地?zé)峒夹g(shù)進(jìn)入家庭

5年前，洛倫家發(fā)生了液化石油氣爆炸，她和丈夫幸免于難，但是他們家那棟具有歷史意義的房子卻所剩無幾。等到他們重建房屋時(shí)，便想要在新家里避免使用化石燃料。洛倫記得自己曾在一篇文章中讀到，一位建筑師在他位于紐約市下曼哈頓地區(qū)的房子那里鉆出了地?zé)峋?，來為房子取暖和降溫的事?hellip;…
　　地?zé)嵯到y(tǒng)的使用呈上升趨勢

　　有人認(rèn)為，使用地?zé)崮?/strong>源就意味著要開發(fā)利用地下幾公里處深的溫泉的力量，來推動渦輪機(jī)發(fā)電。他們還將地?zé)崮芘c小型地震聯(lián)系在一起，例如，2009年末在加利福尼亞州北部和瑞士發(fā)生的小地震，使得許多大型的地?zé)嵘疃茹@井項(xiàng)目被迫停止。

　　但是，卻有另外一種利用地?zé)崮艿姆椒?，這種方法所需范圍更小。地球有一條土層冰凍線，而在這條線之下，地球的溫度常年保持不變，地源熱泵地?zé)嵯到y(tǒng)就利用這條冰凍線之下的常溫來為建筑物取暖和降溫。

　　這條土層冰凍線的位置由于各地緯度不同而有所變化，在美國，它的深度一般是3到6米。而在這個(gè)深度下，溫度就保持在50華氏度左右，上下變動不過兩三度。這也是地下洞穴冬暖夏涼的原因。

　　這種地?zé)峒夹g(shù)并不新鮮。地源熱泵的第一例成功商業(yè)安裝產(chǎn)生在1946年，在美國俄勒岡州西北部港市波特蘭的一棟辦公大樓里。地源熱泵技術(shù)在美國中西部和南部使用最為廣泛，據(jù)美國能源部報(bào)告，該國三分之二的地?zé)嵯到y(tǒng)都是坐落在中西部和南部。

　　美國能源部能源效率與可再生能源辦公室的首席運(yùn)營官史蒂文·喬克說，使用地源熱泵的趨勢正在穩(wěn)步上升。喬克說，根據(jù)最新數(shù)據(jù)，在2009年，美國從制造商那里用船運(yùn)來了大約11.54萬臺熱泵，而這個(gè)數(shù)字“是10年前數(shù)字的3倍”。他還說，在那一年，新建成的房屋中有3.5%都安裝了地源熱泵。

　　地源熱泵工作原理

　　地源熱泵的工作原理與家用電冰箱的工作原理一致。電冰箱里面的熱泵將冰箱中食物的熱氣轉(zhuǎn)運(yùn)到冰箱外面的房間里。你在冰箱背部或者底部感受到的熱氣就是被熱泵轉(zhuǎn)運(yùn)出來的熱。地源熱泵就從地下水中吸取熱能，這比空氣源熱泵更加高效。

　　從地下水中吸取熱能有兩種途徑，這兩種途徑都需要鉆井和挖掘，而鉆井和挖掘也是導(dǎo)致地?zé)嵯到y(tǒng)比較昂貴的原因之一。第一種途徑是開放環(huán)路式的地?zé)嵯到y(tǒng)，熱泵直接從地井中的地下水里吸取能源或熱量；第二種途徑是閉合環(huán)路式的地?zé)嵯到y(tǒng)，該系統(tǒng)將混有無毒防凍劑的水在高密度聚乙烯管道中循環(huán)利用。這種高密度聚乙烯管型材料可以在垂直的地井中深入地底，或者當(dāng)有充足的土地空間時(shí)，這些塑料管道也可以水平鋪設(shè)在地溝里，埋在土層冰凍線之下。（學(xué)校有時(shí)候就利用足球場來在地底鋪設(shè)這些曲線般盤卷的線圈）。

　　業(yè)內(nèi)人士半開玩笑地說，該地源熱泵技術(shù)之所以如此低調(diào)不引人注目，原因之一就是它深埋在地下。

　　“你能在屋頂上看見太陽能電池板，在遠(yuǎn)方的地平線看見風(fēng)力渦輪機(jī)，但如果鉆頭鉆床在你的后院挖井時(shí)，你鄰居正好不在家，那么他們就根本不知道你使用了綠色的暖氣裝置。”美國的國家和國際地?zé)岢h組織執(zhí)行理事杰克·迪恩納說，該組織是一家非營利貿(mào)易組織。

　　地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)勢及問題

　　地源熱泵技術(shù)到底有多么綠色環(huán)保呢？它所使用的唯一一種非可再生能源就是電能。當(dāng)然，每月的用電開支會增大，但是該地?zé)嵯到y(tǒng)卻可以節(jié)省冬天的燃料費(fèi)用。洛倫家就是這樣，冬天不需要再支付任何燃料費(fèi)用了。而夏天用于空調(diào)的電能費(fèi)用也可以減少一半，甚至可以減少三分之二。
“能夠節(jié)省的費(fèi)用是根據(jù)美國具體地區(qū)的不同而變化，并且還要看你是不是在與天然氣、液化石油氣或者電能比賽，比比誰更節(jié)約錢。”華盛頓州立大學(xué)已退休的資深科學(xué)家戈登·布盧姆奎斯特這樣說道。布盧姆奎斯特曾研究、設(shè)計(jì)了幾百個(gè)地?zé)嵯到y(tǒng)工程項(xiàng)目，他還發(fā)現(xiàn)并修理過很多地?zé)嵯到y(tǒng)故障。他說：“如果每千瓦電的價(jià)格是10美分，那么使用熱泵來產(chǎn)生等量的電熱能只需要花費(fèi)2.5美分。”

　　布盧姆奎斯特說，由于缺少精通地?zé)嵯到y(tǒng)技術(shù)的工程師和安裝者，所以地?zé)崾袌龅某砷L受到阻礙，而人才的缺乏也導(dǎo)致了地?zé)嵯到y(tǒng)的高昂價(jià)格。他的這一觀點(diǎn)與許多專家不謀而合。布盧姆奎斯特說：“在很多地方，我們都沒有經(jīng)驗(yàn)豐富的基礎(chǔ)設(shè)施團(tuán)隊(duì)，所以就有了風(fēng)險(xiǎn)，會出現(xiàn)問題，而這也抬高了價(jià)格。”

　　5年前，洛倫和丈夫都無法找到一個(gè)成功設(shè)計(jì)并安裝了閉合環(huán)路式地?zé)嵯到y(tǒng)的人。但現(xiàn)在的情況就不同了，于是他們集合了一個(gè)分布廣泛而遙遠(yuǎn)的團(tuán)隊(duì)：在紐約州卡南代瓜市的設(shè)計(jì)師，來自紐約州波西米亞市的地質(zhì)學(xué)家，紐約州漢普頓貝斯市的鉆孔者，還有當(dāng)?shù)氐囊晃徊膳L(fēng)與空調(diào)安裝者，他曾經(jīng)安裝過幾個(gè)開放環(huán)路式的地?zé)嵯到y(tǒng)。

　　美國政府也意識到了該領(lǐng)域人才的不足。地?zé)峤粨Q組織執(zhí)行長約翰·凱利說，美國能源部將復(fù)蘇法案基金中的大約107萬美元用于投資建立國家級的行業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，來培養(yǎng)地?zé)嵯到y(tǒng)安裝領(lǐng)域所包含的各種職業(yè)，如設(shè)計(jì)者、工程師、安裝專家以及鉆孔者等等。地?zé)峤粨Q組織是一家非營利的貿(mào)易組織，它將與俄克拉荷馬州立大學(xué)的國際地源熱泵協(xié)會協(xié)調(diào)合作，共同來實(shí)施完成這項(xiàng)建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的工作。

　　美國政府為地?zé)嵯到y(tǒng)提供免稅激勵(lì)

　　同時(shí)，美國政府也開始重視另一個(gè)問題，這是那些想要安裝地?zé)嵯到y(tǒng)的消費(fèi)者們所面對的一個(gè)重大阻礙：先期成本。地?zé)嵯到y(tǒng)的價(jià)格有時(shí)是傳統(tǒng)暖氣和空調(diào)系統(tǒng)的兩倍。另外，要鉆一個(gè)地?zé)峋埠馨嘿F。美國國會2009年通過了一條法案，只要在2016年12月31日之前安裝任何的地?zé)嵯到y(tǒng)，就給個(gè)人房屋的戶主提供該系統(tǒng)成本的30%的課稅減免，而商業(yè)項(xiàng)目則可以減免10%的額度。

　　包括紐約州在內(nèi)的許多州都提供了免稅激勵(lì)政策。并且，由于這些地?zé)嵯到y(tǒng)減輕了用電高峰時(shí)期電力網(wǎng)所承受的負(fù)擔(dān)，因此許多電力公司都提供電費(fèi)折扣。

　　4年前，洛倫家的房子需要3口井來支持地?zé)嵯到y(tǒng)，花費(fèi)為9200美元。這些“井”深約160米，它們實(shí)際上是約13厘米寬的鑿洞。除了鉆井的花費(fèi)，他們所支付的價(jià)格還包括將管道下放到井里，用薄泥漿填塞固定管道，將這三條線路融化為一體，成為一個(gè)多支管道，并且挖出一條約6米深的溝，來連接井底和地下室里的熱泵，在這些溝中鋪設(shè)管道為熱泵提供地下水并將用過的水返回到井底。現(xiàn)在，放眼看看洛倫家的草坪，這些地下的水管裝置全都看不見。

　　那么結(jié)果會怎樣呢？在未來2到3年內(nèi)，洛倫家的地?zé)嵯到y(tǒng)很可能就會把它自己的成本節(jié)約回來。一開始確實(shí)有個(gè)階段很苦惱，但是他們覺得現(xiàn)在不論是夏天還是冬天都非常舒服。