Regelung einer Wärmepumpenanlage

Veröffentlicht am 04.11.2005
  • Elektrotechnik
  • Sekundarstufe II
  • 10 Unterrichtsstunden
  • Ablaufplan, Arbeitsblatt
  • 4 Arbeitsmaterialien

Mit den immer aktueller und dringender werdenden Diskussionen über Energiesparen nimmt das Interesse an Wärmepumpenanlagen zu. Lerngegenstand der Unterrichtseinheit ist die Funktionsweise einer Wärmepumpenanlage und deren Regelung.

Beschreibung der Unterrichtseinheit

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.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

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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Vermittelte 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.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaRegelung einer Wärmepumpenanlage
AutorMarkus Asmuth
ZielgruppeHandwerkliche und industrielle Elektroberufe
LernfeldEnergie- und gebäudetechnische Anlagen in Stand halten und ändern
Zeitraum10 Unterrichtsstunden
Technische VoraussetzungenTabellenkalkulationsprogramm (MS-Excel oder OpenOffice Calc), Software WinFACT mit dem Modul BORIS
PlanungRegelung einer Wärmepumpenanlage

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Avatar Markus Asmuth

Markus Asmuth unterrichtet Elektrotechnik und Informatik. Sein pädagogischer Schwerpunkt liegt auf dem sozialen Aspekt der neuen Medien durch eine Ausweitung der Kommunikationswege unter Schülerinnen und Schülern und zwischen Lernenden und Lehrenden. Bei Lehrer-Online betreute er als Fachberater mehrere Jahre den berufsbildenden Bereich.

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