A lemezbordás hőcserélő egy olyan típusú hőcserélő, amely lemezeket és bordás kamrákat használ a folyadékok, leggyakrabban gázok közötti hőátvitelre. Gyakran a kompakt hőcserélők közé sorolják, hogy hangsúlyozzák viszonylag nagy hőátadási felületének és térfogatának arányát. A lemezbordás hőcserélőt számos iparágban széles körben használják, többek között a repülőgépiparban kompakt méretei és könnyű tulajdonságai miatt, valamint a kriogenikában, ahol kihasználják azt a képességét, hogy kis hőmérséklet-különbségekkel elősegíti a hőátadást.[1]
Az alumíniumötvözet lemezbordás hőcserélőket, amelyeket gyakran keményforrasztott alumínium hőcserélőknek is neveznek, több mint 75 éve használták a repülőgépiparban, és a kriogén levegőszeparációs iparban a második világháború körül, majd nem sokkal később a vegyi üzemekben, például a Földgázfeldolgozásban is alkalmazták a kriogén folyamatokban. Vasúti motorokban és autókban is használják. A rozsdamentes acéllemez bordákat több mint 35 éve használják repülőgépekben, és mostanra a vegyi üzemekben is elterjedtek.[2]
Eredetileg egy olasz szerelő, Paolo Fruncillo alkotta meg. A lemezbordás hőcserélő hullámlemez rétegekből készül, amelyeket lapos fémlemezek választanak el egymástól, jellemzően alumíniumból, hogy egy sor bordás kamrát hozzanak létre. Különálló meleg és hideg folyadékáramok áramlanak át a hőcserélő váltakozó rétegein, és a szélükön oldalsó rudak veszik körül őket. A lemezbordás hőcserélő fő alkotóelemei A hő az egyik áramból a borda határfelületén keresztül a leválasztó lemezre, a következő bordákon pedig a szomszédos folyadékba kerül. A bordák arra is szolgálnak, hogy növeljék a hőcserélő szerkezeti integritását, és lehetővé teszik, hogy ellenálljon a nagy nyomásnak, miközben megnövelt felületet biztosít a hőátadáshoz.
A lemezbordás hőcserélők nagyfokú rugalmasságot mutatnak, mivel gáz, folyadék és kétfázisú folyadékok bármilyen kombinációjával működhetnek.[3] A több folyamatáram közötti hőátadás is helyet kapott[4], különféle bordamagasságokkal és típusokkal, amelyek különböző belépési és kilépési pontok állnak rendelkezésre minden egyes folyamhoz.
Az uszonyok négy fő típusa a következő: sima, amelyek egyszerű, egyenes uszonyú háromszög vagy téglalap alakú mintákra utalnak; halszálka, ahol az uszonyok oldalra vannak helyezve, hogy cikk-cakk utat biztosítsanak; és fogazott és perforált amelyek a bordákban lévő bevágásokra és perforációkra utalnak, hogy fokozzák az áramlás eloszlását és javítsák a hőátadást.Különböző bordaszerkezetek lemezbordás hőcserélőkhözA lemezbordás hőcserélők hátránya, hogy kis áramlási csatornáik miatt hajlamosak a szennyeződésre. Ezenkívül nem tisztíthatók mechanikusan, és más tisztítási eljárásokat és megfelelő szűrést igényelnek a potenciálisan szennyeződést okozó áramokkal való működéshez.
