Gli scambiatori di calore di superficie comprendono principalmente a fascio tubiero-e-a tubi, a doppio-tubo e altri tipi.
Gli scambiatori di calore a fascio tubiero-e- comprendono cinque configurazioni di base:
Tipologia piastra tubiera fissa: Il fascio tubiero è collegato rigidamente al mantello, adatto a condizioni con piccole differenze di temperatura. Gli scambiatori di calore a piastra tubiera fissa hanno una struttura semplice, un basso costo e sono facili da produrre. La pulizia e la manutenzione dei lati del tubo-sono pratiche. Tuttavia, la pulizia del lato mantello- è difficile ed è presente uno stress termico nel fascio tubiero dopo la produzione. Sono adatti per condizioni in cui la differenza di temperatura tra i due mezzi è piccola (generalmente inferiore a 30 gradi) o dove la differenza di temperatura è grande ma la pressione sul lato del guscio-non è elevata.
Tipo a testa flottante: un'estremità del fascio tubiero può fluttuare liberamente per compensare lo stress da dilatazione termica. I vantaggi degli scambiatori di calore a testa flottante consistono nel fatto che la differenza di temperatura tra il mantello e il fascio tubiero non è limitata, la pulizia e la manutenzione del fascio tubiero sono relativamente convenienti e sia il lato-tubo che il lato mantello-sono facili da pulire. Gli svantaggi sono la struttura complessa, gli elevati requisiti di tenuta e la difficoltà nella gestione in linea delle perdite. Gli scambiatori di calore a testa flottante sono generalmente utilizzati nelle operazioni di unità chimiche con grandi differenze di temperatura.
Tipo di tubo a U-: i tubi dello scambiatore di calore sono piegati a forma di U-, eliminando automaticamente lo stress termico.
Gli scambiatori di calore con tubi a U- superano gli svantaggi degli scambiatori di calore a piastra tubiera fissa e a testa flottante, ma le curve a forma di U- sono difficili da pulire a fondo e la sostituzione dei tubi è relativamente difficile. Sono adatti per condizioni in cui la differenza di temperatura tra i due fluidi è elevata e il lato del mantello è soggetto a incrostazioni.
Tipo a scatola imbottita: viene utilizzato un sigillo di tenuta tra la piastra tubiera flottante e il guscio.
Struttura della bottiglia: progettata specificamente per applicazioni di riscaldamento a vapore.
Gli scambiatori di calore a piastre utilizzano un processo di stampaggio-, con due piastre saldate che formano un'unica unità di scambio di calore. Vengono creati più circuiti di flusso modificando la forma e la disposizione dell'ondulazione. La sua struttura compatta può migliorare il coefficiente di trasferimento del calore del 50%-200% rispetto alle apparecchiature a fascio tubiero-.
Gli scambiatori di calore a piastre sono scambiatori di calore ad alta-efficienza, caratterizzati da dimensioni e ingombro ridotti; elevata efficienza di trasferimento del calore, che consente un migliore trasferimento di calore a basse velocità; facilità di montaggio; bassa perdita di calore; facile smontaggio, pulizia e manutenzione; e lunga durata. Gli svantaggi sono un perimetro di tenuta lungo, che lo rende soggetto a perdite; una temperatura operativa inferiore a 150 gradi; tolleranza differenziale di bassa pressione; e capacità limitata. Una volta rilevate incrostazioni sulle piastre, queste devono essere smontate e pulite.
Inoltre, sono disponibili estensioni per gli scambiatori di calore superficiali, come i tipi a piastra-aletta e tubo-aletta.
