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Ausbildung

Thema: Versuchstechnischer Unterricht zu Heizungsanlagen

 

Im Berufsschulunterricht und der überbetrieblichen Ausbildung werden neben den handwerklichen Fähigkeiten auch theoretische Sachverhalte aufgezeigt und geschult. Theoretischer Unterricht alleine reicht meist nicht aus, um Verständnis für das vorgetragene Thema zu erreichen. Mithilfe von Animationen am PC oder Videos wird versucht, dem Lernenden das Verstehen zu erleichtern. Wenn dies nicht ausreicht, werden anschauliche Versuche zu dem Lernthema aufgebaut und durchgeführt.

Beispiele zu Themen der Heizungstechnik
In den Ausbildungsstätten kommen die unterschiedlichsten Versuchsanlagen zur Anwendung. Waren dies bis ca. 1995 komplexe, unveränderbare Großanlagen mit unterschiedlichsten Versuchsmöglichkeiten, so hat sich seit dem Jahre 2000 die modulare Bauweise in kleinen überschaubaren Versuchsaufbauten etabliert. Die nachfolgend aufgeführten Beispiele der Aufbauten, der Versuchsdurchführung und der Versuchsergebnisse sind aus dem Schulalltag verschiedener Fachstufen abgeleitet. Die Lernaufgaben sowie deren Ergebnisse sind weiterzuführen und zu vervollständigen. Der Ausbilder stellt entsprechend dem angestrebten Lernziel die Bauteile, Unterlagen und Messeinrichtungen zur Verfügung.

Aufgabe 1 (1. Lehrjahr, Gruppenarbeit)
Bauteile einer Heizungsanlage auswählen

Das Bild zeigt den späteren Anlagenaufbau. Die Schüler wählen aus dem Fundus der Versuchswand die Bauteile aus und benennen sie. Bauteile:
 1    Wärmeerzeuger
 2    Sicherheitsgruppe (Sicherheitsventil, Entlüftung, Manometer)
 3    Heizungspumpe
 4    Heizkörper/Flächenheizung
 5    Füllarmatur
 6    Membrandruckausdehnungsgefäß
 7    (Einzelarmaturen)
 8    Leitungssystem (Vorlauf, Rücklauf)
 9    Brenner (Teil des Wärmeerzeugers)
10    (Temperaturregelung)

Aufgabe 2 (Einzelarbeit oder in der Kleingruppe)
Aufgabe der Bauteile beschreiben

Die ausgewählten Bauteile sind zu benennen und deren Aufgabe stichwortartig zu beschreiben. Als Hilfsmittel werden die Einbauanleitungen der Hersteller sowie Tabellen- und Fachbücher genutzt.

Aufgabe 3 (Einzelarbeit, in der Gruppe)
Funktionsweise der Heizungsanlage erklären

Die Funktionsweise ist möglichst kurz mit eigenen Worten zusammenzufassen:

  • Bei Wärmebedarf bzw. abgekühltem Wärmeträgermedium schaltet der Temperaturregler den Brenner ein. Das Heizungswasser wird im Kessel erwärmt.
  • Schaltet die Pumpe ein, wird das Heizungswasser über den Vorlauf zu den einzelnen Verbrauchern (Heizkörper, Heizflächen) verteilt.
  • Das Thermostatventil öffnet entsprechend der Raumtemperatur das Heizkörperventil.
  • Das Heizungswasser durchströmt den Heizkörper. Die Heizflächen erwärmen sich und geben die Wärme an die Umgebung ab.
  • Das abgekühlte Heizungswasser wird über den Heizungsrücklauf zum Wärmerzeuger geführt.
  • Der Heizkreislauf beginnt von vorne.
  • Wärmeanforderung: Aufheizen – Zwangsumlauf – Verteilen – Verbrauchen – Sammeln – Aufheizen.


Aufgabe 4 ­(Gruppenarbeit)
Aufbauschema ­erstellen

Die Anlage wird am PC oder als Handskizze mit Sinnbildern von jedem selbst dargestellt.

Aufgabe 5 ­(Gruppenarbeit)
Heizungsanlage ­erstellen

Die Anlage wird aus den Modulbauteilen real aufgebaut.

Aufgabe 6 (Kleingruppe)
Technische Daten ermitteln

Die Typenschilder, Einbau- und Betriebsanleitungen sind durchzulesen, Kenndaten zu protokollieren.

Aufgabe 7 (Kleingruppen 2 )
Betriebsdaten festlegen

Es wird eine Checkliste mit Vorgaben verwendet. Hilfsmittel sind Fachbuch, Tabellenbuch, Handreichungen mit Tabellen, Berechnungsformeln, sowie Lösungsansätze und Fachberichte.
Die Ausarbeitungen/Ergebnisse werden aufbereitet und durch theoretische Grundlagen und berufsorientierte Mathematik (Ausdehnung, Leistungen u.a.) untermauert.

Aufgabe 8 (Gesamtgruppe/Kleingruppen)
Fachgerechtes Füllen der Anlage vorbereiten

Die Hinweise des DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches), des Kesselherstellers sowie DIN-Normen sind zu beachten. Die Wasserqualität des Füllwassers ist zu messen und zu beurteilen. Entsprechend der Ergebnisse ist ein Arbeitsplan zum Befüllen zu erstellen. Arbeitsplan Füllen der Heizungsanlage mit Trinkwasser:

  • Desinfizierten Füllschlauch an Auslaufventil (Rohrtrenner BA) anschließen.
  • Auslaufventil etwas öffnen und Füllschlauch entlüften.
  • Zweiten Füllschlauchanschluss an die Fülleinrichtung der Heizungsanlage anschließen.
  • Absperreinrichtungen im Vorlauf und Rücklauf öffnen.
  • Trinkwasseranschluss öffnen und danach die Fülleinrichtung der Heizungsanlage langsam öffnen.
  • Druckanstieg am Manometer beobachten.
  • Sollfülldruck ca. 0,65 bar ist nach Ausbildervorgabe (Pumpenschutz) auf min. 1 bar an der Fülleinrichtung einzustellen bzw. zu erhöhen.
  • Einzelne Anlagenabschnitte entlüften.
  • Fülleinrichtung der Heizungsanlage schließen.
  • Trinkwasseranschluss schließen.
  • Füllschlauch auf der Heizungsseite, dann von der Trinkwasserseite entfernen.
  • Füllschlauch entleeren, desinfizieren, Anschlussverschraubungen abdichten und sauber lagern.


Aufgabe 9 (Gesamtgruppe/Kleingruppen)
Anlage fachgerecht füllen

Die Verbindung der Trinkwasseranlage mit der Heizungsanlage ist durchzuführen. Um das Füllvolumen erfassen zu können, ist eine Messeinrichtung (Wasserzähler) zwischen den Anschlüssen einzusetzen. Füllen der Heizungsanlage:

  • Füllschlauch an Trinkwasseranlage anschließen, entlüften und an das Heizungssystem anschließen.
  • Trinkwasserventil mit BA öffnen, Fülleinrichtung der Heizungsanlage teilweise öffnen.
  • Langsam und gleichmäßig füllen, dabei entlüften.
  • Am Zeiger des Manometers Anstieg des Fülldruckes beobachten.
  • Manuelle Entlüfter bei Wasseraustritt schließen.
  • Auf Abblasegeräusche der Strangentlüfter achten.
  • Wenn keine Entlüftungsgeräusche mehr hörbar sind, Fülldruck kontrollieren.
  • Füllabsperrung an der Heizungsanlage schließen.
  • Anschluss der Trinkwasseranlage schließen.
  • Anlage entsprechend der Größe (hier 5 Min.) ruhen lassen.
  • Füllmenge protokollieren (hier ca. 5 l)


Aufgabe 10 (Gesamtgruppe/Kleingruppen)
Anlage in Betrieb nehmen

Es ist sicherzustellen, dass weder die Pumpe noch der Wärmeerzeuger trocken laufen. Inbetriebnahme der Heizungsanlage:

  • Kontrolle des Fülldruckes.
  • Manuelle Entlüfter nachentlüften.
  • Alle Ventile öffnen.
  • Heizungspumpe für 2-3 Minuten einschalten.
  • Heizungspumpe ausschalten und Anlage nachentlüften bzw. nachfüllen.
  • Kessel einschalten.
  • Pumpe einschalten und Wärmedurchfluss durch Leitungssys­tem und Heizköper kontrollieren.
  • Betriebsparameter kontrollieren (Anlagendruck, Temperaturen.)
  • Anlage stromlos schalten.
  • Nachfolgende Aufgaben sind:
  • Hydraulischen Abgleich durchführen.
  • Druckverhältnisse im Rohrnetz ermitteln.
  • Auswahl der Pumpenkennlinie.
  • Eine Pumpenkennlinie aufnehmen und darstellen.
  • Stromverbrauch der Pumpe ermitteln.
  • Anlagenkennlinie aufnehmen.
  • Betriebspunkt der Anlage festlegen.
  • Leistungsabgabe des Heizkörpers bei unterschiedlichen Volumenströmen/Temperaturen bestimmen.

Die Heizungsanlage wurde durch Einzelbauteile bis zur Gesamtanlage erstellt, in Betrieb genommen und wesentliche technische, sicherheitsrelevante, systembezogene und fachtheoretische Zusammenhänge aufgezeigt. Die Erkenntnisse werden im Laufe der Ausbildung in den verschiedenen Unterrichtsfächern weiter aufgearbeitet und auf größere Realanlagen übertragen.

 


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