Angesichts des Problems, dass der Außenwärmetauscher von Wärmepumpen-Klimaanlagen für Elektrofahrzeuge im Winterbetrieb leicht vereist, was die Heizleistung des Systems beeinträchtigt, wurde in diesem Artikel ein experimentelles System entworfen und aufgebaut sowie eine Untersuchung durchgeführt, die die Vereisungseigenschaften eines Mehrstrom-Mikrokanalwärmetauschers analysiert. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass zwischen dem Wachstum der Frostschicht auf der Oberfläche des Außenwärmetauschers und dem Absinken der Oberflächentemperatur eine Kopplung besteht und dass die Verteilung der Frostschicht in den Kanälen ungleichmäßig ist. Dies liegt daran, dass die Dichte des zweiphasigen Kältemittels unterschiedlich ist und die Schwerkraft wirkt, was zu einer Gas-Flüssig-Phasentrennung und einer ungleichmäßigen Verteilung in den Kanälen führt. Zudem führt das Wachstum der Frostbedeckung auf der Oberfläche des Außenwärmetauschers zu einer Verringerung der Temperatur auf der Kältemittelseite des Außenwärmetauschers, des Ansaug- und Ausblasdrucks des Kompressors sowie der Heizleistung, was den spezifischen Energieverbrauch des Kompressors erhöht. Anhand von Daten bei einer Umgebungstemperatur von 0 ℃ zeigt sich, dass bei einer Frostbedeckung von 77,4 % die Abnahmen des Ansaugdrucks, Ausblasdrucks und der Heizleistung jeweils 33,4 %, 12,1 % und 25,8 % betragen, während der spezifische Energieverbrauch um 32,0 % zunimmt, was die Betriebssicherheit des Systems verringert und die Heizleistung nicht mehr ausreicht, um den Heizbedarf des Fahrgastraums zu decken.

Fahrzeugklimaanlage; Wärmepumpe; Vereisungseigenschaften; Mikrokanalwärmetauscher