเกิดขึ้นได้สองกลไก คือการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อนเข้าสู่กระแสอากาศหรือของเหลวการนำความร้อนโดยปกติไม่ใช่แหล่งถ่ายเทความร้อนหลักในหม้อน้ำ หม้อน้ำอาจถ่ายเทความร้อนโดยการเปลี่ยนสถานะได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น การทำให้ถุงเท้าแห้ง ในทางปฏิบัติ คำว่า "หม้อน้ำ" หมายถึงอุปกรณ์หลายชนิดที่ของเหลวไหลเวียนผ่านท่อที่เปิดโล่ง (มักมีครีบหรือวิธีการอื่น ๆ ที่ช่วยเพิ่มพื้นที่ผิว) ส่วนคำว่า " เครื่องพาความร้อน " หมายถึงอุปกรณ์ประเภทหนึ่งที่แหล่งความร้อนไม่ได้เปิดโล่งโดยตรง

เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม หม้อน้ำจะมีครีบหลายอันสัมผัสกับท่อที่บรรจุของเหลวที่ถูกสูบผ่านหม้อน้ำ อากาศ (หรือของเหลวภายนอกอื่นๆ) ที่สัมผัสกับครีบจะช่วยระบายความร้อนออกไป หากการไหลของอากาศถูกกีดขวางด้วยสิ่งสกปรกหรือความเสียหายของครีบ ส่วนนั้นของหม้อน้ำจะไม่สามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

หม้อน้ำเป็นระบบทำความร้อนที่ใช้กันทั่วไปในอาคารต่างๆ ในทวีปยุโรป ในระบบทำความร้อนส่วนกลาง แบบแผ่รังสี น้ำร้อนหรือบางครั้งก็เป็นไอน้ำจะถูกผลิตขึ้นในหม้อต้มส่วนกลางและหมุนเวียนโดยปั๊มผ่านหม้อน้ำภายในอาคาร ซึ่งความร้อนนี้จะถูกถ่ายเทไปยังบริเวณโดยรอบ

ในบางประเทศ เครื่องทำความร้อนแบบพกพาเป็นที่นิยมใช้สำหรับทำความร้อนในห้องเดี่ยว เนื่องจากเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าเครื่องทำความร้อนแบบตั้งพื้นและ เครื่อง ทำความ ร้อนแบบพัดลม

หม้อน้ำใช้ในหอระบายความร้อน แบบแห้ง และหอระบายความร้อนแบบวงปิดสำหรับการระบายความร้อนอาคาร โดยใช้ เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับระบบทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศ (HVAC) โดยแยกสารหล่อเย็นของเครื่องทำความเย็นออกจากสภาพแวดล้อม โดยรอบ

หม้อน้ำใช้สำหรับระบายความร้อนให้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในโดยส่วนใหญ่ใช้ในรถยนต์ แต่ยังใช้ในเครื่องบินที่ ใช้เครื่องยนต์ ลูกสูบหัวรถจักรรถจักรยานยนต์โรงไฟฟ้าแบบอยู่กับที่และสถานที่อื่นๆ ที่ใช้เครื่องยนต์ความร้อน ( ส่วนเรือเนื่องจากมีน้ำเย็นจากภายนอกอย่างไม่จำกัด มักใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน แบบของเหลวต่อของเหลว แทน)

เพื่อลดอุณหภูมิของเครื่องยนต์ความร้อนสารหล่อเย็นจะถูกส่งผ่านเข้าไปในบล็อกเครื่องยนต์ซึ่งจะดูดซับความร้อนจากเครื่องยนต์ จากนั้นสารหล่อเย็นที่ร้อนจะถูกส่งไปยังถังทางเข้าของหม้อน้ำ (ซึ่งอาจอยู่ด้านบนของหม้อน้ำหรือด้านใดด้านหนึ่ง) จากนั้นจะกระจายไปทั่วแกนหม้อน้ำผ่านท่อไปยังถังอีกใบที่ปลายอีกด้านหนึ่งของหม้อน้ำ ขณะที่สารหล่อเย็นไหลผ่านท่อหม้อน้ำไปยังถังอีกด้านหนึ่ง มันจะถ่ายเทความร้อนส่วนใหญ่ไปยังท่อ ซึ่งในทางกลับกันจะถ่ายเทความร้อนไปยังครีบที่อยู่ระหว่างแต่ละแถวของท่อ จากนั้นครีบจะระบายความร้อนออกสู่อากาศโดยรอบ ครีบถูกใช้เพื่อเพิ่มพื้นผิวสัมผัสของท่อกับอากาศอย่างมาก จึงเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน ของเหลวที่เย็นลงจะถูกส่งกลับไปยังเครื่องยนต์ และวงจรจะเริ่มต้นใหม่ โดยปกติแล้ว หม้อน้ำจะไม่ลดอุณหภูมิของสารหล่อเย็นกลับไปเท่ากับอุณหภูมิของอากาศโดยรอบ แต่ก็ยังเย็นเพียงพอที่จะป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์ร้อนเกินไป

สารหล่อเย็นนี้โดยทั่วไปมีส่วนประกอบหลักเป็นน้ำ โดยมีการเติมไกลคอลเพื่อป้องกันการแข็งตัวและสารเติมแต่งอื่นๆ เพื่อจำกัดการกัดกร่อนการสึกกร่อนและการเกิดโพรงอากาศอย่างไรก็ตาม สารหล่อเย็นอาจเป็นน้ำมันก็ได้ เครื่องยนต์รุ่นแรกๆ ใช้เทอร์โมไซฟอน ในการหมุนเวียนสารหล่อเย็น แต่ในปัจจุบัน เครื่องยนต์เกือบทั้งหมด ยกเว้นเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่สุด ใช้ปั๊ม^{[ 5 ]}

จนถึงช่วงทศวรรษ 1980 แกนหม้อน้ำมักทำจากทองแดง (สำหรับครีบ) และทองเหลือง (สำหรับท่อ ท่อร่วม และแผ่นข้าง ในขณะที่ถังน้ำอาจทำจากทองเหลืองหรือพลาสติกซึ่งมักเป็นโพลีอะไมด์ ) เริ่มตั้งแต่ทศวรรษ 1970 การใช้อลูมิเนียมเพิ่มมากขึ้น จนในที่สุดก็เข้ามาแทนที่การใช้งานส่วนใหญ่ในหม้อน้ำรถยนต์ ข้อดีหลักของการใช้อลูมิเนียมคือ น้ำหนักที่เบากว่าและต้นทุนที่ถูกกว่า

เนื่องจากอากาศมีค่าความจุความร้อนและความหนาแน่น ต่ำ กว่าสารหล่อเย็นที่เป็นของเหลว จึง ต้องใช้ ปริมาณการไหลของอากาศ ค่อนข้างมาก (เมื่อเทียบกับสารหล่อเย็น) เป่าผ่านแกนหม้อน้ำเพื่อดักจับความร้อนจากสารหล่อเย็น หม้อน้ำมักจะมีพัดลม หนึ่งตัวหรือมากกว่า นั้นที่เป่าอากาศผ่านหม้อน้ำ เพื่อประหยัดพลังงานของพัดลมในรถยนต์ หม้อน้ำมักจะอยู่ด้านหลังกระจังหน้าบริเวณด้านหน้าของรถ การ ไหลของอากาศจากจุดที่รถไหลเข้ามา (Ram air)สามารถให้ปริมาณอากาศเย็นที่จำเป็นบางส่วนหรือทั้งหมดได้ เมื่ออุณหภูมิของสารหล่อเย็นยังคงต่ำกว่าอุณหภูมิสูงสุดที่ออกแบบไว้ของระบบ และพัดลมยังคงไม่ทำงาน

เมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีขนาดเล็ลง ปัญหาการระบายความร้อนส่วนเกินก็ยิ่งยากขึ้น จึงมีการใช้แผงระบายความร้อนขนาดเล็กที่เรียกว่าฮีทซิงค์เพื่อถ่ายเทความร้อนจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ไปยังกระแสลมเย็น ฮีทซิงค์ไม่ได้ใช้น้ำ แต่ใช้วิธีการนำความร้อนจากแหล่งกำเนิด ฮีทซิงค์ประสิทธิภาพสูงมักใช้ทองแดงเพื่อการนำความร้อนที่ดีกว่า ความร้อนถูกถ่ายเทไปยังอากาศโดยการนำความร้อนและการพาความร้อน ส่วนความร้อนที่ถ่ายเทโดยการแผ่รังสีนั้นมีสัดส่วนค่อนข้างน้อย เนื่องจากอุณหภูมิของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ต่ำกว่าสภาพแวดล้อมโดยรอบ

นอกจากนี้ ยังมีการใช้หม้อน้ำใน ระบบ ระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อระบายความร้อนออกไป อีกด้วย

หม้อน้ำเป็นส่วนประกอบของยานอวกาศบางลำ หม้อน้ำเหล่านี้ทำงานโดยการแผ่พลังงานความร้อนออกไปในรูปของแสง (โดยทั่วไปคือรังสีอินฟราเรดเนื่องจากอุณหภูมิที่ยานอวกาศพยายามทำงาน) เพราะในสุญญากาศของอวกาศทั้งการพาความร้อนและการนำความร้อนไม่สามารถถ่ายเทความร้อนออกไปได้ บนสถานีอวกาศนานาชาติสามารถมองเห็นหม้อน้ำเหล่านี้ได้อย่างชัดเจนในรูปของแผงสีขาวขนาดใหญ่ที่ติดอยู่กับโครงสร้างหลักสามารถพบได้ทั้งในยานอวกาศที่มีลูกเรือและไม่มีลูกเรือ^{[ 6 ]}

• ตัวระบายความร้อน
• ตัวกระจายความร้อน
• ท่อความร้อน
• ปั๊มความร้อน
• เรดิอาโทริ – พาสต้าขนาดเล็กรูปทรงเตี้ยคล้ายหม้อน้ำ