热洗浴、温室、养殖等其他地热利用子系统，在不影响原有梯级利用系统的运行的情况下，地热水的利用率将会更高。
[0043]6.该发明涉及的地热水梯级利用的发电、制冷和采暖建筑供能系统，在地热水管路设置阀门，可以实现地热联供系统的全周期运行，负荷率高，调节方便。
[0044]尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
【主权项】
1.一种中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置，包括地热水生产子系统(P)、地热直接换热子系统(DH)和地热水回灌子系统(R)，所述地热水生产子系统(P)由与地热生产井(Pl)连接的潜水栗(P2)组成；所述地热水直接换热子系统(DH)由板式换热器(PHE)组成；所述地热水回灌子系统(R)由地热回灌井(Rl)组成；其特征在于: 该供能系统还包括地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)和地热两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)； 所述地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)包括第一蒸发器(EVA —0RC)、膨胀机(TUR)、第一冷凝器(CON —0RC)、工质栗(PUP)和发电机(GE); 所述地热两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)由高压发生器(HPG)、高压溶液交换器(HPE)、高压吸收器(HPA)、高压溶液栗(HPP)、高压节流阀(HPV)、低压发生器(LPG)Jg压溶液交换器(LPE)、低压吸收器(LPA)、低压溶液栗(LPP)、低压节流阀(LPV)、第二冷凝器(CON)、节流阀(VAL)和第二蒸发器(EVA)组成。2.一种中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能方法，其特征在于:利用如权利要求I所述中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置，其供能方法如下: 所述地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)运行时，所述地热有机朗肯循环发电子系统的有机工质自第一蒸发器(EVA —0RC)依次进入膨胀机(TUR)、第一冷凝器(CON —0RC)和工质栗(PUP)，所述工质栗出口(PUP)与所述第一蒸发器(EVA —0RC)的工质侧进口相连，所述膨胀机(TUR)通过联轴带动配套的发电机(GE)，产生的电力供建筑使用； 所述地热两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)运行时，由地热电站流出的地热尾水并联分为两路进入溴化锂吸收式制冷子系统的高压发生器(HPG)和低压发生器(LPG)以加热溴化锂水溶液；冷剂水在第二蒸发器(EVA)内蒸发吸热变成水蒸气，产生的冷冻水进入建筑供冷回路供建筑夏季使用； 此后，依此通过低压吸收器(LPA)、低压发生器(LPG)、高压吸收器(HPA)和高压发生器(HPG)，在第二冷凝器(CON)中水蒸气被冷凝为液态水，通过节流膨胀阀节流阀(VAL)降压后回到第二蒸发器(EVA)，完成冷剂水的一个循环过程； 与此同时，溴化锂水溶液在两个相互独立的低压级循环回路和高压级循环回路中分别完成各自的周期循环，其中: 所述低压级循环回路在低压吸收器(LPA)和低压发生器(LPG)之间循环，即自低压吸收器(LPA)并依次经过低压溶液栗(LPP)、低压发生器(LPG)、低压溶液节流阀(LPV)和低压吸收器(LPG)后返回低压吸收器(LPA); 所述高压级循环回路在高压吸收器(HPA)和高压发生器(HPG)之间循环，即自高压吸收器(HPA)并依次经过高压溶液栗(HPP)、高压发生器(HPG)、高压溶液节流阀(HPV)和高压吸收器(HPG)后返回至高压吸收器(ΗΡΑ)。3.根据权利要求2所述中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能方法，其特征在于:当地热水温度在90°C?100°C的中低温时，将所述地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)、地热两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)和地热直接换热子系统(DH)进行级联，即:地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)的第一蒸发器(EVA —0RC)通过管道分两路分别与地热两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)的低压发生器(LPG)和高压发生器(HPG)连接，所述低压发生器(LPG)和高压发生器(HPG)通过管道与地热直接换热子系统(DH)的板式换热器(PHE)连接；通过调整设置在第一蒸发器(EVA —ORC)出口与低压发生器(LPG)之间的阀门Vl及设置在第一蒸发器(EVA —0RC)出口与高压发生器(HPG)之间的阀门V2的开启状态，实现地热水的梯级利用供能系统的全周期运行，用于满足不同季节下建筑的动态负荷需求； 同时，将地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)、地热两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)和地热直接换热子系统(DH)的冷却水回路进行级联，即:冷却塔(Cooling tower)通过管道与所述地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)的第一冷凝器(CON —0RC)连接，所述第一冷凝器(CON —0RC)通过管道先后与地热两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)的低压吸收器(LPA)和高压吸收器(HPA)连接，所述高压吸收器(HPA)通过管道与地热直接换热子系统(DH)的板式换热器(PHE)连接；通过设置在冷却塔(Cooling tower)旁路的阀门V3的开启，实现级数的改变和冷却水温位的调节及实现有机朗肯循环发电子系统(ORC)发电冷凝余热的利用、地热两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)冷却水节约和地热直接换热子系统(DH)的回收。4.根据权利要求3所述中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能方法，其特征在于:按照季节的不同有以下情形之一: 夏季工况时，阀门Vl和阀门V2均为开启，阀门V3关闭； 地热水依次进入有机朗肯循环发电子系统(ORC)的第一蒸发器(EVA_0RC)、两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)的高压发生器(HPG)、低压发生器(LPG)和直接换热器(PHE)进行逐级利用；其中，地热水并联接至两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)的高压发生器(HPG)和低压发生器(LPG); 对于梯级利用系统的冷源，利用建筑生活热水回路低温热水，辅以冷却塔，依次对地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)中的第一冷凝器(C0N_0RC)、两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)中的第二冷凝器(CON)和高压吸收器(HPA)、低压吸收器(LPA)进行逐级吸热冷却，再进入地热直接换热子系统(DH)中的板式换热器(PHE)进行加热，加热后的生活热水达到建筑物生活热水的要求后供建筑物使用； 冬季工况时，阀门Vl和阀门V2均为关闭，阀门V3开启； 地热溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)停止运行，地热水依次进入有机朗肯循环发电系统(ORC)中的第一蒸发器(EVA_0RC)和地热直接换热子系统(DH)的板式换热器(PHP)进行逐级利用，减少地热水供入两级溴化锂吸收式制冷子系统(TSARS)，地热水进入地热直接换热子系统(DH)的温度进一步增大；有机朗肯循环发电子系统(ORC)与直接换热采暖用户侧热水系统级联，实现发电冷凝放热的回收，经过板式换热器(PHP)换热后的热水可用来建筑采暖； 冬季结束后过渡季节工况时，阀门Vl和阀门V2均为关闭，阀门V3开启，一是调节地热有机朗肯循环发电子系统(ORC)的热源流量，即在工质侧蒸发温度和冷凝温度保持不变的情况下，降低地热水的流量，进而降低第一蒸发器(EVA_0RC)出口的地热水温度，进而加大地热水的利用温差，降低地热水进入地热直接换热子系统(DH)的温度；二是地热直接换热子系统(DH)运行温位降低后，换热温度由较高温度的冬季采暖模式变为较低温度的生活热水模式。
【专利摘要】本发明公开了一种中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置，主要有机朗肯循环发电、两级溴化锂吸收式制冷和直接换热子系统，通过管路与阀门连接构成一地热水梯级联供系统。为满足用能建筑在不同季节的冷热电需求，地热水供能回路通过阀门控制将地热能供入不同子系统，夏季可满足建筑物的用电用冷需求，冬季可满足建筑的用电采暖需求，过渡季可以满足建筑用电及生活热水的需求，实现中低温地热能的梯级综合利用，提高地热水的利用率。通过各子系统散热端冷源的级联，实现各子系统散热量的合理有效回收，用于满足建筑物的采暖或生活热水热负荷，提高了梯级利用系统的热力学完善度。本发明对减少污染物排放，建设低能耗建筑，具有显著效果。
【IPC分类】F25B15/06, F24D3/18, F01K27/00, F24J3/08
【公开号】CN105135722
【申请号】CN201510522776
【发明人】赵军, 王永真, 安青松, 刘良旭
【申请人】天津大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月21日