Les refroidisseurs à double tube sont constitués de deux tubes disposés de telle sorte qu'un tube se trouve dans l'autre. Le fluide refroidi s'écoule dans un sens à travers le tube interne tandis que le refroidisseur s'écoule dans le sens opposé à travers l'espace annulaire entre les tubes interne et externe. Les tubes extérieurs sont soudés aux conduits verticaux du
fluide frigorigène, tandis que les tubes intérieurs traversent les conduits et sont reliés entre eux par des coudes de retour amovibles.
Les avantages présentés par cette unité sont une construction rigide, l'élimination des joints de réfrigérant et un accès facile aux tuyaux internes pour le nettoyage.
Les refroidisseurs à double tube peuvent fonctionner par expansion à sec. Dans chaque cas. Le reflux des fluides dans les tubes produit un coefficient de transmission de chaleur relativement élevé. Cependant, ce type de refroidisseur a pour inconvénient de nécessiter un espace plus grand, en particulier une hauteur libre, par rapport à certains des autres modèles de refroidisseurs. Pour cette raison, le refroidisseur à double tube n’est utilisé que dans quelques applications spéciales. Un certain nombre a été utilisé dans l'industrie des boissons par fermentation et dans la fabrication du vin, pour refroidir le vin et la bière non fermentée et dans les industries pétrolières pour le refroidissement des huiles.