In dieser Arbeit wird die experimentelle Untersuchung der Wachstumscharakteristik der Frostschicht auf der Oberfläche eines Rippenrohrwärmetauschers einer Luftquellen-Wärmepumpe vorgestellt. Die Oberflächentemperatur der Frostschicht wurde mit einer Infrarot-Wärmebildkamera gemessen und mit direkter Thermoelementmessung validiert. Es wurde der Einfluss von drei Rippenarten (flach, gewellt, schlitzförmig) und dem Rippenabstand auf die Frostdicke, Frostmenge und Wärmetransfermenge analysiert. Die Wachstumsregel der Frostschicht wurde anhand der Frost-Feuchtluft-Grenzflächebedingungen als treibende Kraft für Wärme- und Stofftransfer untersucht. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Wärme- und Stoffübertragungsantriebskräfte an der Grenzfläche bei gewellten und schlitzförmigen Rippen höher sind als bei flachen Rippen, was zu einer höheren Wachstumsrate der Frostschicht auf deren Oberfläche führt, wobei die Frostwachstumsrate bei schlitzförmigen Rippen im späteren Froststadium deutlich ansteigt; unter den drei Rippenarten weist die Schlitzrippe die kürzeste Frostperiode auf, während die flache die längste aufweist; der durchschnittliche Wärmetransfer bei gewellten Wärmetauschern ist am höchsten und liegt um 0,61 % bzw. 2,67 % über den schlitzförmigen bzw. flachen Wärmetauschern; der Rippenabstand hat einen geringeren Einfluss auf die treibenden Kräfte des Wärme- und Stofftransfers an der Grenzfläche, jedoch wächst mit zunehmendem Rippenabstand die Frostdicke schneller und die Frostperiode verlängert sich, wobei die Frostschicht bei großen Rippenabständen lockerer ist. Unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Wärmemenge und des Luftwiderstands während des Frost-Abtau-Zyklus beträgt der optimale Rippenabstand für gewellte Wärmetauscher unter Frostbedingungen etwa 2,2 m.

Luftquellen-Wärmepumpe;Rippentyp;Rippenabstand;Oberflächentemperatur der Frostschicht