CN105135722A - 中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置及方法 - Google Patents

中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置及方法 Download PDF

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Abstract

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。

Description

中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置及方法
技术领域
本发明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。
背景技术
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1％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℃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。
发明内容
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，本发明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，本发明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泵组成；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、工质泵和发电机；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、高压溶液泵、高压节流阀、低压发生器、低压溶液交换器、低压吸收器、低压溶液泵、低压节流阀、第二冷凝器、节流阀和第二蒸发器组成。
本发明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、第一冷凝器和工质泵，所述工质泵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泵、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泵、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，本发明的有益效果是：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是本发明系统运行示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1所示，本发明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。
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。
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和工质泵PUP，所述工质泵出口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泵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泵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HPA。
当地热水温度在90℃～100℃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＿ORC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V1及设置在第一蒸发器EVA＿ORC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：一冷却塔Coolingtower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＿ORC连接，所述第一冷凝器CON＿ORC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Coolingtower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。
本发明中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置按照季节的不同具体运行的流程是：
夏季工况时，阀门V1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_ORC、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CON_ORC、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V1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_ORC和地热直接换热子系统DH的板式换热器PHP进行逐级利用，减少地热水供入溴化锂吸收式制冷系统TSARS后，地热水进入直接换热系统DH的温度可以进一步增大。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，与冬季工况基本模式一样，阀门V1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_ORC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。
下面针对本发明的整个供能系统进行分析：
1.从能量转化角度讲，为实现90～120℃的中低温的地热水的发电利用，本发明采用有机工质为循环工质的有机朗肯循环发电系统ORC，该系统能够实现中低温地热水的发电，且系统具有节能环保、小型紧凑、运行维护成本低等优良特点。区别于传统的燃煤发电循环，有机朗肯循环发电系统ORC的循环工质采用新型环保型制冷剂，如R245fa、R134a、R600等等，它具有较低在较低的温度下蒸发沸腾的特性，目前在70℃以上的热源条件下即可实现发电。
地热有机朗肯循环发电系统ORC运行时，有机工质在蒸发器EVA＿ORC中被地热水加热蒸发为有机蒸汽，进而进入螺杆式膨胀机TUR膨胀发电，发电后进入冷凝器CON被冷却水冷却为饱和液体，再经工质泵PUP加压后再进入蒸发器EVA＿ORC，从而实现发电循环。获得的电力供用能建筑使用。
2.从能量转化角度讲，为实现发电后的低温地热水的制冷利用，本发明采用两级溴化锂吸收式制冷系统TSARS，该系统能够在本发明的热源温度下，实现地热水的制冷，且系统具有节能环保、耗电少等特点。制冷系统循环工质对采用溴化锂水溶液，两级溴化锂吸收式制冷系统TSARS对热源的温度要求要比单效溴化锂吸收式制冷系统的要求更低，60℃以上的热水即可驱动。
地热两级溴化锂吸收式制冷系统TSARS运行时，由上一级的有机朗肯循环发电系统ORC蒸发器EVA_ORC流出的地热水分为两路分别进入两级溴化锂吸收式制冷系统TSARS的高压发生器和低压发生器作为驱动热源以加热溴化锂水溶液；冷剂水在蒸发器内EVA蒸发吸热变成水蒸汽，此后依次通过低压吸收器LPA、低压溶液交换器LPH、低压发生器LPG、高压吸收器HPA、高压溶液交换器HPH和高压发生器HPG，最后在冷凝器CON中被冷凝为液态水，放出热量，在通过节流膨胀阀VAL降压后回到蒸发器EVA，完成冷剂水的一个循环过程；与此同时，吸收剂溴化锂水溶液在两个分开但不独立的回路中分别完成各自的周期性循环，分别是在低压吸收器LPA和低压发生器LPG之间的低压级循环和在高压吸收器HPA和高压发生器HPG之间的高压级循环。获得的冷冻水供用能建筑使用。
3.从能量转化角度讲，为实现地热水的高效换热，本发明在直接换热子系统DH采用板式换热器PHE换热，该换热器具有换热温差小、换热系数高和结构紧凑的特点。地热直接换热子系统DH运行时，热源侧为上一级两级溴化锂吸收式制冷系统TSARS利用后的地热水，通过板式换热器PHE直接加热来自建筑物用户一次回路的循环热水，一次回路循环热水被加热后，与建筑物热二次回路换热，换热后供建筑物采暖或者生活热水使用。建筑物采暖末端为地板辐射系统，相对于传统的散热器采暖系统，具有运行温度低的特征，一般设计为40℃左右。
4.从地热水利用角度讲，为提高地热能的利用率以及满足建筑物不同季节的负荷种类需求，在90℃～120℃的中低温地热水下，将地热有机朗肯循环发电系统ORC、地热两级溴化锂吸收式制冷系统TSARS和地热直接换热系统DH三个地热利用系统进行级联，通过阀门的切换，实现地热水的梯级利用及地热供能系统的全周期运行，满足不同季节下建筑的动态负荷需求，提高地热水的利用率。
5.从系统散热冷却水需求的角度讲，为提高上述地热冷热电联供系统的热力学完善度以及节约系统冷却水耗量，将地热有机朗肯循环发电系统ORC的冷却水系统、地热两级溴化锂吸收式制冷系统TSARS的冷却水系统和地热直接换热系统DH的换热系统进行级联，实现有机朗肯循环发电系统ORC发电冷凝余热的利用、地热两级溴化锂吸收式制冷系统TSARS冷却水节约和地热直接换热系统DH的回收，提高地热梯级利用建筑供能系统的热力完善度。
6.从系统运行控制角度讲，为实现建筑物不同季节下不同工况下的冷热电负荷需求，在地热水级联段和冷却水级联段，分别设置阀门V1、V2和V3，可以实现各子系统的灵活独立运行，满足不同季节下建筑物的冷热电负荷需求。
本发明中低温地热水的发电、制冷和采暖建筑的供能装置具有以下特点：
1.该发明涉及的地热水梯级利用的建筑发电冷热电供能系统，地热水热源可以在90～120℃的范围内，符合我国地热资源的特征，可以实现中低温地热能在建设低能耗建筑的应用。以地热水为能量输入，不消耗化石能源，节能减排效果明显。
2.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，可实现不同季节下中低温地热水的梯级综合利用，满足建筑的不同负荷需求。
3.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的有机朗肯循环发电子系统的循环工质采用R245fa，设计利用地热水温差可达20～30℃，发电效率可达11％。
4.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的地热水两级溴化锂吸收式制冷系统采用溴化锂水溶液为工质对，在设计工况下(70℃的地热水进口，热源温降为5℃)，其性能系数可以达到0.41。
5.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，在地热水进口温度为100℃时，该梯级利用系统最大可利用地热水温差约60℃，地热水利用率达60％。同时，可在梯级利用系统的末级，增加地热洗浴、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。
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。
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。

Claims (4)

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(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。
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1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＿ORC)依次进入膨胀机(TUR)、第一冷凝器(CON＿ORC)和工质泵(PUP)，所述工质泵出口(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(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泵(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泵(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(HPA)。
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℃～100℃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＿ORC)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V1及设置在第一蒸发器(EVA＿ORC)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(Coolingtower)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＿ORC)连接，所述第一冷凝器(CON＿ORC)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(Coolingtower)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V1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_ORC)、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(CON_ORC)、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V1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_ORC)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V1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_ORC)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。
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