熱電耦合

熱電耦合的機理

（1）中長期機理

熱電聯產系統的中長期熱電耦合機理主要是指用戶所關注的熱電聯產系統中長期運行時的經濟性、環保性與節能性等等問題。如何保證在達到規定的負荷需求下，可以減少投資成本和運行、維護費用，減輕對環境的污染，減少一次能源的使用是中長期互補特性研究的重要問題。

（2）短期機理

熱電聯產系統的短期耦合機理，主要是指該系統的調峰特性。即在電網用電高峰期，儘量減少採用電能進行制熱；而在電網谷期，可以使用電能進行制熱滿足當前的熱負荷需求，除此之外，由於谷期電價較低，可以充分使用這期間的電能進行制熱，然後進行蓄能，以備電網高峰期使用。

電熱轉換常見設備

（1）空調系統

空調系統制熱是和空調系統製冷相反的一個過程，室外機冷媒被壓縮機加壓，成為高溫高壓氣體，進入室內機的換熱器（此時為冷凝器），冷凝液化放熱，便成為液體，同時會將室內空氣加熱，從而達到提高室內溫度的最終目的。而液體冷媒經節流裝置減壓，進入室外機的換熱器（此時為蒸發器），蒸發氣化吸熱，成為氣體，同時吸取室外空氣的熱量（室外空氣變得更冷）。成為氣體的冷媒再次進入壓縮機開始下一個循環。正是基於以上一個過程，實現了空調的制熱。

（2）地源熱泵

地源熱泵的制熱過程同樣和製冷過程相反，將陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源（如電能）實現由低品位熱能向高品位熱能轉移。地源熱泵將室內的冷空氣能量輸入到地底，與地下水、江河湖水、水庫水、海水、城市中水、工業尾水、坑道水等各類水資源以及土壤源等進行冷熱交換，實現室內的制熱過程。

（3）電儲熱鍋爐

電儲熱鍋爐採暖就是以電鍋爐為熱源，利用供電電費峰谷差值，在供電谷值時段，以水為加熱熱媒進行加熱，並將其儲存在蓄熱水箱中，在供電尖峰時段關閉電鍋爐，由儲存在蓄熱水箱中的熱水向採暖系統供熱採暖。這樣，它既能使用削峰填谷，又可充分利用廉價的低谷電價，達到經濟運行的目的，使用戶和供電部門都能從中得到實惠。電儲熱鍋爐由電鍋爐本體、電鍋爐控制櫃、保溫式蓄熱裝置、循環泵、水處理裝置等組成，電儲熱鍋爐無燃燒反應，不排出有害氣體、無污染、無噪音，是各種取暖鍋爐污染最少的；同時工作在用電低谷時間段，運行費用低；熱效率高，達到96%以上。

熱電耦合的效果分析

（1）中長期耦合機理分析

熱電聯產系統的中長期耦合機理分析的主要研究問題是在滿足約束條件的前提下，達到經濟性、節能性和環保性等等運行目標。考慮到分時電價、設備的維修使用成本、一次能源的價格、系統運行排出的碳化物與硫化物的數量等等因素，制定運行策略。如圖1為某一系統的熱負荷供給示意圖。

（2）短時耦合機理分析

熱電聯產系統的短時耦合機理分析的主要研究問題是在保證系統與電網聯絡線電功率恆定情況下，如何通過熱電儲能裝置最佳化匹配實現功率實時自趨平衡。隨著用電負荷的持續增加，各控制區域負荷的需求各異，區域電網間出於各自穩定性和經濟性的需求，必須協定聯絡線傳輸的功率值。當系統發生負荷擾動時，能實現維持聯絡線功率為設定值的目的。