熱管換熱器常常為氣-氣式熱管換熱器和氣-液式熱管換熱器。前者，從排煙中回收熱量，然后加熱空氣。后者，從排煙中回收熱量，然后加熱水。在各種窯爐和小型鍋爐的尾部煙道中，這兩種熱管換熱器都有應用。
氣-氣式熱管換熱器的構造，如圖1所示。
氣-液式熱管換熱器的構造，如圖2 所示。
氣-氣熱管換熱器產生的熱空氣，可用于爐膛助燃和烘干毛坯等，如四噸鍋爐或排熱量相當的窯爐，每小時回收10萬千卡的熱量，相當于116.3kW的電所產生的熱量。
氣-液熱管換熱器產生的熱水可用于鍋爐給水、浴池用水和工業用水等。
熱管換熱器主要由熱管、隔板和殼體組成。熱管是基本換熱元件，每只熱管都是獨立的，可拆卸的。熱管的尺寸，包括長度、管徑以及采用多少根熱管和按什么樣方式進行排列等，都要根據設計計算來確定。
殼體的作用，是把熱管支撐和包圍起來，組成通道，一般分為兩部分，加熱段殼體與冷卻段殼體，前者與熱流體通道相連接，后者與冷流體通道相連接。
熱管的排列方式是通過隔板來實現的。隔板把熱管分隔成加熱段和冷卻段，熱流體 (煙氣)從加熱段經過，冷流體 (空氣或水)從冷卻段經過，熱量通過熱管中的工作介質，由熱流體傳給冷流體。隔板把熱流體和冷流體分開，只允許冷、熱流體之間熱量傳遞，不允許它們之間滲混。從結構上要保證熱管相對隔板既是可拆卸的，又是密封的，同時，還要允許熱管沿軸線方向自由膨脹。
圖1 圖2
1-空氣進口法蘭；2-熱管（冷卻段）； 1-熱管；2-隔板；3-上蓋；
3—隔板; 4—煙氣出口法蘭; 5—熱管 4—出水口; 5—進水口; 6—煙
(加熱段)；6—空氣出口法蘭； 氣出口法蘭；7—煙氣進口法蘭；
7—煙氣進口法蘭 8—側門; 9—吹灰器; 10—檔板
為了增加冷、熱流體的受熱面，在熱管的冷卻段和加熱段管外都裝有翅片。為裝入煙道中方便起見，熱管換熱器的冷卻段和加熱段都設有冷流和熱流的進出口法蘭，與管道的法蘭相連接。熱管的工作位置可以水平放、垂直放和與水平成某一角度，為了降低設備的成本，常采用無吸液芯重力輔助的熱管，這樣熱管一般都取垂直的工作狀態。
窯爐和小型鍋爐排煙道中應用的熱管換熱器的外廓尺寸，一般為600mm×1000mm×1600mm左右, 總重量為500kg左右。 如煙道為水平的，離地面不太高，可把熱管換熱器直接架入煙道中，不用把煙道引到地面上來。由于熱管在檢查、更換時，不需要停爐，因此，一般不需要設輔助煙道，如在地下煙道中安裝時，為了檢查、測試的方便，可設一個旁通煙道，作為臨時應用。
熱管換熱器在各種窯爐和小型鍋爐尾部排煙道中應用，進行余熱回收，綜合起來有如下的作用。
(1)降低排煙溫度
可使排煙溫度降低60~80℃左右，如窯爐和小型鍋爐的排煙溫度為250℃，經過熱管換熱器后，可降到 180℃，達到規定的煙氣溫度排放標準。
(2)節省燃料
由于排煙溫度高，帶走的熱量是很多的，例如四噸鍋爐，排煙溫度按250℃，排煙量按6500kg/h，以零度為基準，通過排煙帶走的熱量可為：422500kcal/h
每小時帶走40萬千卡的熱量，相當于80kg煤，考慮到鍋爐的熱效率，相當于每小時排煙中扔掉近110kg煤。如從排煙中回收余熱15%左右,約為16.5kg/h。工業窯爐和鍋爐, 每天按10h運行計算，每年運行300天。一臺4t鍋爐每年節煤為：50t煤
由此看來，小型鍋爐節煤的潛力是相當大的。
(3)改善環境污染
利用熱管換熱器作為空氣預熱器，從排煙中回收熱量，加熱空氣，引入爐膛助燃。空氣溫度可被加熱到80℃左右，熱風助燃與冷風助燃相比，爐膛的燃燒效率可顯著提高，可使燃燒更充分，降低排煙中的含碳量；另外，排煙經過熱管換熱器的管束時，還可以擋下來一部分灰塵，降低排煙中的含塵量；這些都有利于改善環境污染。
(4)有利于燒劣質煤
熱風助燃，可提高燃燒效率，燃燒溫度也高，有利于含水分和含灰分量高的劣質煤燃燒。這在產劣質煤的地區應用更有重要的意義。
