Com a equip bàsic d'un sistema d'intercanvi de calor, el disseny estructural del condensador determina directament la seva eficiència de transferència de calor, estabilitat operativa i facilitat de manteniment. Normalment consisteix en una carcassa, feix de tubs de transferència de calor, làmina de tubs, tubs d'entrada i sortida, components de suport i dispositius de segellat i guia de flux necessaris. La selecció de materials, la disposició geomètrica i la coordinació del procés per a cada component es centren en millorar la transferència de calor, reduir la resistència al flux i garantir un funcionament fiable a llarg termini-.
La carcassa és el límit extern de pressió-del condensador, sovint un recipient de pressió cilíndric o quadrat. Els materials utilitzats habitualment són l'acer al carboni, l'acer inoxidable o l'acer aliat per complir els requisits de pressió de funcionament, temperatura i corrosivitat del medi. A l'interior de la carcassa, s'instal·len deflectors o plaques de suport per guiar el recorregut del flux del medi de refrigeració o de treball, allargant el temps de residència i augmentant la turbulència, millorant així la transferència de calor. Les tapes extremes de la carcassa proporcionen accés per al manteniment, facilitant la inspecció i neteja del paquet de tubs.
El feix de tubs de transferència de calor és la unitat central d'intercanvi de calor, que consisteix en una sèrie de tubs metàl·lics paral·lels. Depenent de les propietats del medi, els materials de tubs es poden seleccionar entre coure, aliatges de coure-níquel, acer inoxidable o titani, equilibrant la conductivitat tèrmica, la resistència a la corrosió i la resistència mecànica. Les disposicions habituals inclouen les disposicions de cercles triangulars, quadrats o concèntrics, amb el diàmetre del tub i l'espai que cal equilibrar entre l'àrea de transferència de calor calculada i la caiguda de pressió. Per millorar el coeficient de transferència de calor al costat de l'aire o de la closca, sovint s'afegeixen aletes a l'exterior dels tubs per formar una superfície estesa, cosa que és particularment comú a les estructures refrigerades per aire-o indirectes. El feix de tubs es fixa als dos extrems a la làmina de tubs, que serveix per posicionar i segellar els extrems del tub, així com per separar el costat del tub del costat de la carcassa, assegurant que no hi hagi fuites entre els mitjans.
La làmina de tubs normalment està feta del mateix material de resistència o superior que la carcassa principal, i el seu gruix i precisió de perforació s'han de controlar estrictament per evitar la concentració d'estrès o fuites durant el funcionament. Les estructures de segellat inclouen segells soldats i segells d'expansió; el primer ofereix una gran resistència i fiabilitat, mentre que el segon facilita el desmuntatge i el manteniment. Per als equips d'alta-pressió o de gran-diàmetre, també s'instal·len brides o anells de reforç entre la làmina de tubs i la carcassa per distribuir l'estrès tèrmic i les càrregues mecàniques.
El disseny de les connexions d'entrada i sortida ha de coincidir amb el cabal i la pressió nominal del sistema de canonades. La seva ubicació ha de tenir en compte la direcció del flux mitjà i la uniformitat del camp de flux per evitar el flux de curt-circuits o zones mortes. Els suports i les tirants s'utilitzen per fixar les posicions relatives del feix de tubs, resistir la vibració i el desplaçament d'expansió tèrmica durant el funcionament i protegir la integritat de la superfície de transferència de calor. En els condensadors de contacte directe, l'estructura es simplifica encara més, sovint utilitzant dispositius de polvorització i capes d'embalatge per aconseguir la mescla de líquids de gas i l'intercanvi de calor, però es requereix un sistema de recuperació i separació de líquids de gas-.
En general, l'estructura del condensador és un producte de la combinació de principis de transferència de calor i pràctiques d'enginyeria. L'optimització sinèrgica de materials, formes i dissenys de diversos components té com a objectiu aconseguir una transferència de calor eficient, un flux de baixa -resistència i un funcionament segur-a llarg termini, proporcionant una garantia sòlida per a la millora de l'eficiència energètica i l'estabilitat del sistema en les indústries de refrigeració, química i energètica.
