Płytowo-żebrowy wymiennik ciepła to rodzaj konstrukcji wymiennika ciepła, w której wykorzystuje się płyty i komory żebrowane do przenoszenia ciepła pomiędzy płynami, najczęściej gazami. Często jest klasyfikowany jako kompaktowy wymiennik ciepła, aby podkreślić jego stosunkowo wysoki stosunek powierzchni wymiany ciepła do objętości. Płytowo-żebrowy wymiennik ciepła jest szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle lotniczym ze względu na jego niewielkie rozmiary i lekkość, a także w kriogenice, gdzie wykorzystuje się jego zdolność do ułatwiania wymiany ciepła przy niewielkich różnicach temperatur.[1]
Płytowo-żebrowe wymienniki ciepła ze stopu aluminium, często określane jako wymienniki ciepła z lutowanego aluminium, są stosowane w przemyśle lotniczym od ponad 75 lat i zostały przyjęte w branży kriogenicznej separacji powietrza mniej więcej w czasie drugiej wojny światowej, a wkrótce potem do procesów kriogenicznych w zakładach chemicznych, takich jak przetwarzanie gazu ziemnego. Stosowane są także w silnikach kolejowych i wagonach samochodowych. Płetwy płytowe ze stali nierdzewnej są stosowane w samolotach od ponad 35 lat, a obecnie zyskują coraz większą popularność w zakładach chemicznych.[2]
Pierwotnie zaprojektowany przez włoskiego mechanika Paolo Fruncillo. Płytowo-żebrowy wymiennik ciepła składa się z warstw blach falistych oddzielonych płaskimi płytami metalowymi, zazwyczaj aluminiowymi, w celu utworzenia szeregu komór żebrowanych. Oddzielne strumienie gorącego i zimnego płynu przepływają przez naprzemienne warstwy wymiennika ciepła i są otoczone na krawędziach bocznymi prętami. Główne elementy płytowego wymiennika ciepła Ciepło jest przenoszone z jednego strumienia przez interfejs żeberek do płyty separatora i przez następny zestaw żeberek do sąsiedniego płynu. Żebra służą również do zwiększenia integralności strukturalnej wymiennika ciepła i pozwalają mu wytrzymać wysokie ciśnienia, zapewniając jednocześnie większą powierzchnię do wymiany ciepła.
Konstrukcja wymienników ciepła z żebrami płytowymi charakteryzuje się dużą elastycznością, ponieważ mogą one pracować z dowolną kombinacją gazów, cieczy i płynów dwufazowych.[3] Uwzględniono także przenoszenie ciepła pomiędzy wieloma strumieniami procesowymi[4], przy różnych wysokościach i typach żeberek, jako że dla każdego strumienia dostępne są różne punkty wejścia i wyjścia.
Cztery główne typy płetw to: gładkie, które nawiązują do prostych, trójkątnych lub prostokątnych konstrukcji z prostymi żebrami; jodełkę, w której płetwy są umieszczone na boki, aby zapewnić zygzakowatą ścieżkę; oraz ząbkowane i perforowane, które odnoszą się do nacięć i perforacji w żebrach, aby zwiększyć rozkład przepływu i poprawić przenoszenie ciepła. Różne konstrukcje żeber dla wymienników ciepła z żebrami płytowymi Wadą płytowo-żebrowych wymienników ciepła jest to, że są one podatne na zanieczyszczenie ze względu na małe kanały przepływowe. Nie można ich również czyścić mechanicznie i wymagają innych procedur czyszczenia oraz odpowiedniej filtracji do pracy ze strumieniami potencjalnie zanieczyszczającymi.
