Levylämmönvaihdin on eräänlainen lämmönvaihdinrakenne, joka käyttää levyjä ja ripakammioita lämmön siirtämiseen nesteiden, yleisimmin kaasujen, välillä. Se luokitellaan usein kompaktiksi lämmönvaihtimeksi sen suhteellisen suuren lämmönsiirtopinta-alan ja tilavuuden suhteen korostamiseksi. Levylämmönvaihdinta käytetään laajalti monilla teollisuudenaloilla, mukaan lukien ilmailuteollisuudessa sen kompaktin koon ja keveyden vuoksi, sekä kryogeniikassa, jossa hyödynnetään sen kykyä helpottaa lämmönsiirtoa pienillä lämpötilaeroilla.[1]
Alumiiniseoksesta valmistettuja levyrivalämmönvaihtimia, joita usein kutsutaan juotetuiksi alumiinilämmönvaihtimiksi, on käytetty lentokoneteollisuudessa yli 75 vuoden ajan ja otettu käyttöön kryogeenisessä ilmanerotusteollisuudessa toisen maailmansodan aikoihin ja pian sen jälkeen kryogeenisiin prosesseihin kemiantehtaissa, kuten maakaasun käsittelyssä. Niitä käytetään myös rautateiden moottoreissa ja autoissa. Ruostumattomasta teräksestä valmistettuja levyripoja on käytetty lentokoneissa yli 35 vuoden ajan, ja ne ovat nyt vakiintumassa kemiantehtaille.[2]
Alunperin sen suunnitteli italialainen mekaanikko Paolo Fruncillo. Levylämmönvaihdin on valmistettu aaltopahvikerroksista, jotka on erotettu toisistaan litteillä metallilevyillä, tyypillisesti alumiinilla, muodostaen sarja ripakammioita. Erilliset kuumat ja kylmät nestevirrat virtaavat lämmönvaihtimen vuorottelevien kerrosten läpi, ja ne on ympäröity reunoilta sivupalkeilla. Levylämmönsiirtimen pääkomponentit Lämpö siirtyy yhdestä virrasta ripojen rajapinnan kautta erotinlevyyn ja seuraavan eväsarjan kautta viereiseen nesteeseen. Rivat myös lisäävät lämmönvaihtimen rakenteellista eheyttä ja antavat sen kestää korkeita paineita samalla kun ne tarjoavat laajemman pinta-alan lämmönsiirrolle.
Levylämmönvaihtimien suunnittelussa on suuri joustavuus, koska ne voivat toimia minkä tahansa kaasun, nesteen ja kaksifaasisten nesteiden yhdistelmän kanssa.[3] Lämmönsiirto useiden prosessivirtojen välillä on myös mahdollista [4], ja eri evien korkeuksia ja tyyppejä on eri tulo- ja poistumispisteinä jokaiselle virralle.
Neljä tärkeintä evättyyppiä ovat: tavalliset, jotka viittaavat yksinkertaisiin suoraeväisiin kolmio- tai suorakaiteen muotoisiin malleihin; kalanruoto, jossa evät on sijoitettu sivuttain siksak-polun muodostamiseksi; ja sahalaitainen ja rei'itetty, jotka viittaavat leikkauksiin ja rei'ityksiin eväissä virtauksen jakautumisen lisäämiseksi ja lämmönsiirron parantamiseksi. Erilaisia riparakenteita levylamellilämmönvaihtimilleLevyrivalämmönvaihtimien haittana on, että ne ovat alttiita likaantumaan pienten virtauskanaviensa vuoksi. Niitä ei myöskään voida puhdistaa mekaanisesti, ja ne vaativat muita puhdistusmenetelmiä ja asianmukaista suodatusta toimiakseen mahdollisesti likaantuvien virtojen kanssa.
