Regelung einer Wärmepumpenanlage

Die Schülerinnen und Schüler analysieren methodisch die Funktionsweise einer Wärmepumpenanlage. Diese wird durch eine Animation veranschaulicht. Sie ziehen Kennzahlen von Wärmepumpen heran und vergleichen mithilfe von Tabellenkalkulationsprogrammen den Energieverbrauch zweier Wärmepumpen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Analyse der Regelung der Wärmepumpenanlage. Die Schülerinnen und Schüler bilden die Zweipunktregelung in das Modul BORIS des Programms WinFACT ab und lernen den Einfluss der Schalthysterese auf die Schalthäufigkeit kennen.

Kompetenzen

Methodenkompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen

• ihre methodischen Fähigkeiten im Umgang mit komplexen technischen Systemen weiterentwickeln.
• die Analysemethode einüben und anwenden lernen.
• mit Bedienungsanleitungen vertraut werden und diese einsetzen.

Fachkompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler sollen

• die Funktionsweise einer Wärmepumpenanlage verstehen.
• mit Kennzahlen von Wärmepumpenanlagen rechnen.
• die Regelung einer Wärmepumpenanlage verstehen.
• die Funktionsweise einer Zweipunktregelung, den Begriff Schalthysterese und die Begriffe oberer beziehungsweise unterer Schaltpunkt verstehen.

Kurzinformationen

Didaktisch-methodischer Kommentar

Lerngegenstand ist eine zweipunktgeregelte monovalente Elektrowärmepumpenanlage zur Raumheizung. Aufgrund der Komplexität des Systems ist die Anforderung an die Schülerinnen und Schüler hoch. Der Lerngegenstand eröffnet ihnen die Chance, komplexe Systeme fachgerecht verstehen zu lernen. Eine geeignete fachspezifische Methode ist die Analysemethode. Zunächst wird die Funktionsweise der Wärmepumpenanlage und anschließend die Regelung der Anlage analysiert.

• Aufgabenstellung
  Das Erläutern der Aufgabenstellung steht zu Beginn des Unterrichtsverlaufs. Die Lehrkraft sollte in die Fragestellungen einführen.
• Funktionsweise einer Wärmepumpenanlage
  Die Schülerinnen und Schüler setzen sich intensiv mit den Arten von Wärmepumpen, mit Energiebilanzen und Kennwerten dieser Bilanzen auseinander.
• Regelungen einer Wärmepumpenanlage
  Um die Ursache der Unterbrechungsmeldung und die Auswirkungen einer Änderung der Schalthysterese auf die Raumtemperatur verstehen zu können, analysieren die Schülerinnen und Schüler die Regelung einer Wärmepumpenanlage.

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Zusatzinformationen

Im Web

• bmvbw.de
  Auf der Seite des Bundesministeriums für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen finden Sie einige Informationen zur Energiepolitik und zum Energiesparen.
• kahlert.com
  Hier finden Sie eine ausführliche Beschreibung des Simulationssystems BORIS von WinFact mit Animationen und Grafiken.
• kahlert.com
  Die Preisliste und die Möglichkeiten von Komponenten des Programms WinFACT finden Sie hier. Es gibt auch eine kostenlose Demo-Version.
• bildungsverlag-eins
  Dem Fachbuch "Regelungstechnik - Projekte für den Lernfeldunterricht" liegt eine CD-ROM bei mit einer Light-Version von WinFact.

• elektropraktiker.de
  Auf der Seite des Fachjornal finden Sie interessante Artikel und Informationen zu diesen und anderen Themen.
• YouTube: "Zeichen setzen - Wärme pumpen!" - Der Film
  Der Bundesverband Wärmepumpe e.V. möchte mit diesem gut gemachten Film Zeichen setzen.

Informationen zum Autor

Markus Asmuth unterrichtet Elektrotechnik und Informatik.

• Mehr Infos im Autorenkatalog
  Hier finden Sie auch eine Liste mit weiteren Lehrer-Online-Beiträgen von Herrn Asmuth.

Kommentare zu dieser Unterrichtseinheit

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