Cas d’application

L’hôpital Caritas-Krankenhaus de Bad Mergentheim : Protection de l’environnement grâce à des technologies efficaces

Ces dernières années, l’hôpital Caritas-Krankenhaus de Bad Mergentheim a progressivement modernisé ses installations CVC, en mettant l’accent sur son système de refroidissement. L’élément clé de ces projets a été le système hydraulique, équipé de pompes à haute efficacité de Grundfos.

Les hôpitaux sont de grands consommateurs d’énergie et de ressources, et peuvent jouer un rôle important dans la protection du climat. C’est ce que montrent des initiatives telles que le projet « KLIK green » financé par le ministère allemand de l’environnement, dans lequel 250 hôpitaux et cliniques de rééducation à travers l’Allemagne ont économisé collectivement 100 000 tonnes de CO2 depuis avril 2022. La modernisation des systèmes énergétiques dans les hôpitaux est toutefois un processus à long terme qui nécessite le remplacement progressif d’éléments du bâtiment. L’hôpital Caritas-Krankenhaus Bad Mergentheim, qui a amélioré son système de refroidissement en 2021, ne fait pas exception.

 

Il emploie 1 450 personnes dans dix départements spécialisés, deux instituts et dix centres médicaux certifiés et prend en charge environ 22 000 patients hospitalisés et plus de 45 000 patients ambulatoires chaque année. Depuis 2006, il fait partie du groupe BBT, une structure chrétienne importante qui œuvre dans le secteur des hôpitaux et des établissements sociaux. Dans les années 1990, l’hôpital Caritas a bénéficié d’une rénovation complète, accompagnée d’une modernisation des ses installations techniques. Puis, en 2014, l’hôpital a lancé d’importants travaux de modernisation, incluant le remplacement et l’amélioration du centre d’alimentation électrique, du système de distribution de chaleur, des technologies de ventilation et de climatisation et du système de refroidissement. Ces initiatives avaient pour objectif d’optimiser la performance énergétique de l’établissement, de le rendre plus respectueux de l’environnement et de garantir un meilleur rendement.

Nouveau système de refroidissement
Le dernier projet en date a été le remplacement du système de refroidissement, achevé à l’automne 2021. « L’installation existante, qui datait des années 1990, ne répondait plus aux besoins de refroidissement l’été et ne présentait pas de redondance suffisante en cas de panne d’un groupe de réfrigération », explique Detlef Janßen, responsable technique du groupe BBT pour la région Tauberfranken-Hohenlohe. « De plus, les deux tours de refroidissement ouvertes n’étaient plus adaptées à l’usage prévu et devaient être remplacées pour des questions d’hygiène. »

LA SOLUTION
Le nouveau système de refroidissement a été conçu pour permettre une redondance suffisante, le remplacement des deux tours de refroidissement par voie humide et la poursuite du fonctionnement de l’installation de production de froid par absorption existante. À cette fin, deux nouvelles unités de réfrigération ont été installées dans le centre d’alimentation électrique de l’hôpital. Chaque unité dispose d’une puissance de réfrigération d’environ 550 kW, dont 400 kW pour le refroidissement libre. La distribution s’effectue via un nouveau centre de distribution Zortström (capacité maximale de 2 MW), auquel sont également raccordés le réservoir tampon existant et le réfrigérateur à absorption d’une puissance de réfrigération de 450 kW.

Dans l’ancienne centrale de refroidissement, un deuxième centre de distribution (capacité maximale de 1,5 MW) est relié au centre de distribution principal par des conduites de pompage. En outre, un système de refroidissement à eau d’une puissance d’environ 600 kW et un autre centre de distribution Zortström (environ 1,0 MW) ont été installés dans l’ancienne centrale de refroidissement. En été, les systèmes de ventilation et de climatisation sont alimentés indépendamment en eau froide par ce troisième centre de distribution. En hiver, le froid obtenu par refroidissement libre peut être injecté dans les systèmes de ventilation et de climatisation. Avec une capacité de 150 kW par installation, l’extraction de froid couvre les besoins tout au long de l’année.

Nouveau centre d’alimentation en froid avec distributeur Zortström et pompes à froid.

    

Le nouveau système de refroidissement offre une flexibilité optimale entre les centrales de production, le refroidissement libre et les réservoirs tampons et garantit un refroidissement efficace et sécurisé. 
Detlef Janßen, responsable technique du groupe BBT

Comme dans le cadre de la rénovation de l’hôpital Caritas, le nouveau système de refroidissement a été conçu par le bureau d’ingénierie Neckermann (Gerlingen) et réalisé par le fabricant d’installations RGT Rhönland Gesundheitstechnik (Bad Neustadt an der Saale). Ce système a été mis en service à l’automne 2021, et le projet est désormais clôturé après la remise finale. Pour l’hôpital Caritas-Krankenhaus de Bad Mergentheim, cette phase de modernisation représente une étape importante dans la mise à niveau de ses équipements techniques, tant sur le plan environnemental qu’économique.

Priorité aux pompes à haut rendement

La technologie des pompes Grundfos joue également un rôle dans l’efficacité énergétique et économique du nouveau système de refroidissement de l’hôpital Caritas. Plusieurs dizaines de modèles de la série de circulateurs à haut rendement MAGNA3 et de la série de pompes in-line TPE avec moteurs à haut rendement ont été installés. L’hôpital fait confiance aux pompes Grundfos depuis sa première grande phase de modernisation en 2014. À l’époque, l’ancien centre de production d’énergie, avec ses trois chaudières à vapeur surdimensionnées pour des raisons d’économie d’énergie, a été remplacé par un nouveau système de cogénération (CHP), deux chaudières à vapeur pour la production de vapeur lors des processus et deux chaudières, chacune d’une puissance de 1 500 kW. Les pompes à haut rendement MAGNA3 et TPE de Grundfos ont été utilisées pour la première fois dans le système hydraulique.

Système de pompage de l’eau de refroidissement vers la tour de refroidissement à sec

« Après la rénovation du centre d’alimentation électrique de Bad Mergentheim, des discussions entre collègues lors d’un événement nous ont amenés à nous demander s’il était possible d’optimiser encore davantage les réglages de la pompe », se souvient Detlef Janßen. « Nous avons donc pris rendez-vous avec la maintenance Grundfos, qui a réglé nos pompes de manière optimale et s’est déplacée pour dispenser une formation approfondie à nos collègues. Ce qui nous a particulièrement impressionnés, c’est que les pompes Grundfos offrent une quantité impressionnante d’informations d’optimisation comparé à d’autres modèles. »

Ces expériences positives ont donné naissance à une coopération à long terme. « Nous apprécions particulièrement les conseils clairs et personnalisés », déclare Detlef Janßen. « En cas de problème, pas besoin de naviguer dans une suite d’écrans d’assistance interminable, il nous suffit de décrocher le téléphone pour obtenir rapidement les réponses à nos questions. Cela nous fait gagner du temps et permet d’instaurer une relation de confiance.

Le choix de la technologie de pompage ne se limite pas au site de Bad Mergentheim. L’hôpital Caritas fait partie du groupe BBT, qui inclut également l’hôpital voisin de Tauberbischofsheim, et le responsable technique s’occupe également des projets de modernisation de cet établissement. Après les expériences positives de Bad Mergentheim en 2016-2017, le centre d’alimentation électrique de Tauberbischofsheim a lui aussi été modernisé. L’ancien système de chaudière a été remplacé par deux chaudières et un système de cogénération, et le système hydraulique a été modernisé avec l’ajout de pompes Grundfos MAGNA3 et TPE à haut rendement. Un réfrigérateur à absorption a également été installé dans un nouveau bâtiment avec un système de refroidissement par noyau béton pour permettre à la centrale de fonctionner en été.

Économies d’énergie grâce au remplacement des pompes

Les projets de modernisation de Bad Mergentheim et Tauberbischofsheim ont incité les responsables à se concentrer à nouveau sur le potentiel d’optimisation énergétique du système hydraulique. « Nous avions encore beaucoup d’anciennes pompes que nous avons commencé à remplacer progressivement », explique Detlef Janßen. « Les exigences croissantes en matière de protection de l’environnement ont donné un nouvel élan à ce processus, d’autant plus que nous avons pu bénéficier de financements publics. »

Depuis 2018, environ 130 pompes existantes ont été remplacées par des pompes à haut rendement dans les systèmes de distribution de chaleur de l’hôpital Caritas. La plupart des modèles utilisés proviennent de la série MAGNA3, qui, avec 45 types et plus de 220 modèles de pompe, couvre une large gamme de tailles. L’hôpital de Tauberbischofsheim a demandé à Grundfos de réaliser un bilan énergétique avant le remplacement des pompes.

Nous voulions être sûrs du dimensionnement et du choix des pompes de remplacement avant de planifier le projet avec des chiffres fiables 
explique Detlef Janßen.

C’est ainsi qu’en octobre 2019, Grundfos entreprend un bilan énergétique des 57 pompes de Tauberbischofsheim. Résultat : les 57 pompes offraient toutes des économies potentielles, parfois considérables. Au total, le bilan énergétique a permis d’économiser près de 71 000 kWh par an, ce qui équivaut à une réduction des émissions de près de 31 tonnes de CO2. Sur le plan financier, les économies réalisées représentent une réduction des coûts d’exploitation de près de 13 000 euros par an. La période d’amortissement calculée pour toutes les pompes était inférieure à huit ans en 2019, mais compte tenu de la flambée des coûts de l’énergie, le projet sera amorti beaucoup plus tôt. De nombreuses pompes surdimensionnées ont été remplacées sur plusieurs mois au cours de l’hiver 2019-2020, encore une fois par des modèles MAGNA3 et par la série ALPHA2, qui offre des modèles plus petits.

Contribution réussie à la protection de l’environnement

À Bad Mergentheim, les pompes à haut rendement jouent un rôle important dans la réalisation des objectifs du projet « KLIK green » de l’hôpital Caritas. Conformément à la devise « Les hôpitaux contribuent à la protection du climat », le projet « KLIK green » d’une durée d’un an financé par le ministère allemand de l’environnement vise à aider 250 hôpitaux et cliniques de rééducation participants dans toute l’Allemagne à économiser 100 000 tonnes de CO2 d’ici avril 2022. « Nous sommes convaincus que nous pourrons atteindre notre objectif de réduction de 400 tonnes pour l’hôpital Caritas », déclare Detlef Janßen. « Grâce à notre participation au projet « KLIK green », nous pourrons achever cette année la mise à niveau énergétique de nos systèmes de ventilation et de climatisation, qui était plus étalée dans le temps. En 2019-2020, l’hôpital a modernisé le premier système de ventilation et de climatisation en installant des échangeurs thermiques à couches multifonctionnels à contre-courant. En 2022, cinq autres systèmes du même type devraient suivre. Des pompes Grundfos à haut rendement seront également utilisées dans ces systèmes.

Expérience pratique pour les responsables d’établissements de santé de demain

L’efficacité des techniques de construction n’est pas seulement un enjeu majeur pour Detlef Janßen en tant que directeur technique du groupe BBT. Detlef Janßen enseigne aussi la gestion des établissements de santé à l’Université coopérative de l’État de Baden-Wurtemberg (DHBW). « L’engagement commercial dans la gestion des installations et l’approvisionnement en énergie dans le secteur de la santé nécessite une compréhension de base des équipements techniques », explique Detlef Janßen. « C’est pourquoi j’essaie de sensibiliser les étudiants aux questions techniques. Beaucoup ne réalisent pas la quantité d’énergie consommée dans les hôpitaux et l’effet que peut avoir l’optimisation énergétique. Les exemples concrets de Bad Mergentheim et de Tauberbischofsheim sont d’excellents moyens de le leur faire comprendre. »