Tubolare (noto anche come a fascio tubiero e a tubo e tubo) gli scambiatori di calore sono i più tipici scambiatori di calore a parete divisoria. Hanno una lunga storia di applicazione nell'industria e occupano ancora una posizione dominante tra tutti gli scambiatori di calore. Gli scambiatori di calore tubolari sono composti principalmente da gusci, fasci tubieri, piastre tubiere e testate. Le conchiglie sono per lo più di forma rotonda, con fasci tubieri paralleli all'interno, ed entrambe le estremità del fascio tubiero sono fissate sulle piastre tubiere.
Esistono due tipi di fluidi che scambiano calore in uno scambiatore di calore tubolare. Uno scorre all'interno del tubo, e la sua corsa è chiamata lato tubo; l'altro scorre fuori dal tubo, e il suo tratto è chiamato lato della conchiglia. La superficie della parete del fascio tubiero è la superficie di trasferimento del calore. Al fine di migliorare il coefficiente di scambio termico del fluido all'esterno del tubo, nella calotta sono solitamente installati un certo numero di setti trasversali. I deflettori non solo impediscono il cortocircuito del fluido e aumentano la velocità del fluido, ma anche forzare più volte il flusso incrociato del fluido attraverso il fascio tubiero secondo il percorso prescritto, aumentando notevolmente il grado di turbolenza. Ci sono due deflettori comunemente usati: di forma rotonda e discoidale, con il primo che è più ampiamente utilizzato. Ogni volta che il fluido passa attraverso il fascio tubiero nel tubo si parla di passaggio del tubo, e ogni volta che il fluido passa attraverso il guscio viene chiamato passaggio del guscio. Per aumentare la velocità del fluido nel tubo, è possibile installare nelle testate ad entrambe le estremità appositi divisori per dividere uniformemente tutti i tubi in più gruppi. In questo modo, il fluido può attraversare solo una parte dei tubi e ritornare al fascio tubiero più volte alla volta, che si chiama passaggio multitubo. Allo stesso modo, in modo da aumentare la portata all'esterno del tubo, è possibile installare deflettori longitudinali nel mantello per consentire al fluido di passare più volte attraverso lo spazio del mantello, che si chiama passaggio multi-shell. In uno scambiatore di calore tubolare, a causa delle diverse temperature del fluido all'interno e all'esterno del tubo, diverse sono anche le temperature del mantello e del fascio tubiero.
Lo scambiatore di calore a piastre tubiere fisse ha le piastre tubiere ad entrambe le estremità saldate direttamente al mantello. È composto principalmente da conchiglia, piastra tubiera, fascio di tubi, testa e altri componenti principali. C'è un fascio tubiero nel guscio, e le due estremità del fascio tubiero vengono fissate sulla piastra tubiera mediante saldatura, giunto di dilatazione o una combinazione di saldature di dilatazione, e il perimetro esterno della piastra tubiera e la flangia della testa sono fissati con bulloni. Lo scambiatore di calore a piastre tubiere fisse ha una struttura semplice, basso costo, fabbricazione facile, e comoda pulizia e manutenzione del lato del tubo. Tuttavia, la pulizia del lato mantello è difficoltosa e si verifica uno stress da differenza di temperatura dopo la produzione del fascio tubiero. Quando c'è una grande differenza di temperatura tra il tubo dello scambiatore di calore e il mantello, il guscio dovrà inoltre essere dotato di giunto di dilatazione.
La piastra tubiera ad un'estremità dello scambiatore di calore a testa flottante è fissata tra il mantello e la scatola tubiera, e la piastra tubiera all'altra estremità può muoversi liberamente all'interno del guscio, ciò significa che il mantello ed il fascio tubiero possono espandersi liberamente. Perciò, non vi è alcuna sollecitazione da differenza di temperatura tra il fascio tubiero e il mantello. Generalmente, la testa flottante è removibile, ed il fascio tubiero può essere estratto e caricato liberamente. Questa struttura dello scambiatore di calore a testa flottante può essere utilizzata in condizioni di lavoro in cui è presente una grande differenza di temperatura tra il fascio tubiero e il mantello. La pulizia e la manutenzione del fascio tubiero e del mantello sono relativamente convenienti, ma la sua struttura è relativamente complessa e i requisiti per la sigillatura sono relativamente elevati.
Lo scambiatore di calore con tubo a forma di U è un tubo di scambio termico saldato a forma di U, con entrambe le estremità fissate sulla stessa piastra tubiera. Poiché il guscio e i tubi dello scambiatore di calore sono separati, il fascio tubiero dello scambio termico può espandersi e contrarsi liberamente senza causare stress da differenza di temperatura dovuta alla differenza di temperatura del mezzo. Lo scambiatore di calore tubolare a U ha una sola piastra tubiera, nessuna testa fluttuante, e la sua struttura è relativamente semplice. Il fascio tubiero può essere estratto e installato liberamente per una facile pulizia, e presenta i vantaggi di uno scambiatore di calore a testa flottante. Tuttavia, poiché i tubi di scambio termico sono realizzati in curve a forma di U con raggi diversi, il tubo dello scambiatore di calore più esterno può essere sostituito in caso di danneggiamento, e altri tubi possono essere sostituiti. I danni possono solo bloccare il tubo. Allo stesso tempo, rispetto allo scambiatore a piastre tubiere fisse, perché il tubo di scambio termico è limitato dal raggio di curvatura, c'è uno spazio vuoto al centro del fascio tubiero, e il fluido può facilmente andare in cortocircuito, influenzando l’effetto del trasferimento di calore.
