学慧网碳排放（学校脱碳的平台方法）

学慧网碳排放（学校脱碳的平台方法）Energy Pod研究和创新项目于2021年10月在教育邨启动，其第一阶段的工作正在进行中，以建立一套概念提案，其中包含支撑这项工作未来发展的关键原则。她说，能源舱的想法来自DfE的MMC框架的成功，并建立在其GenZero研究项目的基础上，该项目着眼于学校的超低碳标准。“如果你能提高标准化，你就可以聚合并创造一个经济规模，这让你开始降低这个价格点。2021年11月，当时的教育部长纳迪姆·扎哈维（Nadhim Zahawi）将这些豆荚描述为“低到零碳即插即用技术解决方案，为现有学校提供供暖和热水”。杰玛·泰勒，现任燕业全球主席兼DfE工程主管，正在领导该项目。她解释了这个概念是如何产生的：“我们从BEIS领导的公共部门脱碳计划（于2020年启动）中了解到，脱碳在整个教育部门的应用面临着三个核心挑战：脱碳对于非技术受众来说可能令人生畏;它很昂贵;并不是我们最终用户的首要任务。“作为一个政府

能源捆绑：学校脱碳的平台方法

教育部正在探索如何应用平台建设原则来创建创新的改造解决方案，使学校和学院以及其他部门的设施脱碳。安迪·皮尔逊报道能源舱概念

由于教育部门仅占公共部门排放量的40%，教育部（DfE）热衷于探索支持教育产业脱碳的创新方法。

仅DfE学校库存就占这些排放量的25%，是22，000多所学校的所在地，这些学校由大约70，000个单独的街区组成，其中大部分由燃气锅炉加热。其他没有连接到燃气电网的学校使用燃油锅炉甚至燃煤锅炉进行加热。

DfE正在考虑的一种脱碳解决方案是开发一系列模块化，场外制造，低碳或零碳包装的工厂，称为能源舱，可用于取代现有的供暖系统。

2021年11月，当时的教育部长纳迪姆·扎哈维（Nadhim Zahawi）将这些豆荚描述为“低到零碳即插即用技术解决方案，为现有学校提供供暖和热水”。

学校类型

• 无织物干预：热负荷高于平均水平的学校;已采取或计划采取的能源效率干预措施很少。
• 中等规模的织物干预：具有平均热负荷的学校;已采取或计划采取一些能源效率干预措施，但仍需作出重大改进。
• 大规模的织物干预：热负荷低于平均水平的学校;已采取或计划采取重大的能源效率干预措施。

杰玛·泰勒，现任燕业全球主席兼DfE工程主管，正在领导该项目。她解释了这个概念是如何产生的：“我们从BEIS领导的公共部门脱碳计划（于2020年启动）中了解到，脱碳在整个教育部门的应用面临着三个核心挑战：脱碳对于非技术受众来说可能令人生畏;它很昂贵;并不是我们最终用户的首要任务。

“作为一个政府部门，我们正在利用我们在建筑环境和建筑方面的技术专长来探索解决这些挑战的方法，并使该行业能够实现脱碳。

她说，能源舱的想法来自DfE的MMC框架的成功，并建立在其GenZero研究项目的基础上，该项目着眼于学校的超低碳标准。“如果你能提高标准化，你就可以聚合并创造一个经济规模，这让你开始降低这个价格点。

Energy Pod研究和创新项目于2021年10月在教育邨启动，其第一阶段的工作正在进行中，以建立一套概念提案，其中包含支撑这项工作未来发展的关键原则。

低中、高织物干预的能量舱

迄今为止，已经发展出这种思维的团队包括由伊恩·基林领导的昆德尔的MEP团队，由丽贝卡·克拉克领导的莫特麦克唐纳PM和QS团队，以及由Raadiyah Rifath领导的阿特金斯建筑和结构团队。

由詹姆斯·墨菲（James Murphy）领导的阿卡迪斯（Arcadis Gen）还被任命为整个庄园的数据分析，使用状态数据收集（CDC）和显示能源证书（DEC）数据来确定整个投资组合的负载范围。这为概念提案提供了信息。

市场参与会议将于10月和11月举行，以收集来自所有利益相关者的关键情报，并确定一家供应商，以便在2023年之前共同开发原型。

为了建立吊舱概念，项目团队使用数据研究定义了三个理论流派，涵盖了从高于平均值到低于平均值的三个热负荷范围。三种学校类型是低规模、中等规模和大规模干预（见“学校类型”小组）。

能源舱概念为脱碳提供了框架，但仍促进了减少能源使用措施的行动。

然后，该团队着手开发一个标准化的豆荚和花房概念，适用于所有这些类型的学校。

每个能量舱都由一系列模块组装而成，这些模块允许根据每个学校的需要扩展工厂空间。到目前为止，基本模块已标准化为3，600mm长x 2，400mm宽x 3，000mm高。该模块尺寸可以容纳一系列具有不同负载需求的学校，而不会明显过大。

标准模块由一个较小的辅助模块补充，该模块的高度为2，400mm x 1，200mm x 3，000mm - 它将用于标准化模块将明显过大的地方。必须保持对大气开放的设备，如空气源热泵（AHSP），隐藏在预制的百叶窗面板部分后面。

加热和热回收吊舱模块

■ 模块 A 包含模块化低温热水 （LTHW） 锅炉以及一次循环泵。输入的公用设施，如天然气服务，也将在模块A中接收。

■ 模块 B 包含初级 LTHW 缓冲容器以及 LTHW 二次循环泵、增压设备、膨胀容器、机械服务控制面板和低压配电板。

■ 模块C包含二级LTHW缓冲容器，水源热回收热泵（用于低品位内部热增益回收和所有相关设备，如冷冻水（CHW）缓冲容器，CHW二次循环泵，增压设备和膨胀容器。

虽然模块尺寸已经标准化，但其皮肤尚未标准化，因为将选择模块的信封来响应站点上下文。“吊舱将不仅仅是在学校操场上放置的一个模块，”泰勒说。

“我们正在探索对社会的更广泛利益，以及豆荚如何为学生提供与之互动的机会，以便教育未来的净零劳动力。

该团队还在研究是否可以在不需要规划许可的情况下安装能量舱。“我们正在研究这些是否可以在允许的开发下安装，”泰勒说。

有三种不同的能量舱类型：加热和热回收;生活热水;和电气。

加热和热回收舱

这将使学校现有的锅炉厂能够被燃气锅炉和空气源热泵的组合所取代。每个加热和热回收舱都可以由三种模块类型构成（参见“加热和热回收舱模块”面板）。

Cundall的首席机械工程师、该项目的首席机电工程师Ian Keeling解释说：“这种方法允许从一个或多个标准化模块构建特定于应用的能源舱，每个模块都有一个固定的功能。

例如，基林指出，为一所低规模的干预学校设计的能源舱，建筑面积为1，250米。2将需要锅炉来支持ASHP，但不需要需要第二个低温热水（LTHW）缓冲容器的系统体积，也不需要包含水源热泵（WSHP）用于内部热增益回收。

因此，能量舱将由模块A和模块C制造。相比之下，他说一所建筑面积为10，000米的大规模干预学校。2不需要锅炉，但所需的更高系统体积将需要第二个LTHW缓冲容器，并且可能包括用于内部热增益回收的WSHP。这个能量舱将由模块B和模块C制造，基林说。

电能舱

■ 模块 A 包含低压面板和输入的公用电源

■ 模块B是模块A的衍生产品，除了低压面板外，还集成了光伏逆变器。

■ 模块C包含电池存储

生活热水包

根据基林的说法，学校的某些区域需要集中的生活热水系统。这些设施包括厨房和更衣室。“集中式系统是必需的，因为通过这些地区的本地瞬时电力系统输送热水的现代方法将使低压网络面临过度需求，”Keeling说。

标准化的厨房和更衣室生活热水能量舱包含生活热水缓冲容器，每个容器都有一个整体式ASHP。

还有一个集中的家用热水能量舱，其中包含LTHW缓冲容器和家用板式换热器，它们来自LTHW系统。

电能舱

与加热和热回收能量舱非常相似，电能舱可以由三种标准化模块类型构成（参见“电能舱”面板）。

设计用于向学校提供低压电源并支持包含光伏阵列的电能吊舱将由模块A和模块B制造。将电池存储容量与这些功能一起集成需要包含模块C。

“电池存储不是你通常在学校里找到的东西，因为它们不是便宜的套件，”基林说。然而，他说，在异常情况下纳入它们可能会使农村学校脱碳，这些学校没有连接到天然气网络，并且经常由石油加热。

在这种情况下，必须更换整个加热系统。它不能分阶段进行。因此，学校的整个热负荷必须从一开始就由热泵系统提供。

“这所学校不太可能有能够提供足够的电力的供应，而且，由于它是一个农村场地，升级成本可能会很高。电气设计的反应是允许在一夜之间存储一定量的电力，“他解释说。这种存储的功率可以抵消低压电源升级的成本。它也可以用来利用更便宜的隔夜能源关税。

使用吊舱和模块系统，可以从一组标准化的组件组装定制的能源吊舱解决方案。例如，一所特定的学校可能需要暖气和热水舱，但不需要电力;或者暖气和电包，但不是热水。“设计具有固有的灵活性，因此能量舱可以独立存在，也可以像能量中心一样集成，”Keeling说。

设计了单独的模块，因此每个模块内的工厂布置和设备区域保持不变;只有工厂的容量会根据特定学校所需的负载而变化。该工厂也进行了模块化改造，为承包商提供了Keeling所描述的“零件套件”。

新能源舱和现有系统之间的连接将通过板式热交换器进行。这在液压上将新旧系统的操作分开，最重要的是，保护昂贵的新工厂免受现有系统中有时被污染的内容物的影响。

令人印象深刻的是，能源舱概念中内置了脱碳机制。

“我们对设计所做的是使高效学校的热量从第一天起就由ASHP单独产生，”Keeling说。“效率越低的学校将把ASHP大小调整为净零负荷，而配套锅炉的规模将达到学校的实际峰值负荷”

锅炉设计为在寒冷的冬季单独运行。然而，随着室外温度的升高，学校的供暖负荷开始下降。“这个想法是，随着学校的能源需求从现在到2050年减少，纯粹通过ASHP运行的供暖年的比例增加，直到不再需要锅炉，“基林说。

最终，目的是为学校提供一种脱碳机制，而无需对能源舱本身进行任何结构性改变。然而，学校将不得不采取能源效率干预措施，例如更换窗户，以及提高织物效率和气密性。能源舱方法为脱碳提供了框架，但仍促进了减少能源使用措施的行动。

该项目第一阶段的结束将是明年春天建造一个非工作原型吊舱。“我们希望很多关键的朋友告诉我们什么需要改变，什么不需要改变，”DfE的杰玛泰勒说。

一旦纳入了任何更改，该项目下一阶段的目标将是在大约五所学校安装原型。“从现在到2025年，我们希望建立一个非工作原型，然后是工作原型，并最终在资金可用时在整个庄园推出这一举措，”
泰勒说。

“我们正在采取标准化的方法，以确保如果其他行业有兴趣效仿，能源舱可以适应学校库存之外，”泰勒说。

https://www.cibsejournal.com/technical/bundles-of-energy-the-platform-approach-to-decarbonising-schools/