Installation solaire thermique pour la production de vapeur pour la stérilisation d’équipements médicaux des Hôpitaux Universitaires de Genève (HUG BDL2)

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/501137
• Projekttitel Englisch: Thermal solar system for vapour production used for médical equipment stérilisation of the Geneva University Hospitals (HUG BDL2)

Kurzbeschreibung (Französisch)

Cinquième grande étape du redimensionnement de l'Hôpital universitaire de Genève (HUG), le bâtiment BdL2, actuellement en construction, sera un bâtiment à haute performance énergétique. Afin d'atteindre cet objectif, les HUG ont décidé de mettre en place une installation solaire haute température de génération de vapeur. Elle sera composée de capteurs à tubes sous-vide de grandes dimensions discrètement intégrés sur le toit du bâtiment, produira de la vapeur à 140°C utilisée pour la stérilisation d'équipements médicaux. Etant donné que de l'eau surchauffée à 105-110°C est à disposition pour le préchauffage, l'installation solaire thermique fonctionnera dans une plage de température supérieure, de 110 à 180°C. Le liquide caloporteur adéquat pour cette plage de température est de l'huile thermique, et non pas un liquide caloporteur conventionnel à base de glycol.

Schlussbericht (Deutsch)

Als fünfte grosse Etappe der Redimensionierung der Genfer Universitätskliniken (HUG) soll das neu errichtete Gebäude Julliard ein energieeffizientes Gebäude sein. Um dieses Ziel zu erreichen, hatten die HUG beschlossen, eine Hochtemperatur-Solaranlage für die Dampferzeugung zu installieren. Die Anlage besteht aus grossen Vakuumröhrenkollektoren, die diskret in das Dach des Gebäudes integriert wurden, um 140 °C heissen Dampf zu erzeugen, der für die Sterilisation von medizinischen Geräten verwendet wird.

Mehrere Jahre nach Beginn des Projekts sind die klimatischen und energetischen Herausforderungen, die mit dem Betrieb von Krankenhäusern verbunden sind, umso aktueller. Der Gesundheitssektor ist für etwa 5 % der Treibhausgasemissionen in der Schweiz verantwortlich und Krankenhäuser sind eine der Hauptquellen dieser Emissionen. Dennoch stösst die Energieumstellung in solchen Einrichtungen auf technische Schwierigkeiten, insbesondere bei prozessorientierten Tätigkeiten wie der Dampferzeugung. Trotz dieser Tatsache, die uns in der ursprünglichen Ausrichtung des Projekts bestärkt, sind wir bei der Umsetzung des Projekts auf zahlreiche, vor allem technische Schwierigkeiten gestossen, die uns daran gehindert haben, die Anlage endgültig in Betrieb zu nehmen.

Die Funktionstests ermöglichten es jedoch, (1) die Szenarien für die Sicherheitsabschaltung zu validieren, (2) die thermischen Kapazitäten der Paneele zu überprüfen, (3) bestimmte thermische Ungleichgewichte zwischen den Kollektorreihen zu identifizieren und schliesslich (4) Produktionsdaten über einige Betriebstage zu gewinnen und eine erste Bilanz zu ziehen.

Neben diesen Fortschritten wurden weitere Validierungen zum Nutzen des HUG erreicht, wie die Verwendung eines Energiemonitoring-Tools, das heute weit verbreitet ist und ständig weiterentwickelt wird, oder die Zertifizierung der Solarpaneele für die Verwendung mit Thermoöl durch das Institut für Solartechnologie SPF in Rapperswil. Das Projekt ermöglichte den Partnern einen Kompetenzzuwachs in einem anspruchsvollen technischen Bereich.

Schlussbericht (Englisch)

As the fifth major step in the resizing of the Geneva University Hospitals (HUG), the recently constructed Julliard building is to be a highly energy efficient building. To achieve this goal, the HUG decided to install a high-temperature solar installation for steam production. The system uses large evacuated tube collectors discreetly integrated into the roof of the building to produce steam at 140 °C, which is used for sterilising medical equipment.

Several years after the start of the project, the climate and energy challenges associated with hospital activity are even more topical. The health sector is responsible for about 5% of greenhouse gas emissions in Switzerland and hospitals are one of the main sources of these emissions.

However, the energy transition in such institutions faces technical difficulties, especially for process activities such as steam generation. Despite this fact, which confirms the initial orientation of the project, we encountered many difficulties, mainly technical, during the realisation of the project, which prevented us from putting the installation into operation definitively. However, the operational tests allowed us to (1) validate the safety shutdown scenarios, (2) verify the thermal capacities of the panels, (3) identify certain thermal imbalances between the rows of collectors and finally (4) acquire production data over a few days of operation and make an initial assessment.

In addition to these advances, other validations were obtained for the benefit of the HUG, such as the use of an energy monitoring tool, which is now widely used and constantly evolving, or the certification of the solar panels for use with thermal oil by the Institute of Solar Technology SPF in Rapperswil. The project has enabled the partners to gain competence in a demanding technical field.

Schlussbericht (Französisch)

Cinquième grande étape du redimensionnement des Hôpitaux universitaires de Genève (HUG), le bâtiment Julliard, récemment construit, doit être un bâtiment à haute efficacité énergétique. Pour atteindre cet objectif, les HUG avaient décidé d'installer une installation solaire à haute température pour la production de vapeur. Celle-ci est réalisée à partir de grands capteurs à tubes sous vide discrètement intégrés dans le toit du bâtiment afin de produire de la vapeur à 140 °C, utilisée pour la stérilisation des équipements médicaux.

Plusieurs années après le début du projet, les défis climatiques et énergétiques liés à l'activité des hôpitaux sont d'autant plus d'actualité. Le secteur de la santé est à l'origine d'environ 5% des émissions de gaz à effet de serre en Suisse et les hôpitaux sont l'une des principales sources de ces émissions. Pourtant, la transition énergétique dans de tels établissements se heurte à des difficultés techniques, notamment pour les activités de processus telles que la production de vapeur. Malgré ce fait, qui nous conforte dans l'orientation initiale du projet, nous avons rencontré de nombreuses difficultés, principalement techniques, lors de la réalisation du projet, qui nous ont empêchés de mettre l'installation définitivement en service.

Les tests de fonctionnement ont cependant permis de (1) valider les scénarios d'arrêt de sécurité, de (2) vérifier les capacités thermiques des panneaux, (3) d'identifier certains déséquilibres thermiques entre les rangées de capteurs et finalement (4) d'acquérir des données de production sur quelques jours de fonctionnement et de faire un premier bilan.

Outre ces avancements, d'autres validations ont été obtenues au bénéfice des HUG, comme l'utilisation d'un outil de monitoring énergétique, aujourd'hui largement utilisé et en constante évolution, ou la certification des panneaux solaires pour une utilisation avec de l'huile thermique par l’Institut de technologie solaire SPF à Rapperswil. Le projet a permis aux partenaires de gagner en compétences dans un domaine technique exigeant.

Zugehörige Dokumente

• Rapport final [PDF] 4'615 kB