مبدل حرارتی صفحهای (plate heat exchanger) یا PHE، طرح ویژهای است که برای انتقال حرارت بین سیالات کم فشار یا فشار متوسط مناسب است. مبدلهای حرارتیجوشکاری شده، نیمه جوشکاری شده و زردجوش شده برای انتقال حرارت بین سیالات پر فشار و یا زمانی که نیاز به محصول فشردهتر باشد به کار میروند. در این نوع از مبدلهای حرارتی به جای گذراندن لوله از یک محفظه، از دو محفظه یک در میان استفاده میشود که معمولا عمق آنها نازک است و به وسیله یک صفحه موجدار از بزرگترین وجه از یکدیگر جدا میشوند.
صفحات به کار رفته در مبدلهای حرارتی صفحه و فریم (plate and frame heat exchangers) به وسیله پرس یکتکه ورقهای فلزی به دست میآید. استنلس استیل، یک فلز پرکاربرد در صفحات است زیرا توانایی مقاومت در برابر دما، استحکام و مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد. صفحات اغلب به وسیله گسکتهای آببند لاستیکی که دور تا دور لبه پلیتها را میپوشاند از هم جدا میشوند. پلیتها اغلب به صورتی پرس میشوند که ناودانیهایی را تشکیل دهند که در راستای عمود بر راستای حرکت سیال در کانالهای مبدل حرارتی هستند. ناودانیها به صورتی آرایش داده میشوند که با پلیتهای دیگر مبدل حرارتی در ارتباط باشند که باعث ایجاد کانالهایی با فاصله خالی بین 1.3 تا 1.5 میلیمتر بین پلیتها میشود.
پلیتها باعث میشوند که مساحت سطح بسیار زیاد باشد و انتقال حرارت در سریعترین زمان ممکن انجام شود. نازک کردن هر محفظه ما را مطمئن میکند که بیشتر حجم مایع با صفحات در تماس خواهد بود که این نیز باعث کمک به تبادل میشود. ناودانیها نیز یک جریان توربولانت را برای مایع ایجاد و از آن نگهداری میکنند که باعث به حداکثر رسیدن انتقال حرارت در مبدل میشود. با نرخهای جریان پایین میتوان به درجه بالایی از توربولانس رسید و مجددا ضریب انتقال حرارت را بالاتر برد.
یک مبدل حرارتی صفحهای از صفحات نازک و چینداری تشکیل شده است که در بالا بیان شد. بر حسب کاربرد مبدل حرارتی این صفحات به صورت گسکتی، جوشی یا زردجوشی به یکدیگر وصل شدهاند. صفحات در یک چارچوب صلب به یکدیگر فشرده میشوند تا یک آرایش کانالهای با جریان موازی با سیالات یک در میان سرد و گرم را تشکیل دهند.
در مقایسه با مبدل حرارتی پوسته و لوله (shell and tube heat exchangers)، نزدیکی دما (temperature approach) در یک مبدل حرارتی صفحهای میتواند در حد 1 درجه سانتیگراد باشد در حالی که مبدلهای حرارتی پوسته و تیوب نیازمند نزدیکی دما 5 درجه سانتیگراد و بیشتر هستند. برای یک مقدار مشخص از انتقال حرارت، اندازه مبدلهای حرارتی صفحهای کوچکتر است زیرا صفحات میزان بیشتری از سطح انتقال حرارت را تامین میکنند. افزایش یا کاهش سطح انتقال حرارت در مبدلهای حرارتی پلیتی ساده است و این کار با افزایش یا کاهش صفحات انجام میشود.
تمام مبدلهای حرارتی صفحهای از خارج مشابه هم هستند. تفاوت در درون آنها و در جزییات طراحی پلیت و تکنولوژی به کار رفته برای آببندی است. یک ویژگی مهمی که باید در ارزیابی یک مبدل حرارتی صفحهای مد نظر داشت، شکل چینخوردگی درون مبدل است. دو نوع چینخوردگی وجود دارد: چینخوردگیهای اینترمیت (intermating) و شورون (chevron). معمولا چینخوردگیهای شورون میزان انتقال حرارت را افزایش میدهند در حالی که افت فشار را نیز بالا میبرند و به همین دلیل از چینهای اینترمیت کاربرد بیشتری دارند.