เครื่องทำความร้อนแบบท่อสแตนเลส โครงสร้างเรียบง่าย

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น เปลือก ท่อส่งความร้อน แผ่นท่อ แผ่นกั้น (แผ่นกั้น) และกล่องท่อ เปลือกส่วนใหญ่มีรูปทรงกระบอก โดยมีท่อหลายท่อติดตั้งอยู่ภายใน และปลายทั้งสองข้างของท่อจะยึดติดกับแผ่นท่อ ของเหลวสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนมีสองประเภท คือ เย็นและร้อน ของเหลวประเภทหนึ่งไหลอยู่ภายในท่อ เรียกว่า ของเหลวด้านท่อ อีกประเภทหนึ่งไหลอยู่ภายนอกท่อ เรียกว่า ของเหลวด้านเปลือก เพื่อปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของของเหลวภายนอกท่อ มักจะมีการติดตั้งแผ่นกั้นหลายแผ่นไว้ภายในเปลือก แผ่นกั้นสามารถเพิ่มความเร็วของของเหลวที่ด้านเปลือก บังคับให้ของเหลวไหลผ่านท่อหลายครั้งตามเส้นทางที่กำหนด และเพิ่มระดับความปั่นป่วนของของเหลว ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนสามารถจัดเรียงเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัสบนแผ่นท่อ การจัดเรียงแบบสามเหลี่ยมด้านเท่าค่อนข้างกะทัดรัด มีระดับความปั่นป่วนของของเหลวภายนอกท่อสูง และมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง การจัดวางแบบสี่เหลี่ยมทำให้การทำความสะอาดภายนอกท่อสะดวกและเหมาะสมสำหรับของเหลวที่มักเกิดคราบตะกรัน

พารามิเตอร์ควบคุมหลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ ได้แก่ พื้นที่ทำความร้อน อัตราการไหลของน้ำร้อน ความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อน และพารามิเตอร์ของตัวกลางความร้อน

ทุกครั้งที่ของเหลวไหลผ่านกลุ่มท่อ เรียกว่า การไหลผ่านท่อ (tube pass) ทุกครั้งที่ของเหลวไหลผ่านเปลือก (shell pass) เรียกว่า การไหลผ่านเปลือก (shell pass) แผนภาพแสดงเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกเดี่ยวและท่อเดี่ยวที่ง่ายที่สุด ซึ่งย่อว่า เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ 1-1 เพื่อเพิ่มความเร็วของของเหลวภายในท่อ สามารถติดตั้งแผ่นกั้น (baffles) ไว้ที่ปลายทั้งสองข้างของกล่องท่อเพื่อแบ่งท่อทั้งหมดออกเป็นหลายกลุ่ม ด้วยวิธีนี้ ของเหลวจะไหลผ่านเพียงส่วนหนึ่งของท่อในแต่ละครั้ง ดังนั้นจึงไหลไปมาหลายครั้งภายในกลุ่มท่อ ซึ่งเรียกว่า การไหลผ่านท่อหลายครั้ง (multiple tube pass) ในทำนองเดียวกัน เพื่อเพิ่มความเร็วการไหลภายนอกท่อ สามารถติดตั้งแผ่นกั้นตามแนวยาวไว้ภายในเปลือกเพื่อบังคับให้ของเหลวไหลผ่านพื้นที่เปลือกหลายครั้ง ซึ่งเรียกว่า การไหลผ่านเปลือกหลายครั้ง (multiple shell pass) กระบวนการแบบหลายท่อและหลายเปลือกสามารถใช้ร่วมกันได้