本发明专利技术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。本发明专利技术对减少污染物排放，建设低能耗建筑，具有显著效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种地热水梯级利用的发电、制冷和采暖建筑供能系统，具体涉及地热有机朗肯循环发电系统、地热两级溴化锂吸收式制冷系统和地热直接换热系统等地热利用子系统的集成。并针对建筑物不同季节的不同负荷需求，切换阀门，设置不同的级联运行模式，实现中低温地热能在建筑供能上的梯级综合利用。
技术介绍
世界经济的不断快速增长，带来了煤、石油、天然气等化石资源的日益短缺。同时，能源的过度消耗过程产生的温室效应等环境问题日益突出。因此，寻找新能源及提高能源利用效率已成为应对能源和环境问题的重要策略。近年来，建筑的供冷、供热和用电能耗占全社会的能源消费的比例不断增大，发展洁净、高效的建筑供能系统成为关注的焦点。可再生能源因其优良的环境效益受到广泛关注、其中，地热能因极好的稳定性，逐渐得到了重视。我国是地热资源广泛分布的国家。据统计，在距地表2000m以内，约有13711亿吨标煤的地热能储量，若按照I %的开采率，则可供开发的地热能相当于137亿吨标准煤。经过近几十年来的地质勘查，我国已发现地热区超过3000多处，且主要以低于150°C的中低温地热能为主。我国地热利用形式多样，尽管我国对地热水的开发利用已经取得了不小的发展，但是，地热利用技术手段同国外相比还存在较大差距，主要表现在我国地热利用多数以采暖和洗浴等直接利用为主，地热利用弃水温度高、弃水量大、热能利用率低和地热利用的装备水平比较落后。随着冷热电联产、联供系统在电力供应等方面较为成功的应用，以“梯级开发，综合利用”为基本设计原则的梯级利用系统逐渐在地热利用方面有了拓展，即所谓的地热梯级综合利用，该系统的最大优势就是能够最大限度的降低地热水弃水温度，减小弃水量，最大程度地提高地热水的利用率。同时，有机朗肯循环发电技术的发展，使中低温地热能发电成为可能。另外，两级溴化锂吸收式制冷技术，则可以实现较低温的热能的制冷利用。那么，若将地热有机朗肯循环发电技术、两级溴化锂吸收式制冷技术和地热直接采暖技术有机地结合，用于中低温的地热能的梯级综合利用，则可在满足建筑冷热电负荷需求的同时，最大程度地提高地热水的利用率、有效地减少化石能源的消耗、减少二氧化碳排放，具有重要的节能减排效果。
技术实现思路
针对传统的地热水建筑供暖系统的功能单一、地热水利用率低和较低的系统火用效率，本专利技术从热力学和系统拓扑的角度出发，提出一种地热水梯级利用的发电、制冷和采暖建筑供能系统，具体涉及地热有机朗肯循环发电系统、地热两级溴化锂吸收式制冷系统和地热直接换热系统等地热利用子系统的集成。并针对建筑物不同季节的不同负荷需求，切换阀门，设置不同的级联运行模式，实现中低温地热能在建筑供能上的梯级综合利用。weile为了解决上述技术问题，本专利技术提出的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、地热直接换热子系统和地热水回灌子系统，所述地热水生产子系统由与地热生产井连接的潜水栗组成；所述地热水直接换热子系统由板式换热器组成；所述地热水回灌子系统由地热回灌井组成；该供能系统还包括地热有机朗肯循环发电子系统和地热两级溴化锂吸收式制冷子系统；所述地热有机朗肯循环发电子系统包括第一蒸发器、膨胀机、第一冷凝器、工质栗和发电机；所述地热两级溴化锂吸收式制冷子系统由高压发生器、高压溶液交换器、高压吸收器、高压溶液栗、高压节流阀、低压发生器、低压溶液交换器、低压吸收器、低压溶液栗、低压节流阀、第二冷凝器、节流阀和第二蒸发器组成。本专利技术一种中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能方法，是利用上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依次进入膨胀机、第一冷凝器和工质栗，所述工质栗出口与所述第一蒸发器的工质侧进口相连，所述膨胀机通过联轴带动配套的发电机，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和低压发生器以加热溴化锂水溶液；冷剂水在第二蒸发器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、低压发生器、高压吸收器和高压发生器，在第二冷凝器中水蒸气被冷凝为液态水，通过节流膨胀阀节流阀降压后回到第二蒸发器，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和低压发生器之间循环，即自低压吸收器并依次经过低压溶液栗、低压发生器、低压溶液节流阀和低压吸收器后返回低压吸收器；所述高压级循环回路在高压吸收器和高压发生器之间循环，即自高压吸收器并依次经过高压溶液栗、高压发生器、高压溶液节流阀和高压吸收器后返回至高压吸收器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:最大程度的提高了地热水的利用率和系统的火用效率，匹配建筑不同周期上得灵活供能和实现梯级利用系统冷却水回路和建筑供热回路的高度耦合。【附图说明】图1是本专利技术系统运行示意图【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本专利技术进行解释说明，并不用以限制本专利技术。如图1所示，本专利技术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。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、低压溶液交换器LPE、低压吸收器LPA、低压溶液栗LPPjg压节流阀LPV、第二冷凝器C0N、节流阀VAL和第二蒸发器EVA组成。利用上述中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置实现供能的方法如下: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 _ ORC依次进入膨胀机TUR、第一冷凝器CON — ORC和工质栗PUP，所述工质栗出口 PUP与所述第一蒸发器EVA —ORC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VA本文档来自技高网...
【技术保护点】
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(P1)连接的潜水泵(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(R1)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＿ORC)、膨胀机(TUR)、第一冷凝器(CON＿ORC)、工质泵(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)、高压溶液泵(HPP)、高压节流阀(HPV)、低压发生器(LPG)、低压溶液交换器(LPE)、低压吸收器(LPA)、低压溶液泵(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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，王永真，安青松，刘良旭，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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