據科技網站arstechnica北京時間8月7日報道，穀歌係初創公司Dandelion近日大力推廣地源熱泵技術，認為該技術的複興能夠為低碳環保提供便利。同時，該技術也具有極大潛力，擁有商業價值。以下為報道詳細內容：穀歌係初創公司Dandelion和美國光伏發電公司SolarCity一樣，都試圖在家庭溫控係統上有所作為，而Dandelion希望普及的則是一項有著幾十年曆史的節能型製熱與製冷技術。
地源熱泵製冷製熱都不是問題
這一技術名為"地源熱泵"或"地熱熱泵"，在這幾十年裏，用於無數家庭提高或降低溫度。在油價昂貴的寒冷地區，這一技術的應用尤為廣泛。該技術利用地表淺層相對穩定的溫度，借助填有水/防凍溶液（Dandelian公司采用的是食品級別的丙二醇），提高或降低房屋內部的溫度。雖然"地源熱泵"並非新型技術，但是Dandelion表示，該技術在安裝流程、商業模式方麵已取得一定的進展，這會更加吸引用戶使用內置該技術的係統。
這一點尤為重要。因為在全球商業環境中，此類係統，不論是升溫還是製冷，仍舊嚴重依賴燃燒化石燃料——冬夏運行空調，都十分消耗能源（"地源熱泵"技術同樣需要電能輔助，下文會進行解釋。）。
"地源熱泵"技術如何工作？
Dandelion家居示意圖
在北半球，地表淺層的土壤的溫度幾乎總是與該區域全年平均氣溫接近（根據美國能源部數據，大約為10℃-15℃）。季節性溫度變化較小。因此，地源熱泵安裝人員可以將填充了溶液的管道水平或垂直放置在地下。
借助熱泵，管道中循環的溶液，在冬天將熱量從地麵傳遞到建築物內，提升溫度；在夏天，溶液可將熱量傳遞出建築物。根據美國2007年的《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％至30％"。
當然，該係統也有一定的缺陷。使用恰當的地源熱泵技術十分重要——安裝的關鍵取決於住宅的位置、房屋的大小、土壤組成以及其他相關條件。由於熱泵需要一定的電力供其運行，因此其避免使用溫室氣體的性能，同樣取決於當地事業單位使用可再生能源的多少。《環境研究報告》文章指出，有人擔心，用於為某些地源熱泵供電的能源，相較於供給於較新的高效率爐，能源消耗更甚。所以並不是每個家庭都需要立刻采用該技術。
哪裏才是Dandelion發展的關鍵？
Dandelion公司表示，其簡化了家庭使用地源熱泵所需做出的決定。這家初創公司出自穀歌母公司Alphabet的moonshot實驗室，即曾經的Google X。這一實驗室已經為許多高級項目注資，如自駕車（Waymo）、頭戴式移動電腦（Google Glass）和醫療診斷（Verily）等項目。
筆者與Dandelion的CEO詹姆斯·庫阿奇（James Quazi）談論了該項目。庫阿奇表示，Dandelian現在隻安裝兩級熱泵，這一技術相較於變頻熱泵而言，並不算新技術。變頻熱泵可以通過熱泵壓縮機調節製冷與製熱工作。但是，庫阿奇認為兩級熱泵技術是已經"經過檢驗"的技術，而且規避更為尖端的技術，也可以為公司降低成本。畢竟，對於公司而言，展示地源溫控並不奢侈，也是重要的一部分。
具體來說，Dandelion的係統使用了一個包含溫度交換器的熱泵，與一個或兩個400英尺長的管道相連，這些管道垂直埋在一個或兩個四英寸寬的鑽孔中。（"500英尺一般是客戶采用的最大值，因為再深就需要獲得采礦許可證了。"，庫阿奇表示。）
管道內充滿著水和丙二醇的混合溶液，捕獲周圍土壤的相對溫度。然後將該混合溶液，借助熱泵，傳送到熱交換器。通過壓縮機工作，溶液可達到56℃，這一溫度可以為房屋提供溫暖。
Dandelion公司如何鑽孔，這一點值得一提。庫阿奇表示："一般來說，鑽孔人員會采用現有的設備。"這意味著，Dandelion公司經常會使用采礦用的鑽頭在地麵鑽孔，寬度為6英寸。然後安裝人員卻隻插入兩根1.25英寸寬的管道，底部由U型管道連接。但實際上，6英寸對比2.5英寸，可謂大材小用。現在，Dandelion正在改造傳統機械設備，隻需鑽孔寬約4英寸，這就意味著鑽孔的後期清理過程更加高效，鑽孔過程更加經濟。
此外，該公司表示，公司已經購買了一些定製鑽機，將在紐約州北部進行鑽孔修改（這也是Dandelion公司首次安裝其設備）。在這個地區，在處理岩石之前，會遇到一些如庫阿奇所說的"鬆散的土壤"。在傳統的地源熱泵安裝中，該區域的土壤需要被稱為套管的鋼管加固。
然而，安裝套管使得垂直式地源熱泵的價格差異很大。因為鑽孔人員無法在項目進行之前確定每個項目需要多少費用。這也讓公司與客戶在報價過程中，困難重重。與此不同的是，庫阿奇表示，Dandelion將使用共振聲波鑽頭在鑽孔中液化土壤。這將允許鑽孔人員在"大約10分鍾內"安裝長達60英尺的套管。
在美國本土努力前進
Dandelion細節展示
庫阿奇表示，他的許多團隊成員曾經為SolarCity工作，所以他們試圖采用類似的商業模式，幫助該公司在地源熱泵領域取得成功。簡而言之，即瞄準經濟環保市場，並從中擴大。
對於地源熱泵而言，這個市場目前就在紐約州。在那裏，有時候會出現極端天氣，許多房屋依靠昂貴的燃油或丙烷來取暖。蒲公英將針對一定住宅麵積的家庭（"大型豪宅不是我們的目標市場"，庫阿奇說）進行安裝。公司傾向於那些采用加壓空氣係統進行加熱和冷卻的房屋，因為這與其係統兼容。
此外，紐約有大量的核能和可再生水力發電機用於其電網，更加節能。使用電力為地源熱泵供電並不一定會在當地造成給更多的化石燃料消化。庫阿奇坦白表示，Dandelion係統不會為所有家庭提供補助——他表示，如果用天然氣為地源熱泵供能，由於天然氣價格低廉，使用該係統也並不會獲得補貼。但是，如果客戶符合標準，庫阿奇表示，Dandelion公司已經將安裝流程標準化，安裝一個係統大約需要2萬美元，也可以每月分期支付150美元，提前進行安裝。
與現在的所有軟件一樣，該係統也自帶軟件客戶端，以便公司能夠確定維護的時間與地點。客戶端的數據分析同樣會向客戶展示其所節約的費用。庫阿奇表示，通過收集相關數據，公司可以進行預測性的故障檢測。
目前，該公司正在努力為幾十位符合要求的客戶進行設備安裝，這些客戶將從這樣一個係統中獲益良多。安裝在9月下旬會正式開始。在這些安裝之後，公司計劃在2017年底/2018年初短暫休息，重新組合並重新關注銷售和營銷事宜，然後在晚些時候再次開始為新客戶安裝設備。
根據Navigant Research為高級能源經濟協會編寫的報告顯示，美國地熱熱泵的銷售和安裝市場在過去六年穩步增長，"從2011年的9360萬美元增長到2016年的1.543億美元，相較於2015年（1.451億美元），其增速為6%。" Dandelion希望這些增長在2017年更加壯大。
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