Trubkový (shell-and-tube) výměník tepla se týká výměníků tepla, ve kterých je teplosměnná plocha mezi dvěma proudy tvořena trubkami uzavřenými v plášti a výměna tepla se provádí povrchem těchto trubek.
Trubkový výměník tepla je považován za nejběžnější typ výměníku tepla, který v současnosti existuje. Poprvé byla taková zařízení vyvinuta na počátku 20. století. Jejich vzhled byl způsoben tím, že tepelné elektrárny potřebovaly výměníky tepla s vysokou rychlostí přenosu tepla a schopností pracovat při vysokém tlaku. V budoucnu se takové zařízení začalo používat při vytváření výparníků a ohřívačů a v ropném průmyslu .
Plášťové výměníky tepla dnes našly své aktivní uplatnění jak v průmyslu , tak v domácích podmínkách.
V trubkovém výměníku tepla se jeden z nosičů tepla pohybuje potrubím (trubkový prostor), druhý - v prstencovém prostoru. V tomto případě se teplo z více ohřátého chladiva přenáší přes povrch stěn potrubí do méně ohřátého chladiva. Nejčastěji je zajištěn opačný směr pohybu nosičů tepla, což přispívá k nejúčinnějšímu přenosu tepla.
Konstrukční prvky trubkového výměníku tepla jsou:
Používají se následující typy výměníků tepla:
Trubky výměníku jsou umístěny v jádru pláště a mají nejpřímější vliv na rychlost pohybu látky a na rychlosti závisí součinitel prostupu tepla a účinnost výměníku .
Trubkové výměníky se příznivě vyznačují širokým rozsahem provozních teplot, odolností proti vodním rázům, vysokou účinností, odolností proti opotřebení, životností, udržovatelností, provozní bezpečností a schopností provozu v agresivním prostředí.
Pro výpočet plochy trubkového výměníku tepla použijte vzorec: F=Q/(K∆tav). F je teplosměnná plocha povrchu, tav je průměrný rozdíl teplot mezi nosiči tepla, K je součinitel prostupu tepla, Q je množství tepla.
Pro provedení tepelného výpočtu trubkového výměníku tepla je nutné znát hodnoty následujících parametrů: