Diseño óptimo de parámetros de estructura geométrica de dispositivos de refrigeración semiconductores bajo restricciones de objetivos múltiples

Zhang Xiaobo ,  

Xu Xiangguo ,  

摘要

Se estudia el efecto de los parámetros geométricos de los dispositivos de refrigeración semiconductores, donde a menudo se establecen temperaturas fijas en los extremos caliente y frío, así como la corriente de entrada. En este artículo, al mantener las condiciones de transferencia de calor en los extremos externos caliente y frío y el voltaje de entrada fijos, se analiza uno por uno el efecto de varios parámetros geométricos sobre la capacidad de enfriamiento, el COP y la temperatura del extremo frío. Para cada influencia se proporciona una explicación detallada de su significado físico, revelando la relación de acoplamiento entre estos parámetros. Sobre esta base, se resumen las características restrictivas para la selección de parámetros geométricos considerando tres objetivos de optimización: capacidad de enfriamiento, COP y temperatura del extremo frío. Se propone un diagrama de selección de parámetros geométricos basado en optimización multiobjetivo, que permite obtener rápidamente y de forma clara los mejores parámetros PN según diferentes necesidades. Por ejemplo, bajo las condiciones límite establecidas, cuando la temperatura requerida del extremo frío es de 280 K y la capacidad de enfriamiento es de 15 W, existe una solución óptima para los parámetros geométricos, mientras que cuando la temperatura del extremo frío requerida es de 240 K y la capacidad de enfriamiento es de 100 W, no existen parámetros geométricos que satisfagan simultáneamente ambas demandas.

关键词

Refrigeración semiconductora;Optimización multiobjetivo;Temperatura del extremo frío;Parámetros de estructura geométrica

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