L'énergie souterraine verte

Le nouvel hôpital de Bispebjerg, au Danemark, utilise une solution qui stocke la chaleur et le froid dans le sol pour son approvisionnement en énergie. C'est la plus grande installation ATES du pays et elle permettra de réduire les émissions de CO₂ de 50 %. Avec six échangeurs thermiques à plaques Alfa Laval contrôlant le chauffage et le refroidissement de l'eau souterraine, les économies d'énergie pourront aller jusqu'à 75 %.

Une installation ATES (de stockage d'énergie thermique des aquifères) stocke le froid et la chaleur dans le sol. Il couvrira tous les besoins de refroidissement de l'hôpital Bispebjerg, pour les scanners et les systèmes de ventilation par exemple, et plus de la moitié des besoins de chauffage. Un grand hôpital moderne renferme de nombreux équipements et il y a des besoins importants de refroidissement en été et de chauffage en hiver. Avec ce système, il est possible de refroidir et de chauffer d'une manière beaucoup plus durable et écologique qui réduit de moitié les émissions de CO₂.

Avec l'installation ATES, nous pouvons optimiser l'énergie et respecter l'environnement, ce qui est absolument crucial pour un avenir durable.
- Lene Stevnhoved, chef de projet de l'hôpital Nyt Bispebjerg.

Économies d'énergie, réduction des émissions de CO₂ et préservation des eaux souterraines

C'est lorsqu'il fait le plus froid en hiver que les besoins de chauffage sont les plus importants, et lorsqu'il fait le plus chaud en été que les besoins de refroidissement sont les plus importants, ce qui fait un décalage de plusieurs mois. La majeure partie de la chaleur évacuée lors du refroidissement ne peut donc pas être utilisée immédiatement pour le chauffage. L'utilisation de grands réservoirs thermiques dans les sous-sols contenant des eaux souterraines permet de stocker la majeure partie de la chaleur évacuée par le refroidissement en été et de l'utiliser pour le chauffage en hiver. La déperdition au cours du stockage est généralement de 15 à 20 %.

Lorsque le froid est extrait, la température de l'eau augmente. Elle est ensuite chauffée un peu plus à l'aide d'une pompe à chaleur, puis ramenée dans le sol via six forages chauds. c'est là qu'elle est stocké sous terre jusqu'à l'arrivée de l'hiver. En période de froid, l'eau est à nouveau pompée et sa chaleur est alors extraite et utilisée, par exemple, dans les radiateurs.

Cette eau est ensuite réinjectée dans le sol, via les forages froids, ce qui permet à l'hôpital de continuer à récupérer alternativement la chaleur et le froid de la nappe phréatique. La station peut faire circuler jusqu'à 360 000 litres d'eau par heure, et la source d'énergie alternative permet à l'hôpital de réduire ses émissions de CO₂ d'environ 50 %.

« L'installation sera en mesure de couvrir l'intégralité de la future demande de refroidissement de l'hôpital et une partie importante de la demande de chaleur. Les économies d'énergie totales devraient atteindre 75 % par rapport au chauffage urbain et au refroidissement traditionnel avec un système de compresseur de réfrigération décentralisé, qui étaient les modes précédents de refroidissement et de chauffage de l'hôpital. Ces économies d'énergie considérables sont obtenues grâce au stockage saisonnier de la chaleur provenant du refroidissement de l'hôpital en été et de la réutilisation de la chaleur en hiver grâce aux pompes à chaleur. Cela permet également de rentabiliser rapidement l'investissement et de réaliser des économies substantielles. », déclare Stig Niemi Sørensen, ingénieur civil chez Enopsol, fournisseur leader sur le marché de systèmes énergétiques avec refroidissement par eau souterraine et ATES.

La station utilise exclusivement de l'électricité et du chauffage urbain, la production de froid et de chaleur se fait donc sans énergie fossile, conformément à la conversion de la société vers une production d'électricité et de chaleur sans énergie fossile.

Système ATES

L'illustration présente un système ATES qui ne décrit que le principe et ne se réfère pas exactement au système spécifique de Bispebjerg.

solution-ATES

• Jusqu'à 85 % de la chaleur accumulée peut être stockée pour l'hiver, et il en va de même pour le froid en été.
• Jusqu'à 75 % d'économies sur la consommation totale d'énergie
• Aucune consommation nette d'eau souterraine
• 100 % électrique
• Équilibrage thermique du réservoir d'eau souterraine
• Réduction importante des émissions de CO2
• Peut également être implantée dans les zones OSD (zones d'intérêt particulier pour l'eau potable)
• Aucun bruit extérieur

Des produits optimisés et économes en énergie associés à un service exceptionnel

Par l'intermédiaire de l'entreprise Enopsol, Alfa Laval a fourni six échangeurs thermiques à plaques TL10-BFG pour le transfert des eaux souterraines chaudes et froides stockées dans le circuit d'eau interne. Lors de l'échange thermique, l'eau souterraine est refroidie ou chauffée selon les besoins et la saison. Les pompes à chaleur fournissent de l'eau de refroidissement ou de la chaleur pour le chauffage urbain. Les échangeurs thermiques utilisent des plaques relativement grandes, ce qui fait que ce modèle est adapté aux applications à des programmes de température longs et lorsqu'une récupération de chaleur élevée est prévue. Elles offrent une efficacité énergétique élevée, un faible coût d'exploitation et une configuration flexible, qui sont autant d'aspects importants dans ce projet.

Pour ce qui est des échangeurs thermiques à plaques, nous utilisons uniquement Alfa Laval pour tous nos projets depuis plus de 25 ans. Cela s'explique principalement par la grande qualité des produits qui offrent une surface de plaque optimale contre les précipitations de fer provenant des eaux souterraines, ainsi que par l'excellence du service, de l'assistance et du traitement fournis par Alfa Laval.
- Stig Niemi Sorensen, Enopsol.