歌系初創(chuàng)企業(yè)Dandelion公司認(rèn)為，地源熱泵這項(xiàng)有著幾十年歷史的節(jié)能型制熱與制冷技術(shù)的復(fù)興能為低碳環(huán)保提供便利，潛力巨大

　　●李忠東 編譯

　　據(jù)CNN報(bào)道，與美國太陽能安裝公司SolarCity一樣，谷歌系初創(chuàng)企業(yè)Dandelion公司試圖在家庭溫控系統(tǒng)上有所作為，希望大力普及地源熱泵技術(shù)。該公司認(rèn)為，這項(xiàng)有著幾十年歷史的節(jié)能型制熱與制冷技術(shù)的復(fù)興能為低碳環(huán)保提供便利，潛力巨大。

　　低碳環(huán)保潛力大

　　過去幾十年，無數(shù)家庭通過使用地源熱泵來提高或降低溫度，特別是在寒冷地區(qū)，高昂的油價(jià)使這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用尤為廣泛。地源熱泵利用地表淺層相對穩(wěn)定的溫度，借助內(nèi)部填充水和防凍溶液的管道提高或降低房屋內(nèi)部溫度，Dandelion公司采用的防凍溶液是食品級別的丙二醇。

　　該公司研究人員認(rèn)為，盡管地源熱泵并非新技術(shù)，但隨著安裝流程和商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新，將吸引越來越多的用戶。因?yàn)樵谌蛏虡I(yè)環(huán)境中，無論升溫還是制冷都會(huì)消耗大量能源。地源熱泵技術(shù)同樣需要電能輔助，但美國公布的《環(huán)境研究報(bào)告》顯示，地源熱泵的能源消耗僅為最節(jié)能的常規(guī)替代產(chǎn)品的25%～30%。

　　根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，北半球地表淺層土壤的溫度幾乎與該區(qū)域全年平均氣溫接近，為10～15攝氏度，季節(jié)性溫度變化較小。地源熱泵安裝人員可將填充了防凍溶液的管道水平或垂直放置在地下。冬季時(shí)，管道中循環(huán)的防凍溶液借助熱泵將熱量從地面?zhèn)鬟f到建筑物內(nèi)，提升溫度；夏季時(shí)，防凍溶液可將熱量傳遞出建筑物。

　　Dandelion公司研究人員提出，為彌補(bǔ)地源熱泵技術(shù)存在的缺陷，科學(xué)安裝至關(guān)重要，關(guān)鍵是住宅的位置、房屋的大小、土壤組成和其他相關(guān)條件。由于熱泵運(yùn)行需要一定的電力，有人擔(dān)心為地源熱泵供電能耗較高，并不是每個(gè)家庭都會(huì)采用地源熱泵技術(shù)。

　　細(xì)處著手更實(shí)惠

　　據(jù)悉，Dandelion公司是從谷歌母公司Google X實(shí)驗(yàn)室剝離出來的“Dandelion”項(xiàng)目成立的獨(dú)立子公司。Google X實(shí)驗(yàn)室已為許多高級項(xiàng)目注資，如自駕車、頭戴式移動(dòng)電腦和醫(yī)療診斷等。Dandelion公司的業(yè)務(wù)主要是家庭地源熱泵系統(tǒng)，聯(lián)合創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官詹姆斯·庫阿奇表示，目前公司已完成200萬美元的投資，谷歌母公司也將持有部分股權(quán)。

　　庫阿奇說，Dandelion公司提供的地源熱泵系統(tǒng)主要是將熱能從房子排出后導(dǎo)入地面，讓地板總是保持恒溫狀態(tài)。此外，該公司的地源熱泵系統(tǒng)也可用來冷卻或加熱室內(nèi)的空氣或水源。

　　為了推廣家用地源熱泵，Dandelion公司對該技術(shù)進(jìn)行了簡化，現(xiàn)在只安裝兩級熱泵。與變頻熱泵相比，這并不算新技術(shù)，變頻熱泵可通過熱泵壓縮機(jī)調(diào)節(jié)制冷與加熱。庫阿奇表示，“兩級熱泵技術(shù)已通過檢驗(yàn)，可為公司降低成本”。

　　最主要的創(chuàng)新體現(xiàn)在該系統(tǒng)的安裝方式上，以往安裝系統(tǒng)最困難的部分是考慮如何將管道設(shè)備置于地下。而現(xiàn)在，Dandelion公司開發(fā)出一種更有效的安裝方式，使整個(gè)系統(tǒng)的安裝成本更低。具體來說，Dandelion公司的系統(tǒng)使用了一臺包含溫度交換器的熱泵，與一條或兩條400英尺長的管道相連，這些管道垂直埋在一個(gè)或兩個(gè)4英寸直徑的鉆孔中。管道內(nèi)充滿水和丙二醇的混合溶液，捕集周圍土壤的溫度。然后借助熱泵將該混合溶液傳送到熱交換器。通過壓縮機(jī)工作，溶液可達(dá)到56攝氏度，可為房屋供暖。

　　值得一提的是，Dandelion公司的系統(tǒng)對鉆孔的改進(jìn)。一般來說，鉆孔人員會(huì)采用現(xiàn)有設(shè)備，這意味著使用采礦用的鉆頭在地面鉆孔直徑為6英寸，然后安裝人員卻只插入兩根1.25英寸直徑的管道，底部由U形管道連接。而與2.5英寸相比，6英寸實(shí)在是大材小用。現(xiàn)在，Dandelion公司的系統(tǒng)通過改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備，只需鉆孔直徑為4英寸，使得鉆孔的后期清理過程更高效，過程更經(jīng)濟(jì)。

　　Dandelion公司已購買了一些定制鉆機(jī)，在紐約州北部進(jìn)行鉆孔修改，但是處理巖石前會(huì)遇到一些松散的土壤。在傳統(tǒng)的地源熱泵安裝過程中，松散的土壤需使用被稱為套管的鋼管加固，但因?yàn)殂@孔人員無法在項(xiàng)目進(jìn)行前確定每個(gè)項(xiàng)目需要多少費(fèi)用，使得垂直式地源熱泵的價(jià)格產(chǎn)生很大差異。而Dandelion公司的系統(tǒng)卻使用共振聲波鉆頭在鉆孔中液化土壤，鉆孔人員可在約10分鐘內(nèi)安裝長達(dá)60英尺的套管。

　　瞄準(zhǔn)市場大發(fā)展

　　Dandelion公司的許多雇員曾在SolarCity工作，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。他們試圖采用類似的商業(yè)模式，瞄準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)環(huán)保市場，幫助公司在地源熱泵領(lǐng)域取得成功。

　　對該公司來說，地源熱泵市場就在紐約。大型豪宅不是公司的目標(biāo)市場，其將針對一定住宅面積的家庭進(jìn)行安裝，傾向于那些采用加壓空氣系統(tǒng)進(jìn)行加熱和冷卻的房屋，因?yàn)樵撓到y(tǒng)能與Dandelion公司的系統(tǒng)兼容。

　　Dandelion公司選擇紐約的原因是：這里有時(shí)會(huì)出現(xiàn)極端天氣，而地源熱泵系統(tǒng)能有效加熱或冷卻室內(nèi)溫度，比獨(dú)立空調(diào)更有吸引力；紐約人口稠密，目前仍有約200萬戶家庭依靠以昂貴的燃油或丙烷為燃料的系統(tǒng)來控制溫度，與地?zé)嵯到y(tǒng)相比，這些系統(tǒng)不僅成本高，造成的污染也更嚴(yán)重；紐約電網(wǎng)的大量電能來自核能和水力發(fā)電，使用電力為地源熱泵供電不一定會(huì)消耗更多化石燃料。

　　Dandelion公司的系統(tǒng)不會(huì)為所有家庭提供補(bǔ)貼。如果用天然氣為地源熱泵供能，由于氣價(jià)低廉，不會(huì)獲得補(bǔ)貼。但是Dandelion公司已將安裝流程標(biāo)準(zhǔn)化，安裝該系統(tǒng)的一次性費(fèi)用為2萬～2.5萬美元，如果客戶符合標(biāo)準(zhǔn)，可選擇20年付款，等于每個(gè)月僅繳納160～180美元。

　　地源熱泵系統(tǒng)能有效減少二氧化碳排放量。對紐約使用燃油取暖的屋主來說，該系統(tǒng)20年可減少二氧化碳排放量110噸，節(jié)省3.5萬美元；若是取代丙烷，則可減少二氧化碳排放量130噸，節(jié)省6.3萬美元。

　　Dandelion公司的系統(tǒng)和現(xiàn)在所有軟件一樣，也自帶客戶端，通過收集相關(guān)數(shù)據(jù)，可進(jìn)行預(yù)測性的故障檢測，確定維護(hù)的時(shí)間與地點(diǎn)。客戶端的數(shù)據(jù)分析也會(huì)向客戶展示節(jié)約的費(fèi)用。目前，Dandelion公司正為幾十位符合要求的客戶安裝設(shè)備，9月下旬開始安裝工作，完成后于2017年底~2018年初做短暫休整。Dandelion公司打算增加該系統(tǒng)的產(chǎn)量及銷量，并逐漸擴(kuò)展到其他州，特別是東北部和中西部地區(qū)。

　　庫阿奇表示，“高級能源經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)的報(bào)告顯示，美國地源熱泵的銷售和安裝市場過去6年穩(wěn)步增長，從2011年的9360萬美元增至2016年的1.543億美元，相較于2015年的1.451億美元，增速為6%，希望2017年增幅更大”。