Trubkové výměníky tepla se široce používají v chemické a alkoholové výrobě. Skládají se hlavně z pláště, trubkovnice, teplosměnné trubky, hlavy, přepážky atd. Potřebný materiál může být vyroben z obyčejné uhlíkové oceli, mědi nebo nerezové oceli. Během výměny tepla kapalina vstupuje ze spojovací trubky hlavy, proudí v trubce a vytéká z výstupní trubky na druhém konci hlavy, která se nazývá strana trubky; další kapalina vstupuje ze spojení pláště a vytéká z druhého konce pláště. Jedna tryska vytéká ven, což se nazývá plášťový trubkový výměník tepla.
Konstrukce trubkového výměníku tepla je relativně jednoduchá, kompaktní a levná, ale mechanické čištění nelze provádět mimo trubku. Svazek trubek výměníku tepla je spojen s trubkovnicí, trubkovnice jsou přivařeny ke dvěma koncům pláště, horní kryt je spojen s horním krytem a horní kryt a plášť jsou opatřeny vstupem kapaliny a výstupem vody. Vně trubek trubkového výměníku tepla je obvykle instalována řada přepážek kolmých ke svazku trubek. Současně je spojení mezi trubkou, trubkovnicí a pláštěm pevné a uvnitř a vně trubky protékají dvě kapaliny s různými teplotami. Proto při velkém teplotním rozdílu mezi stěnou trubky a stěnou pláště dochází v důsledku rozdílné tepelné roztažnosti obou stran k velkému teplotnímu rozdílu, což může vést ke zkroucení nebo uvolnění trubek z trubkovnice trubkového výměníku tepla a dokonce k poškození výměníku tepla.
Aby se překonalo napětí způsobené teplotním rozdílem, měl by mít trubkový výměník tepla zařízení pro kompenzaci teplotního rozdílu. Obecně platí, že pokud je teplotní rozdíl mezi stěnou trubky a stěnou pláště větší než 50 °C, měl by trubkový výměník tepla z bezpečnostních důvodů mít zařízení pro kompenzaci teplotního rozdílu. Kompenzační zařízení (dilatátor) lze však použít pouze tehdy, když je teplotní rozdíl mezi stěnou pláště a stěnou potrubí nižší než 60–70 °C a tlak kapaliny na straně pláště není vysoký. Obecně platí, že pokud tlak na straně pláště přesáhne 0,6 MPa, je kvůli tlustému kompenzačnímu kroužku obtížné roztahování a smršťování. Pokud se ztratí účinek kompenzace teplotního rozdílu, je třeba zvážit jiné konstrukce.
Horký film s vířivými proudy u trubkového výměníku tepla využívá převážně technologii přenosu tepla horkým filmem s vířivými proudy, která zvyšuje účinek přenosu tepla změnou stavu pohybu tekutiny. Až do 10 000 W/m2℃. Současně konstrukce realizuje funkce odolnosti proti korozi, vysoké teplotní odolnosti, vysokému tlaku a proti usazování vodního kamene. Kanály pro tekutinu u jiných typů výměníků tepla mají tvar směrového proudění, které vytváří cirkulaci na povrchu teplosměnných trubek, což snižuje koeficient konvektivního přestupu tepla.