Ploščati toplotni izmenjevalnik je vrsta toplotnega izmenjevalnika, ki uporablja plošče in rebraste komore za prenos toplote med tekočinami, najpogosteje plini. Pogosto je kategoriziran kot kompakten toplotni izmenjevalnik, da se poudari njegovo relativno visoko razmerje med površino in prostornino prenosa toplote. Ploščati toplotni izmenjevalnik se pogosto uporablja v številnih panogah, vključno z vesoljsko industrijo zaradi svoje kompaktne velikosti in lahkih lastnosti, pa tudi v kriogeniki, kjer se uporablja njegova sposobnost olajšanja prenosa toplote z majhnimi temperaturnimi razlikami.[1]
Toplotni izmenjevalniki iz aluminijeve zlitine, pogosto imenovani spajkani aluminijasti toplotni izmenjevalniki, se v letalski industriji uporabljajo že več kot 75 let in so bili sprejeti v industriji kriogenega ločevanja zraka v času druge svetovne vojne in kmalu zatem v kriogenih procesih v kemičnih obratih, kot je predelava zemeljskega plina. Uporabljajo se tudi v železniških motorjih in motornih avtomobilih. Ploščata rebra iz nerjavečega jekla se v letalih uporabljajo že več kot 35 let in se zdaj uveljavljajo v kemičnih obratih.[2]
Prvotno si ga je zamislil italijanski mehanik Paolo Fruncillo. Ploščato-rebrasti toplotni izmenjevalnik je izdelan iz plasti valovitih plošč, ločenih z ravnimi kovinskimi ploščami, običajno iz aluminija, za ustvarjanje niza rebrastih komor. Ločeni tokovi vroče in hladne tekočine tečejo skozi izmenične plasti toplotnega izmenjevalnika in so na robovih obdani s stranskimi prečkami. Glavne komponente ploščato rebrastega toplotnega izmenjevalnika Toplota se prenese iz enega toka skozi rebrni vmesnik na ločilno ploščo in skozi naslednji niz reber v sosednjo tekočino. Rebra služijo tudi za povečanje strukturne celovitosti izmenjevalnika toplote in mu omogočajo, da prenese visoke pritiske, hkrati pa zagotavljajo razširjeno površino za prenos toplote.
Visoka stopnja prilagodljivosti je prisotna v zasnovi ploščato-rebrastega toplotnega izmenjevalnika, saj lahko deluje s katero koli kombinacijo plina, tekočine in dvofaznih tekočin.[3] Omogočen je tudi prenos toplote med več procesnimi tokovi [4] z različnimi višinami in vrstami reber kot različnimi vstopnimi in izstopnimi točkami, ki so na voljo za vsak tok.
Glavne štiri vrste plavuti so: navadne, ki se nanašajo na preproste trikotne ali pravokotne oblike z ravnimi plavutmi; ribja kost, kjer so plavuti postavljene postrani, da zagotovijo cik-cak pot; ter nazobčane in perforirane, ki se nanašajo na zareze in perforacije v rebrih za povečanje porazdelitve pretoka in izboljšanje prenosa toplote. Različne strukture reber za toplotne izmenjevalnike s ploščatimi rebri. Pomanjkljivost toplotnih izmenjevalnikov s ploščatimi rebri je, da so nagnjeni k umazaniji zaradi svojih majhnih pretočnih kanalov. Prav tako jih ni mogoče mehansko očistiti in zahtevajo druge postopke čiščenja in ustrezno filtracijo za delovanje s potencialno onesnaženimi tokovi.
