本发明属于暖通空调技术领域，特别涉及一种耦合浅层地热与空气源热泵的全新风系统。
背景技术：
随着现代化建筑密闭性越来越高，以及pm2.5的日渐引起大家的关注，室内空气品质的重要性逐渐被人们重视起来，因此新风系统进入了人们的视野。新风系统市场前景广阔，被普遍看好。传统的通风方式如开窗通风，温度差、高度差会受到季节和天气的影响，室外空气不清新，无法阻挡噪音灰尘；换气扇通风瞬时排风量大，但无法连续排除有害气体，不能补给房间的新鲜空气，使用寿命短且噪音大；空调只对原有室内空气进行循环冷热处理，新风量补入不足，无法排除有害气体以及风管引起的二次污染。
随着工业的发展，城市内的楼越建越高，高层写字楼里的中央空调系统让人们紧闭门窗，室内污浊的空气无法被空调排出室外，导致在写字楼里的白领经常会感觉到空调忽冷忽热，或是有头晕的状况，问题的关键在于写字楼通风难。高层写字间、办公楼多采用密闭式设计，有的消防门都是关闭的，空气不流通，浑浊的空气极易成为疾病传播的“元凶”。不仅在国内，在国外此现象也较为显著。有统计显示，英国有1/10终日在写字楼中忙碌的人都先后患上了“写字楼综合征”，罪魁祸首就是办公环境的空气质量不好。
世界卫生组织公布的《世界卫生报告》中，明确将室内空气污染列为威胁人类健康的十大因素之一。环保专家指出，继“煤烟型”和“化学烟雾型”污染之后，现代人正进入以“室内空气污染”为标志的第三代污染时期。据世界卫生组织统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，35.7％的呼吸道疾病、22％的慢性肺病和24.5％的肺癌是由室内空气污染引起的。
温度、湿度、品质和杂质这四大元素是保证室内空气质量的关键，也是解决上述问题的关键，而新风系统是解决此类问题的钥匙。新风系统，又称“房屋呼吸系统”，一种新型室内通风排气设备，它能在把室内污浊的空气排出室外的同时也将室外的新鲜空气引入室内。新风系统属于开放式的循环系统，每天24小时为室内提供新鲜的经过过滤的室外空气，让人们在室内也可以呼吸到新鲜、干净、高品质的空气。
新风系统在现代社会中是对高品质生活的一种追求，是最有效的空气污染解决方案。新风系统有多种其他排风方式不具备的优点，其能增加楼盘的亮点、卖点，在高层公寓、高级办公楼、酒店的使用，不仅可取代家庭的纱窗，使建筑更美观、高贵，防止建筑发霉，还节省了取消排风扇及其管道井、玻璃窗的大面积固定等部分资金，大大降低了物业管理成本，增加了建筑物的使用功能，为业主带来了健康、宁静、舒适的生活空间。美国、日本、英国等发达国家，新风系统行业在国内生产总值中所占比重已达到2.7％。在欧洲的新风系统已被广泛应用了40多年。在许多发达国家，如：法国，新风系统已经成为建筑物的标配设施系统。日本有相应的法规规定，新风系统的安装都是强制执行的，2003年之后的日本建筑使用新风系统的概率达到是100％。
二十一世纪的中国人，在非典、甲流等疾病的流行后，越来越开始关注健康、关注环保、关注空气质量，是将“自然、健康”理念变为现实而融入室内的品牌——即在室内同样享受大自然的清新，其二者的结合势必造就出理想居住概念的全新平台。全新的写字楼除了配备中央空调系统之外，一般还会安装新风系统，不仅可以做到节能，还可以保证空气的新鲜度。新型写字楼的新风系统做了热回收处理，不仅阻挡能源流失，而且起到了置换空气的作用，可以使室内一直保持高品质的空气质量，减少人体的不适，控制疾病的传播。
随着人口不断增加、城市范围不断扩大，未来将会有越来越多的高层建筑物出现。为了保证人们在室内的健康，新风系统是必不可少的，新风系统的前景也是越来越广阔的。使用快净新风系统可以带给人们的真正价值就是生活质量的根本提而高，生活理念的彻底飞跃。传统的新风系统新风不承担冷热负荷，需要与空调系统结合使用，亟需一种新型的完全承担冷热负荷的全新风系统。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种耦合浅层地热与空气源热泵的全新风系统，以解决上述存在的技术问题。本发明为全新风空调系统，无回风，室内的冷热负荷全部由全新风空调系统提供的新风承担；通过空气源热泵和浅层地热能的互补进行制热供冷，既可以节能减排，也可以克服新风温度达不到要求的问题。
为了达到以上目的，本发明采取以下技术方案：
一种耦合浅层地热与空气源热泵的全新风系统，包括：空气前处理单元、地下换热单元、空气后处理单元和复合热泵补热单元；空气前处理单元包括空气导入管道、过滤器和进风风机；过滤器和进风风机设置于空气导入管道上，通过进风风机和空气导入管道能够将室外新鲜空气导入全新风空调系统中，通过过滤器能够对导入的室外空气进行过滤；地下换热单元包括注入井、导出井和填砂层；注入井与空气导入管道相连通，通过过滤器过滤后的新鲜空气能够通过空气导入管道进入注入井；注入井与导出井通过若干输风管道相连通，输风管道均设置于填砂层内，输风管道内的空气能够与填砂层进行热交换；空气后处理单元包括补风系统和抽风系统，抽风系统能够将室内的空气抽到室外，补风系统能够将室外的空气抽入室内；复合热泵补热单元包括空气源热泵；空气源热泵与与补风系统相连通，补风系统内的空气能够在空气源热泵内与空气源热泵的工质进行热量交换。
进一步的，空气源热泵包括通过闭合循环管路连接的压缩机和转向阀；闭合循环管路上还依次设置有冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
进一步的，闭合循环管路上还设置有过滤器。
进一步的，空气源热泵还包括风扇；风扇安装于蒸发器处，通过风扇能够加速蒸发器外表面的空气流动。
进一步的，补风系统包括补风管道和若干散流器；补风管道的进风口与导出井相连通，补风管道的出风口分别与每个散流器相连通，若干散流器分散布置于建筑内；抽风系统包括抽风管道和抽风风机，抽风管道包括若干个进风口和出风口，抽风管道的进风口分散设置于建筑内，出风口设置于建筑外，抽风风机设置于抽风管道上，通过抽风管道和抽风风机能够将建筑内的污浊空气抽出；空气源热泵与补风管道相连通，补风管道内的空气能够在空气源热泵内与空气源热泵的工质进行热量交换。
进一步的，补风管道上设置有第一控制阀，第一控制阀与导出井之间的补风管道上设置有出风接口，第一控制阀与散流器之间的补风管道上设置有进风接口；空气源热泵的进风口与补风管道的出风接口通过进风管道相连通，进风管道上设置有第二控制阀；空气源热泵的出风口与补风管道的进风接口通过出风管道相连通，出风管道上设置有第三控制阀，通过空气源热泵能过为补风管道内的空气补充热量或冷量。
进一步的，还包括负离子加湿器；负离子加湿器安装在空气后处理单元的补风系统的补风管道上，负离子加湿器能够为补入的空气加入有益负离子。
进一步的，还包括全热交换器；空气前处理单元的空气导入管道和空气后处理单元的抽风管道分别与全热交换器相连通，空气导入管道内的新风与抽风管道内的旧风能够在全热交换器中进行热交换。
进一步的，散流器上设置有可更换式香囊。
进一步的，地下换热单元的地下空间的侧壁上还设置有导热水泥层。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明的全新风空调系统，通过空气前处理单元将室外新鲜空气导入地下换热单元，在地下换热单元中，利用浅层地热能为导入的新风提供热负荷和冷负荷，承担中央空调的职能，调节新风的温度和湿度等。浅层地热能为绿色可持续能源，节能减排作用明显，有利于环保。新风通过地下输风管道与填砂层进行换热，而不是常规的地源热泵，可降低中间换热能量损失，可减小初投资。通过空气源热泵能够克服冬季和夏季新风温度达不到要求的缺陷。
进一步的，空气源热泵的闭合循环管路中的工质在冷凝器和蒸发器的交替处理下，可与补风管道内的新风进行热交换；通过换向阀可调节循环管路中工质的流动方向，可使空气源热泵冬季制热夏季制冷，进而可使新风的温度在冬季和夏季均可达到要求。
进一步的，通过闭合循环管路上设置的过滤器，可过滤管路内工质中的杂质，防止管路堵塞，保证空气源热泵正常运行。
进一步的，通过风扇可加速蒸发器外表面的空气流动，进而可促进蒸发器对空气中热量的吸收，加速蒸发器内工质的气化。
进一步的，浅层地热能充足时，打开第一控制阀，关闭第二控制阀和第三控制阀，此时新风温度等参数只由浅层地热能调节；浅层地热能不足时，关闭第一控制阀，打开第二控制阀和第三控制阀，空气源热泵串联入补风管道，此时新风温度等参数由浅层地热能和空气源热泵共同调节，可保证新风的温度达到要求。
进一步的，通过设置负离子加湿器可在补风中加入有益负离子和加湿，可使补充的新风对人体更健康，也可使人体感觉更舒适，满足用户对健康的需求。
进一步的，通过设置全热交换器，可使旧风和新风进行热交换，进一步节省能源。
进一步的，散流器上部设置可更换的香囊，可满足用户对新风气味的需求。
进一步的，地下换热单元通过导热水泥可更好地与其周围的地层进行热交换；另外，通过导热水泥层也能更好的加固地下空间。
附图说明
图1是本发明的一种耦合浅层地热与空气源热泵的全新风系统的整体结构示意图；
图1中：1.风扇；2.蒸发器；3.过滤器；4.膨胀阀；5.冷凝器；6.转向阀；7.压缩机；8.空气过滤器；9.全热交换器；10.负离子加湿器；11.散流器；12.导热水泥层；13.填砂层；14.输风管道；15.进风风机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
参考图1，本发明的一种耦合浅层地热与空气源热泵的全新风系统，包括：空气前处理单元、地下换热单元、空气后处理单元和复合热泵补热单元。
空气前处理单元包括空气导入管道、空气过滤器8和进风风机15。空气导入管道包括若干支管道和主管道，支管道均与主管道连通，支管道上均设置有控制阀和空气过滤器8，进风风机15设置于空气导入管道的主管道上，通过进风风机15和空气导入管道能够将室外新鲜空气导入全新风空调系统中，通过空气过滤器8能够对导入的室外空气进行过滤。空气导入管道的支管道分别与一个全热交换器9相连通，主管道上设置有温度计、流量计和调节控制阀门，时刻监测该处新风流量和温度。
地下换热单元包括注入井、导出井和填砂层13；注入井与空气导入管道相连通，通过空气过滤器8过滤后的新鲜空气能够通过空气导入管道进入注入井；注入井与导出井通过若干输风管道14相连通，输风管道14均设置于填砂层13内，输风管道14内的空气能够与填砂层13进行热交换；输风管道14为大管径风管，便于维修，输风管道14外侧覆盖有导热水泥，输风管道14水平布置，便于空气在风机的作用下从注入井进入导出井。地下换热单元的热储池的侧壁设置有导热水泥层12，便于热储池内的填砂层13与外界的土层进行换热。热储池的填砂层13分为上层岩土，间隔岩土，下层岩土，分别采用未夯实土壤，夯实土壤，夯实含水黏土。输风管道14设置于间隔岩土中，并通过导热水泥与间隔岩土层紧密接触，使得输风管道14内的的空气与填砂层13能够充分换热。
空气后处理单元包括补风系统和抽风系统。补风系统包括补风管道、负离子加湿器10和若干散流器11。补风管道包括主管道和若干支管道，支管道均与主管道相连通。补风管道的主管道的进风口与导出井相连通，补风管道的支管道出风口分别与每个散流器11相连通，若干散流器11分散布置于建筑内；每个散流器11上均设置有可更换式香囊。每个补风管道的支管道上均设置有控制阀、温度计和负离子加湿器10，负离子加湿器10能够为补入的空气加入有益负离子。补风管道的主管道上设置有第一控制阀，第一控制阀与导出井之间的补风管道的主管道上设置有出风接口，第一控制阀与散流器11之间的补风管道的主管道上设置有进风接口。补风管道的主管道上设置有温度计、流量计和调节控制阀门，时刻监测该处新风流量和温度。
抽风系统包括抽风管道、若干全热交换器9和抽风风机，抽风管道包括若干个进风口和出风口，抽风管道的进风口分散设置于建筑内，出风口设置于建筑外，抽风风机设置于抽风管道上，通过抽风管道和抽风风机能够将建筑内的污浊空气抽出；空气后处理单元的抽风管道的支管道分别与全热交换器9相连通，空气导入管道内的新风与抽风管道内的旧风能够在全热交换器9中进行热交换。
复合热泵补热单元包括常规的空气源热泵；空气源热泵与与补风管道相连通，补风管道内的空气能够在空气源热泵内与空气源热泵的工质进行热量交换。空气源热泵的进风口与补风管道的出风接口通过进风管道相连通，进风管道上设置有第二控制阀；空气源热泵的出风口与补风管道的进风接口通过出风管道相连通，出风管道上设置有第三控制阀，通过空气源热泵能过为补风管道内的空气补充热量或冷量。空气源热泵包括通过闭合循环管路连接的压缩机7和转向阀6，闭合循环管路内设置有流动工质；闭合循环管路上还依次设置有冷凝器5/蒸发器2、膨胀阀4、过滤器和蒸发器2/冷凝器5，风扇1安装于蒸发器2处，通过风扇1能够加速蒸发器2外表面的空气流动。
本发明的工作原理：
1、通过进风风机15抽取室外新鲜空气进入空气导入管道，经过空气过滤器8除尘后与室内旧空气在全热交换器9中换热，温度降低或升高后的新风汇集后通过空气导入管道进入地下换热单元，在输风管道14内与填砂地层进行换热。浅层地热能夏季作为冷源，冬季作为热源，提供系统所需的基本热量负荷。
2、冬季地热温度较低时或夏季地层温度快速升高时，打开空气源热泵对新风进行补热或补冷，使得新风温度满足用户需求。通过监测新风出口温度，进而控制空气源热泵进风口和出风口的阀门，可稳定新风参温度数，提高系统运行稳定性。
3、带有冷负荷或热负荷的新风经过空气后处理单元，通过负离子加湿器10进行有益负离子添加和湿度调节，来满足用户健康和舒适度的需求；通过散流器11上部设置的可更换式香囊，满足用户对新风气味的需求。