歌系初創企業Dandelion公司認為，地源熱泵這項有著幾十年歷史的節能型制熱與制冷技術的復興能為低碳環保提供便利，潛力巨大

　　●李忠東 編譯

　　據CNN報道，與美國太陽能安裝公司SolarCity一樣，谷歌系初創企業Dandelion公司試圖在家庭溫控系統上有所作為，希望大力普及地源熱泵技術。該公司認為，這項有著幾十年歷史的節能型制熱與制冷技術的復興能為低碳環保提供便利，潛力巨大。

　　低碳環保潛力大

　　過去幾十年，無數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，高昂的油價使這項技術的應用尤為廣泛。地源熱泵利用地表淺層相對穩定的溫度，借助內部填充水和防凍溶液的管道提高或降低房屋內部溫度，Dandelion公司采用的防凍溶液是食品級別的丙二醇。

　　該公司研究人員認為，盡管地源熱泵并非新技術，但隨著安裝流程和商業模式的不斷創新，將吸引越來越多的用戶。因為在全球商業環境中，無論升溫還是制冷都會消耗大量能源。地源熱泵技術同樣需要電能輔助，但美國公布的《環境研究報告》顯示，地源熱泵的能源消耗僅為最節能的常規替代產品的25%～30%。

　　根據美國能源部的數據，北半球地表淺層土壤的溫度幾乎與該區域全年平均氣溫接近，為10～15攝氏度，季節性溫度變化較小。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，管道中循環的防凍溶液借助熱泵將熱量從地面傳遞到建筑物內，提升溫度；夏季時，防凍溶液可將熱量傳遞出建筑物。

　　Dandelion公司研究人員提出，為彌補地源熱泵技術存在的缺陷，科學安裝至關重要，關鍵是住宅的位置、房屋的大小、土壤組成和其他相關條件。由于熱泵運行需要一定的電力，有人擔心為地源熱泵供電能耗較高，并不是每個家庭都會采用地源熱泵技術。

　　細處著手更實惠

　　據悉，Dandelion公司是從谷歌母公司Google X實驗室剝離出來的“Dandelion”項目成立的獨立子公司。Google X實驗室已為許多高級項目注資，如自駕車、頭戴式移動電腦和醫療診斷等。Dandelion公司的業務主要是家庭地源熱泵系統，聯合創始人、首席執行官詹姆斯·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。

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

　　為了推廣家用地源熱泵，Dandelion公司對該技術進行了簡化，現在只安裝兩級熱泵。與變頻熱泵相比，這并不算新技術，變頻熱泵可通過熱泵壓縮機調節制冷與加熱。庫阿奇表示，“兩級熱泵技術已通過檢驗，可為公司降低成本”。

　　最主要的創新體現在該系統的安裝方式上，以往安裝系統最困難的部分是考慮如何將管道設備置于地下。而現在，Dandelion公司開發出一種更有效的安裝方式，使整個系統的安裝成本更低。具體來說，Dandelion公司的系統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或兩個4英寸直徑的鉆孔中。管道內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。通過壓縮機工作，溶液可達到56攝氏度，可為房屋供暖。

　　值得一提的是，Dandelion公司的系統對鉆孔的改進。一般來說，鉆孔人員會采用現有設備，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英寸實在是大材小用。現在，Dandelion公司的系統通過改造傳統機械設備，只需鉆孔直徑為4英寸，使得鉆孔的后期清理過程更高效，過程更經濟。

　　Dandelion公司已購買了一些定制鉆機，在紐約州北部進行鉆孔修改，但是處理巖石前會遇到一些松散的土壤。在傳統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，但因為鉆孔人員無法在項目進行前確定每個項目需要多少費用，使得垂直式地源熱泵的價格產生很大差異。而Dandelion公司的系統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分鐘內安裝長達60英尺的套管。

　　瞄準市場大發展

　　Dandelion公司的許多雇員曾在SolarCity工作，積累了豐富的經驗。他們試圖采用類似的商業模式，瞄準經濟環保市場，幫助公司在地源熱泵領域取得成功。

　　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市場，其將針對一定住宅面積的家庭進行安裝，傾向于那些采用加壓空氣系統進行加熱和冷卻的房屋，因為該系統能與Dandelion公司的系統兼容。

　　Dandelion公司選擇紐約的原因是：這里有時會出現極端天氣，而地源熱泵系統能有效加熱或冷卻室內溫度，比獨立空調更有吸引力；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來控制溫度，與地熱系統相比，這些系統不僅成本高，造成的污染也更嚴重；紐約電網的大量電能來自核能和水力發電，使用電力為地源熱泵供電不一定會消耗更多化石燃料。

　　Dandelion公司的系統不會為所有家庭提供補貼。如果用天然氣為地源熱泵供能，由于氣價低廉，不會獲得補貼。但是Dandelion公司已將安裝流程標準化，安裝該系統的一次性費用為2萬～2.5萬美元，如果客戶符合標準，可選擇20年付款，等于每個月僅繳納160～180美元。

　　地源熱泵系統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20年可減少二氧化碳排放量110噸，節省3.5萬美元；若是取代丙烷，則可減少二氧化碳排放量130噸，節省6.3萬美元。

　　Dandelion公司的系統和現在所有軟件一樣，也自帶客戶端，通過收集相關數據，可進行預測性的故障檢測，確定維護的時間與地點。客戶端的數據分析也會向客戶展示節約的費用。目前，Dandelion公司正為幾十位符合要求的客戶安裝設備，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的產量及銷量，并逐漸擴展到其他州，特別是東北部和中西部地區。

　　庫阿奇表示，“高級能源經濟協會的報告顯示，美國地源熱泵的銷售和安裝市場過去6年穩步增長，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”。