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利用帕尔帖原理，在N型半导体和P型半导体组成的回路中通以电流，即会在NP结处会出现制冷、制热现象，利用这一现象制成的空调称为半导体空调。本文利用半导体空调技术，构建了一种可冷暖兼供的局部空调，目前结合睡眠需求应用于床体，简称空调床。所构建的空调床高2米，宽1.5米，长2.2米，蚊帐采用密织型布料，冬季空调床维持床内温度为22oC，夏季维持床内温度为28oC。在空调床头部设置制冷单元，送风量为1m~3/min；脚部设置制热单元，送风量为2m~3/min。通过空调床负荷计算，确定制冷单元和制热单元均需要两片型号TEC1-12708制冷片。当夏季室温小于30oC时，空调床制冷能将床内温度减低至28oC，当室温高于30oC时，空调床与房间空调联合运行，控制床内温度低于28oC；空调床制热能满足整个冬季的制热要求。本文针对该空调床的耗电特性和“头凉脚暖”特性展开实验研究和理论研究。空调床和房间空调在两个相邻且相同的房间同时运行，房间空调保持整个房间温度为冬季22oC，夏季28oC；空调床仅维持床内温度为冬季22oC，夏季28oC。对比房间空调耗电和空调床耗电，即能得出空调床的耗电特性。在空调床内部的头部、脚部、腰部放置温度测点，分别在冬季、夏季测量这三个区域的平均温度，则可以验证空调床是否能实现“头凉脚暖”的特殊睡眠环境。建立空调床耗电量理论模型，根据该理论模型编写TRNSYS部件。在TRNSYS中以上海地区为例，建立建筑空调和空调床耦合运行模型，最后与房间空调的全年能耗对比，得到空调床的全年节能率。实验数据显示：（1）空调床单独运行可满足上海整个冬季的制热需求，相对房间空调，空调床节能率约为85%；夏季只有在室温小于30oC时，空调床单独运行能降低床内温度至28oC，此时节能率约为80%；当室温大于30oC时，空调床需与房间空调联合运行来降低床内温度，此时与房间空调单独运行相比，节能率约为9%；（2）冬季脚部加热，脚部温度比头部温度高约4oC至6oC，夏季头部制冷，脚部温度比头部温度高约1oC，可见“头凉脚暖”效果在冬季明显，而在夏季微弱；（3）对比空调床耗电量计算值与实验值值，两者相对误差小于20%。模拟结果显示：（1）在普通居室中使用空调床，冬季可节能43%，夏季可节能13%；在节能居室中使用空调床，冬季和夏季可分别节能39%和7.5%。（2）空调床夏季制冷量小，适合运行的时间短，节能率低，因此将空调床夏季送、回风方式改为上送下回，这样送风口远离头部，可以增大制冷量，使空调床满足整个夏季的制冷需求。用TRNSYS对改进后的空调床进行全年能耗模拟，可知在普通居室和节能居室中夏季使用改进空调床，节能率分别为45%和38%。