Trubkové výměníky tepla jsou zařízení určená k přenosu tepelné energie mezi dvěma médii s rozdílnou teplotou, aniž by docházelo k jejich přímému smísení. Jedno médium proudí uvnitř trubek a druhé kolem jejich vnějšího povrchu. Uplatňují se v chemickém a potravinářském průmyslu, energetice, vytápění, chlazení i dalších procesních technologiích.
Mezi rozšířená provedení patří plášťové a trubkové výměníky, u kterých je svazek trubek umístěn uvnitř společného pláště. Médium proudící pláštěm obtéká vnější povrch trubek, zatímco druhé médium protéká jejich vnitřním prostorem. Přepážky uvnitř pláště mohou usměrňovat proudění a zvyšovat intenzitu přestupu tepla.
Z hlediska směru proudění lze výměníky navrhovat jako souproudé, protiproudé nebo s křížovým prouděním. Protiproudé uspořádání umožňuje u řady aplikací efektivně využít teplotní rozdíl mezi oběma médii po délce výměníku. Konkrétní konstrukce se volí podle požadovaného tepelného výkonu, teplotních parametrů a vlastností procesních médií.
Trubky a další části přicházející do styku s médiem mohou být vyrobeny z uhlíkové nebo korozivzdorné oceli, mědi, titanu a dalších materiálů. Volba závisí především na chemickém složení média, provozním tlaku a teplotě. U agresivních kapalin nebo náročných procesů je korozní odolnost materiálu zásadním konstrukčním parametrem.
Výhodou trubkových výměníků tepla je možnost konstrukce pro vysoké provozní tlaky a teploty. Podle provedení lze jednotlivé části zpřístupnit pro kontrolu a mechanické nebo chemické čištění. To je důležité zejména u médií vytvářejících úsady, které postupně snižují součinitel přestupu tepla a výkon zařízení.
Při návrhu trubkového výměníku je nutné zohlednit požadovaný tepelný výkon, průtoky a fyzikální vlastnosti médií, tlakové ztráty i riziko zanášení. Správně dimenzovaná teplosměnná plocha a vhodné uspořádání proudění umožňují efektivně využívat odpadní teplo, ohřívat nebo chladit procesní média a řídit teplotu průmyslových procesů.
