Un hôpital choisit le stockage intersaisonnier de chaleur ATES pour couvrir ses besoins en énergie

La technologie ATES, pour Aquifer Thermal Energy Storage, encore appelé Stockage intersaisonnier de chaleur, désigne le stockage d'énergie thermique dans le sous-sol et les aquifères.

C'est une solution ATES qui équipe le nouvel hôpital de Bispebjerg au Danemark, afin de stocker 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 6 échangeurs thermiques à plaques Alfa Laval contrôlant le chauffage et le refroidissement de l'eau souterraine, le gain énergétique par rapport à d'autres technologie est estimé à hauteur de 75%.

Un grand hôpital moderne a de forts besoins en énergie : il recourt à de nombreux équipements au quotidien, et a des besoins importants de climatisation en été et de chauffage en hiver

L'installation ATES de l'hôpital Bispebjerg a été choisir car elle couvrira tous les besoins en refroidissement, pour les scanners et les systèmes de ventilation par exemple, et plus de la moitié des besoins de chauffage. 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

Le stockage intersaisonnier de chaleur pour réaliser des économies d'énergie

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. Du fait de ce décalage de plusieurs mois dans le temps, la chaleur évacuée lors du refroidissement en été ne peut donc pas être utilisée pour le chauffage en hiver.

Le stockage intersaisonnier d'énergie thermique palie à ce problème grâce à l'utilisation dans les sous-sols de grands réservoirs thermiques contenant des eaux souterraines. Ces eaux stockent la majeure partie de la chaleur ou du froid afin de l'utiliser lors de l'autre saison. La déperdition thermique en fin de saison est faible : elle est généralement de 15 à 20%.

Système ATES

L'illustration présente un système ATES typique

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 amenée dans le sol via 6 forages chauds, où elle sera stockée 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 / 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.

Les avantages de la solution ATES

• Jusqu'à 85% de restitution thermique été comme hiver
• Jusqu'à 75% d'économies sur la consommation totale d'énergie
• Aucune consommation nette d'eau souterraine
• Équilibrage thermique du réservoir d'eau souterraine
• 100% électrique
• Réduction importante des émissions de CO2
• Peut 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.