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Das neue Kantonsspital in Frauenfeld heizt und kühlt mit 89 Sonden

Die Erdwärmesonden reichen 200 Meter tief in den Untergrund. Sie sollen eine klimaneutrale Wärmeversorgung und Klimatisierung des neuen Kantonsspitals ermöglichen.
Thomas Wunderlin
Gesamtprojektleiter Roman Schläpfer erklärt den Verein für Geothermie Thurgau die Energiezentrale im zweiten Untergeschoss des neuen Spitals. (Bild: Donato Caspari)

Gesamtprojektleiter Roman Schläpfer erklärt den Verein für Geothermie Thurgau die Energiezentrale im zweiten Untergeschoss des neuen Spitals. (Bild: Donato Caspari)

Ein Gewirr von Rohren unterschiedlicher Stärke hängt an der Decke des zweiten Untergeschoss’ des Neubaus des Kantonsspitals Frauenfeld. Hier entsteht eine der drei neuen Technikzentralen, die gemeinsam mit zwei erneuerten bestehenden Zentralen den Spital in Zukunft mit Wärme, Kälte und Frischluft versorgen werden. Entlang einer Wand stehen sechs Maschinen, die sowohl Wärme als auch Kälte liefern können. Sie sind eingehaust, da das verwendete Kühlmittel HFO (Fluorolefinwasserstoff) explosiv ist, sagt Gesamtprojektleiter Roman Schläpfer, der am Mittwochabend dreissig Mitglieder des Vereins Geothermie Thurgau durch die Baustelle führte.

Zuoberst an einer Wand kommen vier schwarze, zwei Handbreit dicke Rohre heraus: die Verbindung zu den beiden Feldern mit insgesamt 89 Sonden, die als Speicher für Wärme und Kälte dienen. Das eine Feld mit 34 Sonden befindet sich auf dem Vorplatz des Spitalneubaus in der Ecke Waldegg-/Pfaffenholzstrasse. Die übrigen 55 Sonden sind auf dem 100 Meter entfernten neu angelegten Parkplatz am oberen Ende der Waldeggstrasse versenkt worden. Die Sonden verlaufen im Abstand von sechs Meter parallel zueinander 200 Meter tief in den Untergrund. Darin zirkuliert nicht das explosive Gemisch, sondern eine Wasser-Glykol-Lösung.

In 20 Meter Tiefe beginnt der felsige Untergrund

Gemäss dem Frauenfelder Geothermie-Experte Roland Wyss ist der Thurgauer Untergrund gut geeignet für Wärmesonden. Beim Spital beginnt in 20 Metern Tiefe der Fels. Darüber liegen wasserführende Kieszonen, in denen im Thurgau üblicherweise nicht gebohrt werden darf. Hier war es anders, da das Wasservorkommen laut Wyss für die Trinkwasserversorgung keine Bedeutung hat. Den Untergrund als Energiespeicher zu verwenden, ist eine etablierte Technik. Zum Heizen holt man mit einer Wärmepumpe Wärme aus dem Boden herauf. Die Transportflüssigkeit wird dabei von etwa 24 auf 28 Grad erwärmt. Um zu kühlen, transportiert man die Wärme wieder hinunter. Das Verfahren ist nicht zu verwechseln mit der Tiefenbohrung des Gemüsebauers Grob in Schlattingen, der aus 1200 Meter Tiefe natürlich vorkommendes 50- bis 60-grädiges Wasser heraufpumpt.

Im Thurgau werden pro Jahr rund 350 Löcher für Erdwärmesonden gebohrt, sagt der Geothermie-Experte. Für ein Einfamilienhaus reicht eine Sonde, für ein Mehrfamilienhaus braucht es etwa fünf. Das Sondenfeld des Kantonsspitals Frauenfeld ist das grösste im Kanton, seit im April 2016 mit dem Gesetz über die Nutzung des Untergrunds eine Bewilligungspflicht eingeführt wurde, wie Erika Tanner von der Fachstelle Geothermie sagt.

Eine Wasser-Glykol-Lösung transportiert die Wärme

Um eines der 200 Meter tiefen Löcher zu bohren, braucht es laut Geothermie-Experte Wyss einen Tag. Eine Sonde hat einen Durchmesser von 160 Millimeter und umfasst vier 40 Millimeter dicke Rohre. Je zwei davon sind unten miteinander verbunden: in einem Ende fliesst die Wasser-Glykol-Lösung hinunter, im andern hinauf. Um die Sonde zu versenken, wird unten ein Gewicht angehängt. Über ein fünftes Rohr wird Zement nach unten gepumpt, um das Loch zu verfüllen und den Wärmeaustausch mit der Umgebung zu sichern.

Laut Projektleiter Olindo Bucci sollen mit Hilfe der Erdwärmesonden Wärme und Kälte klimaneutral bereitgestellt werden können. Das Spital braucht für verschiedene Zwecke vier verschiedene Temperaturen: 90, 35, 16 und 6 Grad. Übers ganze Jahr braucht es sowohl Kälte als auch Wärme. «Das Energiemanagement ist die Knacknuss», sagt Bucci. «Der Speicher soll nicht zu kalt und nicht zu warm werden.»

Gerüst wird zurückversetzt

Zwischen 2016 und 2020 wird das Kantonsspital Frauenfeld neu gebaut. Der Rohbau des neuen Bettenhauses ist fertig. Das Gerüst wird jetzt gemäss Spital-Website abgebaut und einige Meter zurückversetzt wieder errichtet, um «das Bettenhaus mit seinem neuen Fassadenmantel zu bestücken».
Seit Juni werden das Spitalrestaurant, der Eingangsbereich und weitere Räume im sogenannten Breitfuss-Trakt erneuert. Sie sollen zusammen mit dem Neubau fertig werden. Den Restaurantgästen steht in dieser Zeit ein Aussenzelt zur Verfügung. Ein Toilettencontainer steht hinter der Bushaltestelle. (wu)

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