一种热管式取热集成冷电热联用的采-用一体化地热系统

技术领域

本发明涉及地热能开发利用技术领域，尤其是一种热管式取热集成冷电热双模联用的采-用一体化地热系统。

背景技术

地热能是一种清洁的可再生能源，开发利用地热能现已逐渐成为世界各国新能源发展的战略方向之一。目前，地热资源开发已从中浅层水热型资源，向着温度更高，储藏量更大，分布范围更广的中深层地热、干热岩资源等更深赋存地层发展。地热资源开发利用的发展方向也从供暖、洗浴等供热利用模式，向地热制冷及发电等供冷供电等利用模式拓展。

传统的地热开采方式，通常通过抽取地下热水，或抽取向地下热储注入的流体工质作为载热工质进行地热开采，不仅需要消耗额外的泵功，还存在工质流失、管道结垢以及地下水回灌等问题。近年来，“取热不取水”的地热能开发模式成为新的技术发展方向。

热管是目前人们所知的热量传输效率最高的元件之一，通过热管内工质的气液相变，可以将热量迅速地从地下高温热储传输到地表。相比于常规地热开采方案，使用热管来开采地下热储中的热能不需要消耗额外的泵功，同时由于载热工质仅在管内循环，可以有效避免出现工质流失、管道结垢以及地下水回灌等问题。在用于开采地热的热管内，工质受地下热储加热后形成蒸汽流沿热管向上流动，经地面热利用部件后冷凝成液相回流到蒸发段。以热管内产生的蒸汽为循环工质，无需闪蒸即可进行发电循环，而且相比液体工质，蒸汽工质的品位高，可用能密度更大。因此，与其他取用地下热水或注采热水进行热利用的地热开采技术相比，利用热管产生的蒸汽进行制冷及发电的技术方案，更具有综合开发利用的前景。目前，针对热管开采地热能的新技术，仍没有相应的综合性冷电热利用技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种热管式取热集成冷电热联用的采-用一体化地热系统。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种热管式取热集成冷电热联用的采-用一体化地热系统，包括地下热管、蒸汽泵、第一吸收床、第二吸收床、第一冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、蓄液箱、平衡阀、汽轮机、与汽轮机相连的发电机、第二冷凝器、与第二冷凝器相连的热利用设备、与第二冷凝器相连的加压泵、以及相关联接阀门组件；所述地下热管包括蒸发段、绝热段和回流段，所述蒸发段位于地下高温热储内；所述回流段顶部位于地面，并开有抽气孔、蒸汽出口和回液入口；所述地下热管以水、二氧化碳、氨、有机工质中的至少一种为载热工质，或，所述地下热管以水、二氧化碳、氨、有机工质中的至少一种，并添加金属氧化物纳米颗粒形成的纳米流体为载热工质；所述地下热管的蒸汽出口与所述蒸汽泵连接，所述地下热管的回液入口与所述蓄液罐相连；所述第一吸收床、第二吸收床、汽轮机均与所述蒸汽泵出口相连，所述汽轮机的蒸汽出口与所述第二冷凝器相连；所述第一吸收床、第二吸收床、加压泵与所述蓄液罐相连；所述第一冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器依次首尾连接，所述第一吸收床、第二吸收床分别与所述第一冷凝器连接；所述蒸发器出口与第一吸收床、第二吸收床分别连接；所述第一吸收床通过所述平衡阀与所述第二吸收床连接。

本系统能利用热管式地热开采系统产生的高温蒸汽工质，通过多个阀门组件控制蒸汽的能量输运路径和流量，实现连续制冷和蒸汽发电双模热利用，同时通过对热管液态工质回流流量的控制，可及时调节热管内的充液量，使热管工作于最佳运行状态，实现稳定高效的地热能提取和开发利用，为地面建筑等场所设施提供清洁环保的冷量、电量和热量。

所述蒸汽泵出口，分为两路，一路连接制冷回路侧，另一路连接发电循环侧；相关联接阀门组件包括第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀、第五调节阀、第六调节阀、第七调节阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第八开关阀、第九开关阀；所述第一吸收床、第二吸收床、第一冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、蓄液箱、平衡阀、第二调节阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四调节阀、第四开关阀、第三调节阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第五调节阀、第八开关阀形成所述制冷回路侧；所述第一吸收床与所述第二吸收床均设有换热工质流道和制冷剂流道；所述第一吸收床的换热工质流道设有两个入口，其一入口通过所述第二调节阀与所述蒸汽泵出口连接，其另一入口通过所述第八开关阀与冷却水管道连接；所述第一吸收床的换热工质流道设有两个出口，其一出口通过所述第一开关阀与所述蓄液箱连接，其另一出口通过所述第五调节阀与冷却水排出管道连接；所述第二吸收床的换热工质流道设有两个入口，一入口通过所述第三调节阀与所述蒸汽泵出口连接，其另一入口通过所述第五调节阀与冷却水管道连接；所述第二吸收床的换热工质流道设有两个出口，其一出口通过所述第五开关阀与所述蓄液箱连接，其另一出口通过所述第四调节阀与冷却水排出管道连接；所述第一吸收床的制冷剂流道设有两个制冷剂进出口，其一进出口通过所述第二开关阀与所述第一冷凝器连接，其另一进出口通过所述第七开关阀与所述蒸发器连接；所述第二吸收床的制冷剂流道设有两个制冷剂进出口，其一进出口通过所述第六开关阀与所述第一冷凝器连接，其另一进出口通过所述第三开关阀与所述蒸发器连接；所述储液罐出口通过所述第一调节阀与所述地下热管的回液入口连接；所述第二调节阀、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四调节阀、第四开关阀标为A组阀门；所述第三调节阀、第五开关阀、第六开关阀、第七开关阀、第五调节阀、第八开关阀标为B组阀门；制冷循环不工作时，A、B两组阀门均关闭；制冷循环工作时，A、B两组阀门根据程序设置，一组开启时，另一组关闭；当A组阀门打开，B组阀门关闭，地下热管产生的蒸汽，首先经过所述第二调节阀进入第一吸收床，放出热量冷凝成液态，经所述第一开关阀流入所述蓄液箱，最后经过所述第一调节阀回流至地下热管，同时，所述第一吸收床的制冷介质吸热析出高温制冷剂蒸汽，经所述第二开关阀进入所述第一冷凝器放热冷凝，形成高压液态，经过所述电子膨胀阀降压，进入所述蒸发器吸热制冷，汽化为气态，最后经过所述第三开关阀流到所述第二吸收床被吸收放出热量，加热经所述第四调节阀流入的冷却水，冷却水被加热后从所述第四开关阀流出；当所述第一吸收床的浓度小于吸收床设定数值X时，A组阀门关闭，B组阀门打开，所述地下热管产生的蒸汽，首先经过所述第三调节阀进入所述第二吸收床，放出热量冷凝成液态，经过所述第五开关阀流入所述蓄液箱，最后经过所述第一调节阀回流至所述地下热管，同时，所述第二吸收床的制冷介质吸热析出高温制冷剂蒸汽，经所述第六开关阀进入所述第一冷凝器放热冷凝，形成高压液态，经过所述电子膨胀阀降压，进入所述蒸发器吸热制冷，汽化为气态，最后经过所述第七开关阀流到所述第一吸收床被吸收放出热量，加热经过所述第五调节阀流入的冷却水，冷却水被加热后从所述第八开关阀流出。

所述汽轮机、发电机、第二冷凝器、热利用设备、第七调节阀、第九开关阀、加压泵形成所述发电循环侧；所述蒸汽泵出口通过所述第六调节阀与所述汽轮机相连；所述第二冷凝器的冷却水进口通过所述第七调节阀与所述热利用设备出口连接，所述第二冷凝器的冷却水出口通过所述第九开关阀与所述热利用设备进口连接；所述第二冷凝器的冷凝水出口通过所述加压泵接入所述储液罐。

系统以所述地下热管内产生的工质蒸汽为循环工质，进行制冷和电热双模式热利用；所述地下热管吸收高温热储的热量后，产生的工质蒸汽分为两路，一路为发电侧蒸汽回路，另一路为制冷侧蒸汽回路，发电侧蒸汽回路的蒸汽通过所述第六调节阀进入所述汽轮机膨胀做功驱动所述发电机发电，并经过所述第二冷凝器冷凝和所述加压泵加压后收集于所述储液罐；制冷侧蒸汽回路的蒸汽通过所述第二调节阀进入第一吸收床、或蒸汽通过所述第三调节阀进入第二吸收床后，在吸收床内冷凝放热，加热吸收床的制冷介质，使制冷剂脱附，驱动制冷剂经行制冷循环；工质蒸汽冷凝成液态后，收集于所述储液罐；发电侧蒸汽回路与制冷侧蒸汽回路的蒸汽冷凝液均收集于所述储液罐后，并通过所述第一调节阀进入回液入口而回流到所述地下热管。

系统通过控制阀门组件通断，改变蒸汽工质和制冷剂的流向，实现利用热管蒸汽进行连续吸收式制冷；对A、B两组阀门进行程序设置：制冷循环关闭时，A、B两组阀门均关闭；制冷循环工作时，A、B组阀门的开合关系通过两吸收床的浓度进行判断，当A组阀门打开，B组阀门关闭时，若所述第二吸收床的制冷剂浓度大于所述第一吸收床的制冷剂浓度超过设定数值X，则令B组阀门打开，A组阀门关闭；当B组阀门打开，A组阀门关闭时，若所述第一吸收床的制冷剂浓度大于所述第二吸收床的制冷剂浓度超过设定数值X，则令A组阀门打开，B组阀门关闭；X值根据制冷系统要求设定；当A组阀门打开，B组阀门关闭，所述地下热管产生的蒸汽加热所述第一吸收床，所述第一吸收床析出高温制冷剂蒸汽，床内制冷剂浓度不断下降，同时冷却水冷却所述第二吸收床，所述第二吸收床内吸收制冷剂蒸汽，床内制冷剂浓度不断上升；当所述第一吸收床的浓度降低至小于所述第二吸收床设定值时，A组阀门关闭，B组阀门开启，所述地下热管产生的蒸汽加热所述第二吸收床，所述第二吸收床析出高温制冷剂蒸汽，床内制冷剂浓度不断下降，同时冷却水冷却所述第一吸收床，所述第一吸收床内吸收制冷剂蒸汽，床内制冷剂浓度不断上升；当所述第二吸收床的浓度降低至小于所述第一吸收床设定值时，阀门A组阀门打开，B组阀门关闭，循环往复；所述第一吸收床、所述第二吸收床之间的平衡阀用以调节两吸收床的液位和浓度平衡，制冷系统工作时关闭。所述制冷回路侧的制冷循环可根据地热条件和用户需求进行设计计算，选择吸收式制冷循环或吸附式制冷循环；吸附式制冷循环包括单效吸附式制冷循环、双效吸附式制冷循环或多效吸附式制冷循环；吸收式制冷循环包括单效吸收式制冷循环、双效吸收式制冷循环或多效吸收式制冷循环；使用吸收式制冷循环时，所述第一吸收床、第二吸收床以液体吸收剂-制冷剂组合为制冷介质对，第一吸收床、第二吸收床的工作介质为用以制取冷量的制冷剂和用以吸收、解吸制冷剂的吸收剂所组成工质对。其中吸收剂包括溴化锂、氯化锂、碘化锂、氯化钙、乙胺、甲胺、硫氰酸钠、四乙醇二甲基乙醚或水中的至少一种，制冷剂包括水、氨、二氧化碳、R134a、R12、R22或甲醇。使用吸附式制冷循环时，第一吸收床、第二吸收床均设为吸附床，两吸收床以固体吸附剂-制冷剂组合为制冷介质对，工作介质包括用以制取冷量的制冷剂和用以吸收或解吸制冷剂的固体吸附剂，二者组成工质对。其中制冷剂包括水、氨、二氧化碳、R134a、R12、R22或甲醇，固体吸附剂包括硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛、活性炭或氯化钙中的至少一种。

所述热利用设备以水为冷却液工质进行开式或闭式循环。

与现有技术对比，本发明的优点在于：

1.本发明利用热管内的相变作用产生的高品位蒸汽工质，直接驱动制冷循环及汽轮机发电循环，自发地实现地热资源的开采利用，不需要提供辅助动力来维持系统运行；在系统运行过程中，热管载热工质耦合了地下和地面的热力循环，全过程为封闭式循环，不与岩石和环境空气接触，避免了工质损失、管道结垢以及环境污染等问题；

2.本发明通过阀门组件联动设计，实现了发电/制冷的单工作模式切换，以及双工作模式下的功率分配调节；

3.本发明通过阀门组件联动设计，控制载热工质和制冷工质两种流体工质的流向切换，实现了吸收式制冷系统对热管蒸汽的连续利用，不仅实现热管蒸汽制冷的连续稳定性，同时也避免了制冷循环负荷波动造成的热管运行不稳定，有效避免能量供耗不匹配造成的热力系统震荡问题；

4.本发明能通过控制制冷侧及发电侧的调节阀结合蒸汽泵实现蒸汽的流量分配，从而调节制冷量和发电量；通过回液流量调节阀，可根据实际负荷调节热管内运行状态进行供耗匹配，调节管内注液量，实现管内不积液、不干烧，且维持在导热性和稳定性较高的膜态沸腾，最终实现地热开采利用的效率最大化。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例吸收床与第二冷凝器共用热利用设备的系统结构示意图。

图中附图标记含义：1、地下热管；2、蒸汽泵；3、第一吸收床；4、第二吸收床；5、第一冷凝器；6、电子膨胀阀；7、蒸发器；8、蓄液箱；9、第一调节阀；10、平衡阀；11、汽轮机；12、发电机；13、第二冷凝器；14、热利用设备；15、加压泵；111、第二调节阀；112、第一开关阀；113、第二开关阀；114、第三开关阀；115、第四调节阀；116、第四开关阀；121、第三调节阀；122、第五开关阀；123、第六开关阀；124、第七开关阀；125、第五调节阀；126、第八开关阀；201、第六调节阀；202、第七调节阀；203、第九开关阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

参阅图1及图2，为一种热管式取热集成冷电热联用的采-用一体化地热系统，包括地下热管1、蒸汽泵2、第一吸收床3、第二吸收床4、第一冷凝器5、电子膨胀阀6、蒸发器7、蓄液箱8、平衡阀10、汽轮机11、与汽轮机11相连的发电机12、第二冷凝器13、与第二冷凝器13相连的热利用设备14、与第二冷凝器13相连的加压泵15、以及相关联接阀门组件；地下热管1包括蒸发段、绝热段和回流段，蒸发段位于地下高温热储内；回流段顶部位于地面，并开有抽气孔、蒸汽出口和回液入口；地下热管1以水、二氧化碳、氨、有机工质中的至少一种为载热工质，或，地下热管1以水、二氧化碳、氨、有机工质中的至少一种，并添加金属氧化物纳米颗粒形成的纳米流体为载热工质；地下热管1的蒸汽出口与蒸汽泵2连接，地下热管1的回液入口与蓄液罐相连；第一吸收床3、第二吸收床4、汽轮机11均与蒸汽泵2出口相连，汽轮机11的蒸汽出口与第二冷凝器13相连；第一吸收床3、第二吸收床4、加压泵15与蓄液罐相连；第一冷凝器5、电子膨胀阀6、蒸发器7依次首尾连接，第一吸收床3、第二吸收床4分别与第一冷凝器5连接；蒸发器7出口与第一吸收床3、第二吸收床4分别连接；第一吸收床3通过平衡阀10与第二吸收床4连接。

本系统能利用热管式地热开采系统产生的高温蒸汽工质，通过多个阀门组件控制蒸汽的能量输运路径和流量，实现连续制冷和蒸汽发电双模热利用，同时通过对热管液态工质回流流量的控制，可及时调节热管内的充液量，使热管工作于最佳运行状态，实现稳定高效的地热能提取和开发利用，为地面建筑等场所设施提供清洁环保的冷量、电量和热量。本系统中，“采”是指地热开采，本系统主要靠热管技术实现地热开采取热；“用”是指地热能利用，本系统通过除地下热管外的其他设备(地面设备)实现冷电热联用。

蒸汽泵2出口，分为两路，一路连接制冷回路侧，另一路连接发电循环侧；相关联接阀门组件包括第一调节阀9、第二调节阀111、第三调节阀121、第四调节阀115、第五调节阀125、第六调节阀201、第七调节阀202、第一开关阀112、第二开关阀113、第三开关阀114、第四开关阀116、第五开关阀122、第六开关阀123、第七开关阀124、第八开关阀126、第九开关阀203；第一吸收床3、第二吸收床4、第一冷凝器5、电子膨胀阀6、蒸发器7、蓄液箱8、平衡阀10、第二调节阀111、第一开关阀112、第二开关阀113、第三开关阀114、第四调节阀115、第四开关阀116、第三调节阀121、第五开关阀122、第六开关阀123、第七开关阀124、第五调节阀125、第八开关阀126形成制冷回路侧；第一吸收床3与第二吸收床4均设有换热工质流道和制冷剂流道；第一吸收床3的换热工质流道设有两个入口，其一入口通过第二调节阀111与蒸汽泵2出口连接，其另一入口通过第八开关阀126与冷却水管道连接；第一吸收床3的换热工质流道设有两个出口，其一出口通过第一开关阀112与蓄液箱8连接，其另一出口通过第五调节阀125与冷却水排出管道连接；第二吸收床4的换热工质流道设有两个入口，一入口通过第三调节阀121与蒸汽泵2出口连接，其另一入口通过第五调节阀125与冷却水管道连接；第二吸收床4的换热工质流道设有两个出口，其一出口通过第五开关阀122与蓄液箱8连接，其另一出口通过第四调节阀115与冷却水排出管道连接；第一吸收床3的制冷剂流道设有两个制冷剂进出口，其一进出口通过第二开关阀113与第一冷凝器5连接，其另一进出口通过第七开关阀124与蒸发器7连接；第二吸收床4的制冷剂流道设有两个制冷剂进出口，其一进出口通过第六开关阀123与第一冷凝器5连接，其另一进出口通过第三开关阀114与蒸发器7连接；储液罐出口通过第一调节阀9与地下热管1的回液入口连接；第二调节阀111、第一开关阀112、第二开关阀113、第三开关阀114、第四调节阀115、第四开关阀116标为A组阀门；第三调节阀121、第五开关阀122、第六开关阀123、第七开关阀124、第五调节阀125、第八开关阀126标为B组阀门；制冷循环不工作时，A、B两组阀门均关闭；制冷循环工作时，A、B两组阀门根据程序设置，一组开启时，另一组关闭；当A组阀门打开，B组阀门关闭，地下热管1产生的蒸汽，首先经过第二调节阀111进入第一吸收床3，放出热量冷凝成液态，经第一开关阀112流入蓄液箱8，最后经过第一调节阀9回流至地下热管1，同时，第一吸收床3的制冷介质吸热析出高温制冷剂蒸汽，经第二开关阀113进入第一冷凝器5放热冷凝，形成高压液态，经过电子膨胀阀6降压，进入蒸发器7吸热制冷，汽化为气态，最后经过第三开关阀114流到第二吸收床4被吸收放出热量，加热经第四调节阀115流入的冷却水，冷却水被加热后从第四开关阀116流出；当第一吸收床3的浓度小于吸收床设定数值X时，A组阀门关闭，B组阀门打开，地下热管1产生的蒸汽，首先经过第三调节阀121进入第二吸收床4，放出热量冷凝成液态，经过第五开关阀122流入蓄液箱8，最后经过第一调节阀9回流至地下热管1，同时，第二吸收床4的制冷介质吸热析出高温制冷剂蒸汽，经第六开关阀123进入第一冷凝器5放热冷凝，形成高压液态，经过电子膨胀阀6降压，进入蒸发器7吸热制冷，汽化为气态，最后经过第七开关阀124流到第一吸收床3被吸收放出热量，加热经过第五调节阀125流入的冷却水，冷却水被加热后从第八开关阀126流出。本实施例中，设定数值X的数值范围为0～±100000ppm。

本实施例中，蒸汽泵2用于调节制冷和发电循环的总蒸汽量和压力，进而改变热管内的蒸汽压差和上升速率；制冷侧的阀门组件用以调节制冷回路侧的蒸汽流量和压力，控制吸收床内制冷剂的蒸发速率，从而调节制冷量；发电侧的阀门组件用以调节发电回路侧的蒸汽流量和压力，从而控制发电功率。当热管使用高压工质时，无需进行泵吸，蒸汽泵2可省略，由调制冷侧阀门组件和发电侧的调节阀直接调节两路循环的压力和流量。

汽轮机11、发电机12、第二冷凝器13、热利用设备14、第七调节阀202、第九开关阀203、加压泵15形成发电循环侧；蒸汽泵2出口通过第六调节阀201与汽轮机11相连；第二冷凝器13的冷却水进口通过第七调节阀202与热利用设备14出口连接，第二冷凝器13的冷却水出口通过第九开关阀203与热利用设备14进口连接；第二冷凝器13的冷凝水出口通过加压泵15接入储液罐。

系统以地下热管1内产生的工质蒸汽为循环工质，进行制冷和电热双模式热利用；地下热管1吸收高温热储的热量后，产生的工质蒸汽分为两路，一路为发电侧蒸汽回路，另一路为制冷侧蒸汽回路，发电侧蒸汽回路的蒸汽通过第六调节阀201进入汽轮机11膨胀做功驱动发电机12发电，并经过第二冷凝器13冷凝和加压泵15加压后收集于储液罐；制冷侧蒸汽回路的蒸汽通过第二调节阀111进入第一吸收床3、或蒸汽通过第三调节阀121进入第二吸收床4后，在吸收床内冷凝放热，加热吸收床的制冷介质，使制冷剂脱附，驱动制冷剂经行制冷循环；工质蒸汽冷凝成液态后，收集于储液罐；发电侧蒸汽回路与制冷侧蒸汽回路的蒸汽冷凝液均收集于储液罐后，并通过第一调节阀9进入回液入口而回流到地下热管1。地下热管1和蒸汽流动的管路均为真空封闭环境，进行相应保温。第一调节阀9，用于对地下热管1内的工质量进行调节和控制，从而根据发电和制冷负荷情况，控制地下热管1内的工质沸腾状况，使地下热管1运行于最佳工作状态。

系统通过控制阀门组件通断，改变蒸汽工质和制冷剂的流向，实现利用热管蒸汽进行连续吸收式制冷；对A、B两组阀门进行程序设置：制冷循环关闭时，A、B两组阀门均关闭；制冷循环工作时，A、B组阀门的开合关系通过两吸收床的浓度进行判断，当A组阀门打开，B组阀门关闭时，若第二吸收床4的制冷剂浓度大于第一吸收床3的制冷剂浓度超过设定数值X，则令B组阀门打开，A组阀门关闭；当B组阀门打开，A组阀门关闭时，若第一吸收床3的制冷剂浓度大于第二吸收床4的制冷剂浓度超过设定数值X，则令A组阀门打开，B组阀门关闭；X值根据制冷系统要求设定；当A组阀门打开，B组阀门关闭，地下热管1产生的蒸汽加热第一吸收床3，第一吸收床3析出高温制冷剂蒸汽，床内制冷剂浓度不断下降，同时冷却水冷却第二吸收床4，第二吸收床4内吸收制冷剂蒸汽，床内制冷剂浓度不断上升；当第一吸收床3的浓度降低至小于第二吸收床4设定值时，A组阀门关闭，B组阀门开启，地下热管1产生的蒸汽加热第二吸收床4，第二吸收床4析出高温制冷剂蒸汽，床内制冷剂浓度不断下降，同时冷却水冷却第一吸收床3，第一吸收床3内吸收制冷剂蒸汽，床内制冷剂浓度不断上升；当第二吸收床4的浓度降低至小于第一吸收床3设定值时，阀门A组阀门打开，B组阀门关闭，循环往复；第一吸收床3、第二吸收床4之间的平衡阀10用以调节两吸收床的液位和浓度平衡，制冷系统工作时关闭。

制冷回路侧的制冷循环可根据地热条件和用户需求进行设计计算，选择吸收式制冷循环或吸附式制冷循环；吸附式制冷循环包括单效吸附式制冷循环、双效吸附式制冷循环或多效吸附式制冷循环；吸收式制冷循环包括单效吸收式制冷循环、双效吸收式制冷循环或多效吸收式制冷循环；使用吸收式制冷循环时，第一吸收床3、第二吸收床4的工作介质为用以制取冷量的制冷剂和用以吸收、解吸制冷剂的吸收剂所组成工质对。其中吸收剂包括溴化锂、氯化锂、碘化锂、氯化钙、乙胺、甲胺、硫氰酸钠、四乙醇二甲基乙醚或水中的至少一种，制冷剂包括水、氨、二氧化碳、R134a、R12、R22或甲醇。使用吸附式制冷循环时，第一吸收床3、第二吸收床4均设为吸附床，工作介质包括用以制取冷量的制冷剂和用以吸收或解吸制冷剂的固体吸附剂，二者组成工质对。其中制冷剂包括水、氨、二氧化碳、R134a、R12、R22或甲醇，固体吸附剂包括硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛、活性炭、氯化钙中的至少一种。

热利用设备14以第二冷凝器13的冷却液为工质进行开式或闭式循环。热利用设备14以第二冷凝器13的冷却液为工质进行开式或闭式循环对冷凝器蒸汽冷凝换热量进行利用，包括且不限于热用户、热泵以及其他一级或多级换热设备。

系统的安装：

1)通过地质勘查选取地热靶区，并由地面向高温热储钻井，高温热储包括但不限于水热型地热、干热岩地热、以及通过水力激发等手段建造的人工热储。

2)将热管置于钻井内并进行固定和绝热段保温，钻井包括但不限于竖直型钻井、倾斜型钻井和水平型钻井，热管包括且不限于光管、含导流结构的热管和含气液分离结构的热管等，保温包括但不限于夹层抽真空套管、夹层填充硅酸盐、岩棉、泡沫塑料等多孔绝热材料、管壁镀镍、铝箔或镀金属的聚酯、聚酰亚胺薄膜等热反射材料。

3)地下热管1的蒸汽出口经过蒸汽泵2后分为两路，一路通过第二调节阀111连接第一吸收床3的换热工质通道入口、通过第三调节阀121连接第二吸收床4的换热工质通道入口；第一吸收床3、第二吸收床4的体积和结构根据制冷量和制冷剂特性进行设计计算，经吸收床后出口分别经第一开关阀112、第五开关阀122与密封式储液罐入口相连，储液罐的体积高度按照系统所需的循环工质量进行设计计算，储液罐的出口经第一调节阀9后与地下热管1的液体工质入口(回液入口)相连。对地面设施中的吸收床和储液罐等蒸汽流通的管道及设备进行保温处理。

4)接冷却水分为两路，一路经第五调节阀125后与第一吸收床3的换热工质通道入口相连，一路经第四调节阀115后与第二吸收床4的换热工质通道入口相连。经过第一吸收床3、第二吸收床4后经开关阀(第四开关阀116、第八开关阀126)汇合后可根据使用条件选择排出或利用冷却塔等方式进行冷却循环。第一吸收床3、第二吸收床4可同时供热于发电循环侧冷却第二冷凝器13的热利用设备14：第四调节阀115、第五调节阀125连接热利用设备14的循环工质出口，第四开关阀116、第八开关阀126连接热利用设备14的循环工质入口。

5)两吸收床的制冷剂出口分别经过第二开关阀113、第六开关阀123与第一冷凝器5相连，第一冷凝器5、电子膨胀阀6、蒸发器7依次相连，蒸发器7分别经过第三开关阀114、第七开关阀124流入两吸收床的制冷剂入口。

6)两吸收床的制冷剂入口之间通过一个平衡阀10连接。

7)蒸汽泵2另一出口经调节阀连接汽轮机11，驱动发电机12做功，汽轮机11及发电机12的体积和结构根据蒸汽量和发电功率进行设计计算，经汽轮机11膨胀后进入第二冷凝器13，第二冷凝器13的体积高度及换热功率按照系统所需的换热量进行设计计算，第二冷凝器13的冷却水进出口与热利用设备14进出口相连，热利用设备14包括但不限于热利用用户端，冷却塔，热泵等。第二冷凝器13的出口经加压泵15后与储液罐相连，储液罐经第一调节阀9接入地下热管1。对地面设施中的汽轮机11和冷凝器等蒸汽流通的管道及设备进行保温处理。

8)完成管路连接后，进行发电侧和制冷侧的阀门组件的控制设定。注意，第一冷凝器5和蒸发器7之间的电子膨胀阀6用以制冷剂压力调节，非阀门组件；两个吸收床之间的平衡阀10用以平衡两个吸收床的制冷剂浓度，正常工作时应闭合，非阀门组件。储液罐与地下热管1之间的第一调节阀9用以统一调节回流液体工质流量，非阀门组件。

蒸汽泵2与汽轮机11之间的第六调节阀201，第二冷凝器13和热利用设备14之间的第七调节阀202、第九开关阀203为发电循环侧阀门组，其中第六调节阀201为发电侧蒸汽的流量控制阀，七调节阀、第九开关阀203为发电侧冷却水控制阀；第二调节阀111、第一开关阀112、第二开关阀113、第三开关阀114、第四调节阀115、第四开关阀116及第三调节阀121、第五开关阀122、第六开关阀123、第七开关阀124、第五调节阀125、第八开关阀126为制冷侧连续制冷控制的两组联动阀门组件，分为AB两组分别进行联动控制，第二调节阀111、第一开关阀112、第二开关阀113、第三开关阀114、第四调节阀115、第四开关阀116标记为A组，第三调节阀121、第五开关阀122、第六开关阀123、第七开关阀124、第五调节阀125、第八开关阀126标记为B组。AB两组阀门交替开启，使两个吸收床根据吸收床内制冷剂浓度交替担任吸收和蒸发制冷剂的功能。

具体设置如下：制冷循环关闭时，AB两组阀门均关闭；制冷循环工作时，AB组阀门的开合关系通过吸收床的浓度进行判断，当A组阀门打开，B组阀门关闭时，若第二吸收床4的制冷剂浓度大于第一吸收床3的制冷剂浓度超过设定数值X，令B组阀门打开，A组阀门关闭；当B组阀门打开，A组阀门关闭时，若第一吸收床3的制冷剂浓度大于第二吸收床4的制冷剂浓度超过设定数值X，令A组阀门打开，B组阀门关闭。设定数值X根据制冷循环需求进行设定。完成阀门设置后，关闭各阀门，打开两个吸收床之间的平衡阀10，通过第一吸收床3或第二吸收床4的制冷剂通道进液口注入制冷剂，达到设计的浓度后，关闭进液口，待两吸收床平衡后，关闭平衡阀10。制冷循环侧可根据地热条件和用户需求进行设计计算，择优选择使用吸收式制冷循环或吸附式制冷循环；吸附式制冷循环包括单效吸附式制冷循环、双效吸附式制冷循环或多效吸附式制冷循环；吸收式制冷循环包括单效吸收式制冷循环、双效吸收式制冷循环或多效吸收式制冷循环；使用吸收式制冷循环时，第一吸收床3、第二吸收床4的工作介质为用以制取冷量的制冷剂和用以吸收、解吸制冷剂的吸收剂所组成工质对。制冷工质对包括且不限于液氨-水溶液、溴化锂-水溶液、水-氯化锂、水-碘化锂、水-氯化钙、乙胺-水、甲胺-水、硫氰酸钠-氨、甲醇-溴化锂、甲醇-溴化锌、甲醇-溴化锂-溴化锌三元溶液工质对、R21-四乙醇二甲基乙醚、R22-四乙醇二甲基乙醚。使用吸附式制冷循环时，第一吸收床3、第二吸收床4均设为吸附床，工作介质包括用以制取冷量的制冷剂和用以吸收或解吸制冷剂的固体吸附剂，二者组成工质对。制冷工质对包括且不限于分子筛-水、活性炭-氨、氯化钙-甲醇、硅胶-水。

9)通过地下热管1上的抽气阀对热管回路抽真空，达到所需真空度后关闭抽气阀，并通过注水口向蓄液箱8注入热管载热工质流体，热管载热工质流体包括但不限于水、二氧化碳、氨、有机工质；如使用高压工质，蒸汽泵2可省去，由第二调节阀111、第三调节阀121、第六调节阀201直接调节两路循环的压力和流量。

使用场景1：夏季制冷单工作模式

10)关闭发电侧阀门组的第六调节阀201、第七调节阀202、第九开关阀203；开启制冷循环侧阀门组件设置的运行程序。

11)热管载热工质在地下热管1内吸收地下热储的热量后汽化，形成的蒸汽首先进入预先设定为制冷剂解吸器的第一吸收床3，冷凝后排入储液罐，最后回流到地下热管1内，形成地下热管1的工质循环；冷却水则流入设定为制冷剂吸收剂的第二吸收床4中；同时，预设为制冷剂解吸器的第一吸收床3内，制冷剂吸热蒸发，进入第一冷凝器5、电子膨胀阀6和蒸发器7进行制冷循环，最后成为低压蒸汽，流入设定为制冷剂吸收器的第二吸收床4中，被吸收后向冷却液放热。

12)根据阀门组件运行设置，当设为制冷剂解吸器的吸收床内制冷剂浓度低于设为制冷剂解吸器的吸收床内制冷剂浓度一定数值时，AB两组阀门组件的开合取反，第一吸收床3、第二吸收床4的功能调换，蒸汽工质、冷却水和制冷剂工质分别改道。但第一冷凝器5、电子膨胀阀6和蒸发器7的运行保持不变。循环往复。

13)根据使用需求，第一第二吸收床4同时可与热利用设备14相连，如图2所示，利用吸收床的热量进行热水供应等供热利用。

14)运行过程中，蒸汽泵2可与第二调节阀111、第三调节阀121共同作用于第一吸收床3、第二吸收床4蒸汽流道压力的实时调节，进而改变蒸汽压差和上升速率；蒸汽泵2还可用于该回路热管的辅助启动过程；通过监测储液罐的液位高度，可估算出热管内液体工质的水头，该水头可进一步由第一调节阀9进行控制。

使用场景2：冬季发电及供暖

10)关闭制冷循环侧的所有阀门及阀门组件，开启发电侧阀门组的第六调节阀201、第七调节阀202、第九开关阀203；开启汽轮机11，发电机12和加压泵15。

11)蒸汽泵2的蒸汽经第六调节阀201注入汽轮机11做功，驱动发电机12发电，经汽轮机11膨胀后进入第二冷凝器13，在第二冷凝器13内被从热利用设备14输入的冷却水冷凝成液态。冷凝液经加压泵15加压后流入储液罐收集，经第一调节阀9回流入地下热管1。热利用设备14可取用第二冷凝器13中蒸汽冷凝的热量对用户进行供热。

12)运行过程中，蒸汽泵2可与第六调节阀201共同作用于汽轮机11蒸汽流量压力的实时调节，进而改变蒸汽压差和上升速率；蒸汽泵2还可用于该回路热管的辅助启动过程；通过监测储液罐的液位高度，可估算出地下热管1内液体工质的水头，该水头可进一步由第一调节阀9进行控制；第七调节阀202控制热利用设备14的循环工质流量。

使用场景3：制冷/发电双工作模式

10)开启制冷循环侧的所有阀门及阀门组件，开启发电侧阀门组的第六调节阀201、第七调节阀202、第九开关阀203；开启汽轮机11，发电机12和加压泵15。

11)热管载热工质在地下热管1内吸收地下热储的热量后汽化，在蒸汽泵2出口分为两路，一路蒸汽首先进入预先设定为制冷剂解吸器的第一吸收床3，冷凝后排入储液罐，最后回流到地下热管1内，形成热管的工质循环；冷却水则流入设定为制冷剂吸收剂的第二吸收床4中；同时，设为制冷剂解吸器的第一吸收床3内，制冷剂吸热蒸发，进入第一冷凝器5、电子膨胀阀6和蒸发器7进行制冷循环，最后成为低压蒸汽，流入设定为制冷剂吸收器的第二吸收床4中，被吸收后向冷却水放热。根据阀门组件运行设置，当设为制冷剂解吸器的吸收床内制冷剂浓度低于设为制冷剂解吸器的吸收床内制冷剂浓度设定数值时，阀门组件的开合取反，第一吸收床3、第二吸收床4的功能调换，蒸汽工质、冷却水和制冷剂工质分别改道。但第一冷凝器5、电子膨胀阀6和蒸发器7的运行保持不变。循环往复。

12)蒸汽泵2后另一路蒸汽经第六调节阀201注入汽轮机11做功，驱动发电机12发电，经汽轮机11膨胀后进入第二冷凝器13，在第二冷凝器13内被从热利用设备14输入的冷却水冷凝成液态。冷凝液经加压泵15加压后流入储液罐收集，经第一调节阀9回流入地下热管1。

13)运行过程中，蒸发器7、发电机12和热利用设备14分别对用户进行供冷，供电和供暖。蒸汽泵2用于整个冷/电热联用系统的蒸汽流量压力的实时调节，同时改变热管内蒸汽压差和上升速率；蒸汽泵2还可用于该回路热管的辅助启动过程；蒸汽泵2与汽轮机11之间的第六调节阀201作用于控制进入发电循环侧的蒸汽流量和压力；蒸汽泵2与两个地面第一吸收床3、第二吸收床4之间的第二调节阀111、第三调节阀121用于控制进入制冷循环侧的蒸汽流量和压力。根据使用需求，通过上述蒸汽泵2和三个调节阀(第六调节阀201、第二调节阀111、第三调节阀121)分配两个循环的蒸汽流量，进而调节制冷/发电量。

14)制冷和发电循环侧的冷凝液均收集与同一个储液罐，通过监测储液罐的液位高度，可估算出热管内液体工质的水头，该水头可进一步由第一调节阀9进行控制。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。