Toplotna tehnika je široko področje inženiringa, ki zajema tehnologije, ki se ukvarjajo s sistemi ogrevanja in hlajenja, prenosom toplote in mehaniko tekočin. Instrumenti, ki nadzorujejo temperaturo, so bistveni na mnogih področjih, vključno z elektroenergetsko industrijo; avtomobilska industrija; in industrija ogrevanja, prezračevanja in klimatizacije (HVAC). Za delovanje vozil in drugih strojev so ključna tudi načela toplotne tehnike.
Prenos toplote je glavna skrb na tem področju. Prenos energije v obliki toplote po različnih fizikalnih regijah je prenos toplote. Ko je območje z visoko temperaturo poleg območja z nižjo temperaturo, toplota naravno teče iz območja z višjo temperaturo v območje z nižjo temperaturo. To načelo, znano kot prevodnost, se uporablja v številnih nastavitvah toplotne tehnike za povečanje ali znižanje temperature sistema. Izolacija, na primer, zmanjša prevodnost toplote in ohranja temperaturna območja relativno ločena.
Ogrevanje in hlajenje tekočin je pomembno v številnih industrijskih okoljih in predstavlja drugo vejo toplotne tehnike. Inženir na tem področju mora razumeti tudi dinamiko tekočin. Hladilno sredstvo, hladilna snov, se uporablja za zniževanje temperature procesov in preprečevanje pregrevanja. Vretje je druga metoda, ki se uporablja za ustvarjanje hlapov, ki se lahko kondenzirajo pri rafiniranju kemičnega izdelka. Študija teh procesov pomaga toplotnim inženirjem določiti optimalno regulacijo temperature v vsakem primeru.
Toplotna tehnika se uporablja tudi zunaj industrijskih obratov. Primer je industrija HVAC, ki se ukvarja s hlajenjem, prezračevanjem in regulacijo temperature v zgradbah. Poslovna stavba v vročem, vlažnem podnebju bo morda potrebovala več prezračevanja in klimatske naprave za spodbujanje hlajenja kot ista stavba v hladnem podnebju. Komercialne ustanove, kot so restavracije, lahko zahtevajo obsežne hladilne sisteme za shranjevanje hrane. Vsi ti tehnični vidiki bi bili v okviru te vrste inženiringa.
V manjšem obsegu vozila, kot so avtomobili, uporabljajo toplotno tehniko v svoji vsakodnevni funkciji. Ogrevanje in hlajenje avtomobila nadzorujejo sistemi toplotnega upravljanja, ki so vgrajeni v zasnovo. Prenos toplote, dinamika tekočin in drugi inženirski principi delujejo pri hlajenju motorja in vzdrževanju pretoka olja.
Toplotna tehnika je pomembna za načrtovanje skoraj vsakega stroja. Mehanski elementi in električni tokokrogi med delovanjem proizvajajo toploto, kopičenje toplote pa lahko pogosto ogrozi napravo. Za kompenzacijo in pomoč pri uravnavanju notranje temperature stroja so dodani hladilni mehanizmi, običajno ventilatorji ali cirkulacijske črpalke tekočine. Naprave, ki uporabljajo to načelo, vključujejo računalnike in avtomobilske baterije.