Die Optimierung der Regeneratorgeometrie zur Verbesserung der Leistung aktiver elektrokalorischer Kühlgeräte (AER) hat breite Aufmerksamkeit erhalten. In diesem Artikel werden gewellte und konvergierende Strukturen für Parallelplatten verwendet, um die Auswirkungen der elektrischen Feldparameter auf die Geräteleistung vergleichend zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass die konvergierende Struktur den Strömungswiderstand und die Wärmeübertragungseffizienz besser ausbalanciert und unter gleichen Bedingungen die beste Kühlleistung zeigt, gefolgt von der gewellten AER. Zu kurze oder zu lange Betriebzyklen führen zu schlechter Kühlleistung; das Umschalten des elektrischen Feldes bei einer Wärmeübertragung von 63 %~66 % der maximal möglichen Wärme ist die beste Wahl; im gleichen Zyklus gibt es eine optimale Polarisationsdauer (0,2 s), bei der die Kühlleistung der Parallelplatten-, gewellten und konvergierenden AER jeweils 4,16, 4,35 und 4,71 W beträgt und die COP 1,76, 2,04 bzw. 3,17. Mit zunehmender Feldstärke steigt die Kühlleistung exponentiell, wobei die konvergierende AER am stärksten profitiert: von 0,68 W bei 50 MV/m auf 10,06 W bei 225 MV/m, eine Steigerung um ca. das 13,79-fache.

Strukturoptimierung;aktives elektrokalorisches Kühlen;verbesserte Wärmeübertragung;konvergierende Struktur;gewellte Struktur