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Praxisvertiefung Erneuerbare Energien und Umwelttechnik - Anlagenmechaniker SHK - Spezialisierung

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Einleitung

Du bearbeitest in diesem Transferkurs einen zusammenhängenden, fiktiven betrieblichen Auftrag im Einsatzgebiet „Erneuerbare Energien und Umwelttechnik“ des Berufs Anlagenmechaniker/in für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik (SHK). Im Mittelpunkt stehen nicht noch einmal die Grundlagen der Lernfelder, sondern fachgerechte Entscheidungen an der Schnittstelle von Wärmeerzeuger, Wärmeverteilung, Messung, Kundennutzen und Umweltschutz. Du sollst eine Aufgabe analysieren, planen, begründet bearbeiten, prüfen und dokumentieren sowie deine Ergebnisse verständlich übergeben können.

Adressiert sind Auszubildende im vierten Ausbildungsjahr, insbesondere Monate 37–42. Die geltende SHK-Ausbildungsordnung sieht 42 Monate Ausbildungsdauer und betriebliche Einsatzgebiete vor; „erneuerbare Energien und Umwelttechnik“ ist eines dieser Gebiete. Der Ausbildungsrahmenplan weist Zeitrichtwerte im Wesentlichen für die Abschnitte 1.–18. und 19.–42. Monat aus, keinen gesondert vorgeschriebenen Spezialisierungsblock für die Monate 37–42. Dieser ergänzende Transferkurs muss deshalb zum individuellen betrieblichen Ausbildungsplan, zur zuständigen Kammer und zum Landeslehrplan passen. Er vermittelt weder eine zusätzliche amtliche Qualifikation noch eine selbstständige Berechtigung zu gefährlichen Arbeiten. Rechtsgrundlage: BIBB-Berufsprofil und SHKAMAusbV, insbesondere §§ 4–6 und Anlage.

Arbeitsregel: Arbeiten am Kältekreislauf, an elektrischen Anlagen, unter Druck, in absturzgefährdeten Bereichen oder mit heißen Medien erfolgen ausschließlich durch befugte Fachkräfte beziehungsweise innerhalb der tatsächlich zulässigen, beaufsichtigten Ausbildung. Wo keine Freigabe vorliegt, nutzt du ein druckloses Wasser-Modell, Messdaten, digitales Anlagenschema oder Simulation. Personen-, Kunden- und Betriebsdaten aus der Realität gehören nicht in diesen Kurs.

Arbeitsauftrag klären und Einsatzgebiet abgrenzen

Was gehört zur Praxisvertiefung?

In diesem Einsatzgebiet verbindest du regenerative Wärmequellen, Energieeffizienz, Umweltschutz und moderne Regelungstechnik zu einer fachgerechten Dienstleistung. Der Schwerpunkt liegt auf Wärmepumpenanwendungen, solarthermischer Einbindung, bedarfsgerechter Wärmeverteilung, Messwerterfassung, Ressourcenbilanz und nachhaltiger Instandhaltung. Die gemeinsame SHK-Grundqualifikation aus Heizungs-, Sanitär- und Lüftungstechnik wird vorausgesetzt. Diese anderen Einsatzgebiete dienen hier nur zum Vergleich und zur Abstimmung mit Nachbargewerken, nicht als weitere Pflichtspezialisierungen.

Ein professioneller Auftrag beginnt mit einem prüfbaren Ziel, nicht mit dem Austausch eines Bauteils. Du klärst Nutzungsanforderungen, Raumheizlast, vorhandene Heizflächen, hydraulisches Schema, Wärmequellen- und Aufstellbedingungen, vorhandene Zähler, Schnittstellen zur Elektrotechnik, Genehmigungs- und Zugangsfragen, Zeitfenster und Entsorgungsweg. Heizlast bedeutet die unter festgelegten Auslegungsbedingungen benötigte Wärmeleistung in kW; Heizarbeit bezeichnet die über eine Zeit gelieferte Energiemenge in kWh. Eine große Jahresenergiemenge allein erlaubt keine sichere Dimensionierung der maximal benötigten Wärmepumpenleistung.

Fiktiver Kundenauftrag: Vier Heizkreise optimieren

Ein Mehrzonen-Gebäude wird von einer fabrikseitig geschlossenen Luft-Wasser-Monoblock-Wärmepumpe versorgt. Im Heizbetrieb wurden ungleichmäßige Raumtemperaturen, häufiges Takten und eine unerwartet hohe elektrische Arbeit beobachtet. Die Kundschaft wünscht nachvollziehbare Diagnose, Optimierungsvorschlag und Dokumentation. Alle folgenden Werte sind synthetische Übungsdaten; sie stellen keine Gerätefreigabe, Normvorgabe oder tatsächliche Messung dar.

Planungsgröße	Übungswert	Bedeutung
Raumheizlast gesamt	10,0 kW	Summe der vier Zonen bei Auslegungsbedingungen
Heizlast Zonen A / B / C / D	3,0 / 2,5 / 2,0 / 2,5 kW	Raumbezogene Verteilungsaufgabe
Angenommener Auslegungsvorlauf / Rücklauf	45 / 40 °C	Temperaturspreizung 5 K
Jährlicher Raumwärmebedarf	20 000 kWh	Modellannahme für Szenarien
Zählerprotokoll eines Beobachtungsfensters	120 kWh Wärme, 40 kWh Strom	Noch keine Jahresarbeitszahl
Auffälliger Messwert Zone C	0,22 m³/h	Gegen Sollwert prüfen
Strompreis für Vergleich	0,30 €/kWh	Reiner Übungspreis

Auftragsergebnis: ein genehmigungsfähiger Arbeitsplan, eine Soll-Ist-Tabelle, mindestens drei geprüfte Fehlerhypothesen, eine sachlich begründete Optimierungsentscheidung, ein Prüfprotokoll und eine fiktive Übergabe. Änderungen an der realen Anlage sind ohne Freigabe tabu.

Arbeitsplan mit Freigabepunkten

Aufnahme: Auftragsziel, vorhandene Unterlagen, Heizlast und Anlagenkennwerte erfassen; fehlende oder widersprüchliche Daten markieren.
Sicherheit: Gefährdungsbeurteilung und Zuständigkeiten prüfen, Arbeitsfreigaben und Herstellerunterlagen abgleichen; sicherheitskritische Tätigkeiten abgrenzen.
Berechnung: Soll-Volumenströme und plausible Systemtemperaturen rechnerisch bestimmen; Pumpenkennlinie und Druckverluste erst mit ergänzenden Herstellerdaten beurteilen.
Diagnose: Messstellen, Betriebszustände, Filterzustand, Sensorplausibilität und Regelungsparameter anhand freigegebener Werte vergleichen.
Maßnahme: Unter Fachaufsicht die freigegebene hydraulische beziehungsweise regelungstechnische Optimierung ausführen oder im Modell simulieren.
Nachweis: Funktions- und Sicherheitsprüfungen, Messwerte, Wirtschaftlichkeit, Abfallwege und Einweisung dokumentieren; Abweichungen und Restaufgaben übergeben.

Regenerative Systeme und fachliche Schnittstellen beurteilen

Wärmepumpe als System, nicht als Einzelgerät

Eine elektrische Wärmepumpe entzieht der Umgebung bei niedrigerem Temperaturniveau Energie. Im geschlossenen Kältemittelkreislauf nehmen Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsorgan unterschiedliche Aufgaben wahr. Über den Wärmeübertrager gelangt Heizwärme an den wasserseitigen Heizkreis. Ein im Prospekt genannter COP beschreibt einen definierten Betriebspunkt; die Jahresarbeitszahl (JAZ) setzt die Wärmemenge eines ganzen Jahres ins Verhältnis zur dafür aufgewendeten elektrischen Energie einschließlich berücksichtigter Hilfsenergien. Eine kurze Messung ist keine JAZ. Vgl. Umweltbundesamt, Umgebungswärme und Wärmepumpen.

Abbildung: Phasenwechsel-Wärmepumpe; Pfeile im Originalbild beschreiben Strömungen, nicht durchweg Wärmestrom. Urheber: Ilmari Karonen, gemeinfrei (Public Domain), Commons-Dateiseite und Lizenz.

Fachvideo: „Wie funktioniert eine Wärmepumpe?“, Bundesverband Wärmepumpe, veröffentlicht 2018; ein grundlegender deutschsprachiger Überblick, kein aktueller Rechts- oder Montageleitfaden. Originalvideo. Urheberrechte beim veröffentlichten Anbieter; Einbettung ist keine OER-Lizenz.

Umweltwärme, Solarthermie und PVT sachgerecht unterscheiden

Luft-Wasser-Wärmepumpen nutzen Außenluft, benötigen geeignete Luftführung, Schallbewertung und Aufstellflächen. Sole-Wasser-Systeme gewinnen Wärme beispielsweise über horizontale Erdkollektoren oder Erdsonden; Standort, Genehmigungen und Fachplanung sind entscheidend. Die Varianten werden verglichen, ohne das Einsatzgebiet auf eine bestimmte Technologie zu verengen.

Abbildung: Prinzip Erdreichkollektor versus Erdsonde. Urheber: Hannes Grobe, CC BY-SA 4.0, Commons/Lizenz, Lizenztext.

Eine Solarthermieanlage wandelt Sonneneinstrahlung in nutzbare Wärme um und überträgt diese über einen passenden Wärmetauscher in den Speicher. Eine Photovoltaikanlage (PV) liefert dagegen elektrische Energie. Ihre elektrische Anbindung gehört zum zuständigen Elektrogewerk; der Eigenverbrauch von PV-Strom macht Wärme nicht kostenlos. Bei einer Kombination sind passende Regelungsstrategie, Speicherverluste, Wartung, Hygiene und tatsächliche Lastprofile zu beachten.

Abbildung: vereinfachtes Warmwasserschema mit Kollektor, Pumpe, Regler und Speicher; keine ausführungsreife Montagezeichnung. Ursprung Strug, Vektorfassung Malyszkz, CC BY 2.5, Commons/Lizenz, Lizenztext.

PVT-Kollektoren verbinden PV-Stromerzeugung und Wärmegewinnung; ihre Eignung als Wärmequelle hängt von Quellentemperaturen, Verschaltung und Produktfreigabe ab. Sie sind eine Planungsoption, kein pauschal effizienterer Ersatz für getrennte Systeme.

Datei:PVT Collector - Schematic Cross Section.svg

Abbildung: schematischer PVT-Schichtaufbau. Urheber: Manuel Lämmle, CC BY-SA 4.0, Commons/Lizenz, Lizenztext.

Warum niedrige Temperaturen und gute Übergaben zählen

Je niedriger die erforderliche Heizkreis-Vorlauftemperatur bei ausreichendem Komfort, desto günstiger sind meist die Betriebsbedingungen einer Wärmepumpe. Deshalb prüfst du Heizkörper beziehungsweise Flächenheizung, Wärmeschutz, Hydraulik, hydraulischen Abgleich, Entlüftung, Pumpenregelung und Nutzeranforderungen im Zusammenhang. Herstellerkennlinien und eine belastbare raumweise Heizlast haben Vorrang vor pauschalen Faustregeln. Das Gebäudeforum klimaneutral, Fachbeitrag Mai 2026 erläutert die Prüfung der Heizflächen bei abgesenkten Vorlauftemperaturen. Die Zusammenarbeit mit Elektrofachkraft, gegebenenfalls Kältefachbetrieb sowie Planungs- und Schallschutzverantwortlichen muss dokumentiert werden.

Hydraulik berechnen und Ausführung planen

Durchgerechneter Praxisfall: Soll-Volumenstrom

Für eine vereinfachte wasserbasierte Heizkreisbetrachtung gilt näherungsweise: Wärmeleistung in kW = 1,163 × Volumenstrom in m³/h × Temperaturspreizung in K. Der Faktor setzt übliche Wassereigenschaften voraus; bei Frostschutzgemischen oder anderen Temperatur- und Stoffwerten musst du die tatsächliche Wärmekapazität und Dichte verwenden. Aus der angenommenen Heizlast von 10,0 kW und 5 K Temperaturspreizung folgt:

V̇ = 10,0 kW / (1,163 × 5 K) = 1,720 m³/h. Das sind rund 1 720 Liter pro Stunde für das vereinfachte Auslegungsmodell. Das Ergebnis allein reicht nicht zur Auswahl einer Umwälzpumpe: Rohrreibungsverluste, Armaturen, Mindestvolumenstrom des Wärmeerzeugers, Ventilautorität und Herstellergrenzen fehlen noch.

Heizkreis	Heizlast	Rechenweg bei 5 K	Sollwert gerundet
A	3,0 kW	3,0 / 5,815	0,516 m³/h
B	2,5 kW	2,5 / 5,815	0,430 m³/h
C	2,0 kW	2,0 / 5,815	0,344 m³/h
D	2,5 kW	2,5 / 5,815	0,430 m³/h
Summe	10,0 kW	10,0 / 5,815	1,720 m³/h

Die Rechnung ist ein didaktischer Überschlag. Ein fachgerechter hydraulischer Abgleich verwendet geprüfte Raumheizlast, Heizflächenleistung, Betriebszustände, tatsächliche Leitungs- und Ventildaten sowie das projektspezifisch anwendbare Verfahren. Die Verbraucherzentrale beschreibt auch die erforderliche Dokumentation von Heizlasten, Ventileinstellungen, Heizkurve, Pumpe und Funktionsprüfung.

Abweichungen ohne vorschnellen Eingriff erkennen

Für Zone C wird im Übungsprotokoll 0,22 m³/h angegeben, gegenüber 0,344 m³/h rechnerischem Soll: (0,22 − 0,344) / 0,344 × 100 ≈ −36 %. Daraus folgt eine auffällige Unterschreitung, aber noch keine eindeutige Fehlerursache. Plausible Hypothesen sind falscher Messbereich, abweichende Betriebsbedingungen, Luft im System, ein verschmutzter Filter, ungünstige Ventilvoreinstellung oder hydraulische Wechselwirkungen. Vor jeder Intervention prüfst du Sensor, Betriebszustand, Dokumentation, Druck und Freigabe. Ein willkürlich höherer Pumpendruck kann Strömungsgeräusche und Mehrverbrauch verursachen; er ist kein Ersatz für Diagnose und Abgleich.

Fachvideo: „Hydraulischer Abgleich Berechnen und Einstellen | Woche der Wärmepumpe“, SHK Info, 6. November 2024. Nutze es als Anschauung für Rechen- und Einstellfragen, aber beurteile konkrete Eingriffe weiterhin mit geltendem Regelwerk und Geräteunterlagen. Originalvideo. Rechte beim Kanal; keine offene Nachnutzungslizenz belegt.

Plan und freigegebene Umsetzung

Erstelle vor einer Umsetzung ein Schema mit hydraulischen und elektrischen Schnittstellen, Rohr- und Dämmdaten, geeigneten Absperr- und Entleerstellen, sicherheitstechnischen Einrichtungen, Schall- und Aufstellhinweisen sowie Prüf-/Messstellen. Nutze Montage-, Inbetriebnahme- und Wartungsanleitung des konkreten Geräts und die projektspezifisch gültigen Regelwerke; kopiere keine Normtexte. Gefährliche Montage, Druckprobe oder Anschlussprüfung werden nicht aus einer allgemeinen Kursanleitung abgeleitet. Im Unterrichtsmodell sind Durchflussanzeiger, Wassergefäß, ungefährliche 24-V-Sensorik und ein gesperrtes Simulations-Menü ausreichend, um Soll-Ist-Abgleich und Protokollführung zu üben.

Systematische Fehlerdiagnose, Arbeitsschutz und Qualität

Vom Symptom zur prüfbaren Hypothese

Beobachtung	Hypothesen (nicht gleich Befund)	Sichere Prüfung beziehungsweise Modellalternative
Zone C zu kalt, Volumenstrom niedrig	Ventil, Luft, Filter, Sensor, Druckverlust	Freigegebene Messdaten und Schema vergleichen; Ventile ausschließlich befugt prüfen
Häufiges Takten	unpassende Regelparameter, geringe Abnahme, überdimensionierte Anlage	Betriebsprotokoll und Herstellergrenzen auswerten, keine Schutzfunktion überbrücken
Hohe Vorlauftemperatur	Heizkurve zu hoch, Heizfläche zu klein, Messfehler	Raumtemperatur/Heizlast/Heizkurve am Simulator vergleichen
Unplausibler Energiekennwert	Zählergrenze, Zeitversatz, Hilfsenergie, Warmwasseranteil	Zählerstand, Messzeitraum und Bilanzgrenzen im Datensatz kontrollieren

Diagnosekette: Symptom beschreiben → Betriebszustand sichern → Datenqualität beurteilen → mehrere Hypothesen aufstellen → gefahrlose Prüfung planen → Ursache eingrenzen → Maßnahme fachlich freigeben lassen → Wirkung unter vergleichbaren Bedingungen kontrollieren. Beispiel: Ein niedriger Durchfluss in nur einer Zone rechtfertigt noch keinen Pumpentausch. Messfehler und lokale hydraulische Ursachen müssen zuerst getrennt geprüft werden.

Grenzen sicherer Arbeit und aktuellen Rechts kennen

R290 (Propan) ist ein natürliches, jedoch hoch entzündliches Kältemittel. Aufstell-Schutzbereiche, Zündquellen, Belüftung, Kennzeichnung und Herstellerhinweise sind ernst zu nehmen. Am Kältekreislauf wird in diesem Kurs nicht gearbeitet. Eingriffe mit Kältemitteln erfordern geeignete Qualifikation und gegebenenfalls gesetzlich verlangte Sachkunde/Zertifizierung. Die DGUV erläutert den Schutz beim Umgang mit Kältemitteln: Sicher arbeiten mit Kältemitteln, 10.02.2025. Für fluorierte Kältemittel gilt unter anderem die seit 17. April 2026 geltende Chemikalien-Klimaschutzverordnung 2026 mit tätigkeitsbezogenen Sachkunde- und Unternehmensanforderungen; Pflichten dürfen nicht schematisch auf alle Kältemittel übertragen werden.

Elektrotechnik: Netzanschluss, Spannungsfreiheit feststellen und elektrische Prüfungen gehören nur in den zulässigen Qualifikations- und Verantwortungsbereich. Die BGHM erläutert die Sicherheitsregeln und die Zuständigkeit von Elektrofachkräften; DGUV Vorschrift 3 ist projektbezogen zu beachten. Hinzu kommen Druck, heißes Heizwasser, Dach-/Leiternutzung, Hebelasten, Lärm und eventuell biologisch kritische Warmwassersysteme. Vor Arbeiten sind Gefährdungsbeurteilung, Unterweisung, PSA, Absperrung, beaufsichtigte Freigabe und ein Notfallplan zu prüfen.

Das geltende Baurecht und das Energieordnungsrecht sind fallbezogen zu prüfen: das frühere Gebäudeenergiegesetz wird in der aktuellen Bundesrecht-Fassung als Gebäudemodernisierungsgesetz (GModG), Stand Änderung 23.07.2026 geführt. § 60c GModG enthält Anforderungen an hydraulischen Abgleich bei bestimmten Gebäuden; daraus darf keine pauschale Pflicht für jedes Einfamilienhaus abgeleitet werden. Herstellerangaben, DIN-/VDI-Normen in ihrer aktuellen Geltung, zuständige Behörden und örtliche Anforderungen sind für den echten Auftrag zu prüfen.

Prüfplan, digitale Dokumentation und Übergabe

Das prüfbare Übungsergebnis besteht aus einer vollständig geführten, pseudonymfreien synthetischen Messliste mit Zonen-Sollwerten, Messzeitpunkt, Betriebsbedingungen, Gerätekennung „TRAINING“, kalibriertem beziehungsweise plausibilisiertem Messweg, offenen Abweichungen und Fachfreigabe-Feld. Für die Simulation gilt ein didaktisches Soll-Ist-Ziel von höchstens ±10 % je Zone bei identischem Betriebszustand; diese Unterrichtstoleranz ist keine Norm oder Herstellerfreigabe. Zusätzlich erforderlich: keine ungeklärten Sicherheitsmeldungen, schlüssiges Hydraulikschema, dokumentierte Temperaturverläufe, beurteilte Dichtheit ausschließlich nach zuständiger Fachprüfung, geeignete Dämmung, korrekte Regelungs- und Sensorzuordnung, dokumentierte Restmängel.

Eine digitale Messreihe kann Temperatur, Strom- und Wärmemenge, Schaltzyklen und Warnmeldungen erfassen. Datenschutz bedeutet Datenminimierung: keine realen Namen, Adressen, Nutzungsprofile, Zugangsdaten, Bilder aus Privatwohnungen oder Fernzugriffstokens veröffentlichen. Zugriff auf betrieblich genutzte Monitoring-Systeme erfolgt nur berechtigt; personenbezogene Daten werden nicht in Lernplattformen übertragen. Die Übergabe erläutert Bedienung, Wartungsintervalle laut Hersteller, Warnsignale, Zuständigkeiten und nächste Nachkontrolle.

Wirtschaftlichkeit, Umweltwirkung und reflektierte Entscheidung

JAZ, Messbilanz und Kosten nachvollziehbar berechnen

Der fiktive Kurzzeit-Zählervergleich 120 kWh Nutzwärme / 40 kWh elektrische Energie = 3,0 bezeichnet lediglich eine Arbeitszahl im Beobachtungsfenster. Ob daraus eine JAZ wird, lässt sich erst nach einem Jahr mit sauber abgegrenzten Energieflüssen bewerten. Eine geschätzte JAZ von 3,0 vor und 3,5 nach einem Optimierungspaket wird nachfolgend nur als Szenario verwendet. Ein niedrigerer Rücklauf, sauberer Abgleich und passende Heizkurve können helfen; die Ziel-JAZ ist nicht garantiert.

Bei 20 000 kWh/a benötigter Wärme gilt: elektrische Arbeit = Wärmebedarf / angenommene JAZ. Vorher: 20 000 / 3,0 = 6 666,67 kWh/a; nachher: 20 000 / 3,5 = 5 714,29 kWh/a. Bei einem angenommenen Strompreis von 0,30 €/kWh ergeben sich 2 000,00 €/a gegenüber 1 714,29 €/a. Die modellierte Differenz beträgt 952,38 kWh/a beziehungsweise 285,71 €/a. Für 900 € hypothetische Optimierungskosten ist die einfache Amortisationsdauer 900 / 285,71 ≈ 3,15 Jahre. Preisänderung, Wartung, Finanzierung, Degradation, Hilfsenergie, Warmwasser, Messunsicherheit und Witterung fehlen in dieser vereinfachten Rechnung. Du darfst daraus keine verbindliche Einsparzusage formulieren.

Typische Fehler: COP und JAZ verwechseln; einen 48-Stunden-Wert als Jahreswert ausgeben; Wärme und Strom aus verschiedenen Zeiträumen dividieren; die Leistung der Wärmepumpe allein aus Jahres-kWh bestimmen; eine PV-Anlage mit „Nullkostenstrom“ ansetzen; Pumpe und Ventile ohne Druckverlustanalyse auswählen; eine Kostenrechnung ohne Annahmen an Kunden geben.

Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft belegen

Gute Umwelttechnik berücksichtigt Lebenszyklus statt Einzelkennwert: Effizienz im tatsächlichen Betrieb, Stromherkunft, Wahl und gegebenenfalls Rückgewinnung von Kältemitteln, Materialeinsatz, Reparierbarkeit, Transportwege, Pumpenstrom, Wärme- und Wasserverluste, Langlebigkeit, Recycling und fachgerechte Entsorgung von Wärmeträgergemischen, Filtern und Elektronik. Für Solarthermie zählen außerdem Ertrag im Lastprofil, Wärmeverluste und fachgerechte Wartung. Vergleiche Optionen nicht nur nach Anfangspreis, sondern mit nachvollziehbaren Annahmen und dokumentierten Unsicherheiten.

Das Umweltbundesamt erläutert die Bedeutung einer hohen JAZ für Betriebskosten und Umweltwirkung. Wirtschaftliche und ökologische Qualität sind kein Gegensatz, verlangen aber prüfbare Daten und verantwortliche Entscheidungen. Du legst offen, ob ein Befund verifiziert, plausibel oder noch ungeklärt ist.

Bewertungsraster für den vollständigen Praxisauftrag

Kriterium	Punkte	Prüfnachweis
Auftragsanalyse und Scope	0–15	Anforderungen, betrieblicher Einsatzbereich, vollständige und fehlende Daten
Sicherheit und Rechtsprüfung	0–20	Gefährdungen, Rollen, Freigaben, Alternativen ohne Gefährdung
Fachberechnung und Arbeitsplan	0–20	Heizlast/Volumenstrom korrekt, nachvollziehbare Annahmen und Reihenfolge
Fehlerdiagnose und Qualitätsprüfung	0–20	Mindestens drei Hypothesen, Soll-Ist-Bewertung, Vergleichsbedingungen, Protokoll
Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit	0–15	JAZ-Abgrenzung, Kostenrechnung, Umwelt- und Materialentscheidungen
Dokumentation und Übergabe	0–10	Verständliche Belege, Datenminimierung, Restmängel und Kundeninformation
Summe	100	Nachvollziehbares Projektportfolio

Bewertungsmaßstab: 90–100 Punkte = besonders sicher und begründet; 75–89 = weitgehend vollständig; 60–74 = mit Nacharbeit nutzbar; unter 60 = deutlicher Überarbeitungsbedarf. Sicherheitskritische Freigabe- oder Zuständigkeitsfehler führen unabhängig von der Punktzahl zum Stopp einer praktischen Durchführung. Das Raster ist eine didaktische Lernbewertung, keine Kammerprüfung und keine behördliche Abnahme.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Fachwissen anwenden

Wie ordnet die SHK-Ausbildungsordnung die erneuerbaren Energien und Umwelttechnik ein? (Als eines der vom Ausbildungsbetrieb festgelegten Einsatzgebiete) (!Als zwingend zusätzliches Einsatzgebiet für jeden Lehrling) (!Als ausschließlich schulisches Wahlfach ohne betrieblichen Bezug) (!Als gesonderten Ausbildungsberuf von nur sechs Monaten)

Welcher Kennwert beschreibt das Verhältnis von Jahreswärme zu Jahresstrom einer Wärmepumpe? (Die Jahresarbeitszahl über passende Bilanzgrenzen) (!Die elektrische Anschlussleistung laut Typenschild) (!Die momentane Vorlauftemperatur ohne Zeitbezug) (!Die Nennleistung eines einzelnen Heizkörpers)

Welcher Soll-Volumenstrom folgt im Modell aus 10 kW und 5 K Spreizung für Wasser? (Rund 1,72 Kubikmeter je Stunde) (!Rund 0,17 Kubikmeter je Stunde) (!Rund 5,82 Kubikmeter je Stunde) (!Rund 10 Kubikmeter je Stunde)

Zone C zeigt weniger Durchfluss als berechnet. Was ist der erste fachlich geeignete Schritt? (Messbedingungen und mehrere mögliche Ursachen systematisch prüfen) (!Ohne Messprüfung den Pumpendruck maximal erhöhen) (!Sicherheitsfunktionen der Wärmepumpe außer Kraft setzen) (!Sofort den Wärmeerzeuger vollständig ersetzen)

Wodurch unterscheidet sich ein COP-Wert von der JAZ? (Der COP gilt für einen definierten Betriebspunkt und nicht für das ganze Jahr) (!Der COP enthält immer die tatsächliche Jahresstromrechnung) (!Der COP ist stets kleiner als jede Heizwassertemperatur) (!Der COP ersetzt eine raumweise Heizlastberechnung)

Welche fachliche Aussage zur Solarthermie trifft zu? (Sie erzeugt nutzbare Wärme durch solare Strahlung) (!Sie stellt ausschließlich Wechselstrom im Wechselrichter bereit) (!Sie benötigt grundsätzlich keinen Wärmetauscher und keine Regelung) (!Sie ist unabhängig von Speicher und Wärmebedarf immer wirtschaftlich)

Was ist bei R290 im Wärmepumpeneinsatz besonders zu berücksichtigen? (Die hohe Entzündbarkeit und die vorgeschriebenen Schutzmaßnahmen) (!Eine generelle Erlaubnis für alle Auszubildenden den Kältekreis zu öffnen) (!Die Annahme dass Propan niemals eine Zündquelle benötigt) (!Die Möglichkeit Sicherheitsabstände beliebig zu verkleinern)

Welche Daten dürfen ohne Personenbezug in ein Übungsprotokoll? (Synthetische Heizlasten und anonymisierte Messwerte ohne Zugangskennungen) (!Reale Kundennamen mit privaten Nutzerprofilen) (!Fernwartungspasswörter und Zugangstokens) (!Fotos aus Kundenwohnungen mit lesbarer Adresse)

Wie ist ein Verbrauchskennwert aus zwei Tagen fachlich zu bezeichnen? (Als Arbeitszahl des gemessenen Beobachtungsfensters) (!Als sichere Jahresarbeitszahl des folgenden Jahres) (!Als verbindliche Herstellerzulassung) (!Als normierte Heizlast des Gebäudes)

Was belegt eine fachgerechte Übergabe am besten? (Ein prüfbares Protokoll mit Bedingungen Messwerten Restmängeln und Einweisung) (!Nur die mündliche Behauptung die Anlage sei optimal) (!Eine unbelegte pauschale Einspargarantie) (!Ein geänderter Wert ohne Datum oder Freigabe)

Memory: Fachbegriffe und Funktionen

Verdampfer	Übernimmt Umweltwärme in den Kältemittelkreislauf
Wärmemengenzähler	Erfasst die übertragene thermische Energiemenge
Heizkurve	Ordnet der Außentemperatur einen Sollwert der Heizwassertemperatur zu
Hydraulischer Abgleich	Stimmt erforderliche Wassermengen mit der Wärmeverteilung ab
Jahresarbeitszahl	Verhältnis jährlicher Nutzwärme zu zugeordneter elektrischer Energie
Gefährdungsbeurteilung	Ermittelt Gefahren und legt geeignete Schutzmaßnahmen fest

Drag-and-drop: Diagnose und Nachweise zuordnen

Ordne den Fachbegriff der passenden Beschreibung zu.	Beschreibung
Plausibilitätsprüfung	Abgleich von Sensorwerten mit Messbereich und Betriebszustand
Soll-Ist-Vergleich	Gegenüberstellung berechneter Zielwerte und gemessener Größen
Freigabeprotokoll	Dokumentation der erlaubten Tätigkeit und verantwortlichen Fachaufsicht
Energiekennzahl	Verhältnis definierter Energiegrößen für einen klaren Zeitraum
Abweichungsbericht	Festhalten nicht erreichter Ziele samt Ursache und Folgeauftrag

Kreuzwort: Umwelttechnik und Wärmepumpe

Verdampfer	Bauteil, in dem ein Kältemittel Wärme von der Quelle aufnimmt?
Verdichter	Bauteil, das gasförmiges Kältemittel komprimiert?
Heizkurve	Außentemperaturabhängige Sollwertbeziehung der Heizungsregelung?
Volumenstrom	Durch eine Rohrleitung fließendes Flüssigkeitsvolumen pro Zeit?
Jahresarbeitszahl	Verhältnis von abgegebener Jahreswärme zu eingesetzter Jahreselektrizität?
Solarthermie	Technik zur Gewinnung nutzbarer Wärme aus Sonnenstrahlung?

LearningApps

Diese Einbindung öffnet eine thematische LearningApps-Suche; sie behauptet nicht, dass eine bestimmte Einzelübung redaktionell überprüft oder bereits erstellt wurde. Prüfe gefundene Aufgaben fachlich, bevor du sie verwendest.

Lückentext: Arbeitsschritte und Qualität

Vor jeder Optimierung formulierst du einen nachvollziehbaren

.

Die erforderliche Wärmeleistung bei Auslegungsbedingungen heißt

.

Der Temperaturunterschied zwischen Heizwasservorlauf und Rücklauf heißt

.

Den Wasserdurchsatz eines Heizkreises bezeichnet man als

.

Die angepasste Wärmeverteilung wird durch den hydraulischen

unterstützt.

Die im Jahr gelieferte Wärme geteilt durch die zugeordnete elektrische Energie ergibt die

.

Ein Kältemittel mit hoher Entzündbarkeit wie R290 verlangt besonderen

.

Eine ungeklärte Beobachtung wird als prüfbare

formuliert.

Messwerte und Restmängel hältst du im

fest.

Für die Kundenübergabe benötigen alle Beteiligten eine verständliche

.

Offene Aufgaben

Leicht

Anlagenschema: Zeichne ein vereinfachtes Schema des Übungsgebäudes mit Wärmeerzeuger, vier Heizkreisen, Sensoren und Messstellen; kennzeichne fehlende Informationen.
Technikvergleich: Stelle Wärmepumpe, Solarthermie und PVT in einer selbst erstellten Tabelle gegenüber und beschreibe je eine geeignete Nutzung und eine Grenze.
Gefährdungskarte: Erstelle für R290, Strom, Druck und heiße Medien eine Risikoübersicht mit verantwortlicher Fachkraft und gefahrloser Lernalternative.
Zählerverständnis: Erkläre an den synthetischen 120 kWh Wärme und 40 kWh Strom, warum das Ergebnis keine JAZ ist.

Standard

Hydraulikrechnung: Berechne für alle vier Zonen die Soll-Volumenströme bei 5 K und überprüfe die Summenbildung mit Einheiten.
Fehlerbaum: Entwickle für Zone C mindestens drei unterschiedliche prüfbare Ursachen und je einen freigegebenen oder simulierten Test.
Regelungsmodell: Erstelle eine Skizze zweier Heizkurven und erläutere anhand eines Simulators die Komfort- und Effizienzfolgen ohne reale Geräteparameter zu verändern.
Prüfblatt: Entwirf ein digital nutzbares, vollständig fiktives Soll-Ist-Protokoll einschließlich Zeitstempel, Betriebszustand, Freigabe und Restmangelfeld.

Schwer

Vollständiger Kundenauftrag: Erstelle ein Portfolio mit Auftragsanalyse, Plan, Rechnungen, Gefährdungsbeurteilung, mindestens drei Hypothesen, Simulationsbefund, Prüfprotokoll und Übergabe anhand des Bewertungsrasters.
Variantenentscheidung: Vergleiche zwei fachlich plausible Optimierungsvarianten mit JAZ-Szenarien, transparenten Kosten, Unsicherheiten und Recyclingaspekten; begründe deine Entscheidung.
Auditsimulation: Prüfe ein absichtlich fehlerhaftes anonymes Messprotokoll auf Bilanzgrenzen, Einheiten, Regelwerksverweise, Datenschutz und fehlende Freigaben; verfasse Korrekturmaßnahmen.
Transferpräsentation: Produziere ein kurzes Erklärvideo oder eine barrierearme Präsentation für fiktive Kundschaft, inklusive Schall-/Aufstellungshinweis, Wartungszuständigkeit, Wirtschaftlichkeitsvorbehalt und kritischer Selbsteinschätzung.

Lernkontrolle

Nachweis der Entscheidungsreife: Formuliere die offenen Auftragsdaten und entscheide begründet, welche davon vor einer Geräteauswahl zwingend fehlen.
Plausible Hydraulik: Rechne den Gesamtvolumenstrom bei 10 kW und 5 K erneut, ermittle die Abweichung von Zone C und begründe zwei alternative Erklärungen.
Sicherheitsentscheidung: Entscheide für sechs beschriebene Tätigkeiten, ob sie im ungefährlichen Lehrmodell, mit Fachaufsicht oder nur durch berechtigte Spezialisten durchzuführen sind, und begründe mit Quellen.
Bilanzgrenzen: Vergleiche eine Momentan-COP-Angabe, die Kurzzeit-Arbeitszahl und ein Jahres-JAZ-Szenario; nenne je eine zulässige und eine unzulässige Schlussfolgerung.
Kostenvergleich: Berechne Strombedarf und Kosten bei 20 000 kWh Wärme sowie JAZ 3,0 und 3,5 einschließlich plausibler Sensitivität für veränderte Strompreise.
Abnahmeentscheidung: Bewerte eine fiktive Messliste gegen das Unterrichtsraster, markiere Sicherheitsstopps und schreibe ein Übergabeprotokoll ohne echte Kundendaten.

Lernnachweis

Dein konkreter Lernnachweis ist ein einheitliches Praxisportfolio mit: (1) zweiseitiger Auftragsanalyse und Abgrenzung des Einsatzgebiets; (2) maßstäblich nicht erforderlichem, aber eindeutig beschriftetem Anlagen-/Messschema; (3) Arbeitsplan einschließlich Gefährdungsbeurteilung, Zuständigkeit und Freigabe; (4) vier nachvollziehbaren Volumenstromrechnungen mit korrekten Einheiten und einem begründeten Soll-Ist-Abgleich; (5) diagnostischem Fehlerbaum mit mindestens drei unterscheidbaren Hypothesen; (6) synthetischer Datenreihe und dokumentierter Funktions-/Qualitätskontrolle; (7) Wirtschafts- und Umweltvergleich mit Unsicherheiten; (8) adressatengerechter Einweisung und Reflexion. Bewerte das Portfolio mit dem 100-Punkte-Raster aus Kapitel 5. Für die Lernzielerreichung ist zusätzlich eine mündliche Verteidigung von zwei Sicherheitsentscheidungen und einer wirtschaftlichen Entscheidung vorgesehen. Die Prüfung ist unterrichtsintern und ersetzt keine Prüfungsentscheidung der zuständigen Kammer.

Feedbackleitfaden für Lehrkräfte und Lernteams: Fehlende Messbedingungen → Dokumentation verbessern; mathematische Abweichung → Einheit und Formel prüfen; vorschnelle Reparaturentscheidung → alternative Hypothesen testen; falscher Umgang mit Freigaben → praktische Tätigkeit stoppen und sichere Simulation wählen; unklare Einsparung → Bilanzgrenzen und Annahmen ergänzen. Die individuellen Lernnachweise bleiben in einer datenschutzkonformen Lernumgebung, nicht auf öffentlichen Kursseiten.

OER und Wikipedia

Geprüfte Fach- und Rechtsquellen (Abrufkontext Oktober 2026):

BIBB – Berufsprofil SHK: Ausbildungsdauer, Einsatzgebiete und Berufsbild.
SHKAMAusbV und Ausbildungsrahmenplan: betriebliche Einsatzgebiete, Ausbildungsplan und Zeitrichtwerte; amtliche Fundstellen, keine Volltextübernahme.
Umweltbundesamt – Umgebungswärme/Wärmepumpen: COP, JAZ und Effizienz.
Verbraucherzentrale – Hydraulischer Abgleich: Heizkurve, Planung und Dokumentation.
Gebäudeforum, Stand Mai 2026: Heizflächenprüfung und Vorlauftemperaturen.
DGUV – sicherer Umgang mit Kältemitteln und BGHM – Elektrosicherheit: Qualifikation und Gefahrenschutz.
ChemKlimaschutzV 2026 und GModG 2026: aktuelle nationale Rechtsgrundlagen; Anwendbarkeit am Projekt prüfen.

Überprüfte Commons-Medien und Lizenznachweise:

Datei	Nachweis	Urheber	Lizenz
File:Heatpump.svg	Commons	Ilmari Karonen	Public Domain laut Dateiseite
File:Heatpump hg.svg	Commons	Hannes Grobe	CC BY-SA 4.0
File:Solar water heating schema.svg	Commons	Strug / Malyszkz	CC BY 2.5
File:PVT Collector - Schematic Cross Section.svg	Commons	Manuel Lämmle	CC BY-SA 4.0

Videoquellen: Bundesverband Wärmepumpe, 2018 und SHK Info, 2024; frei eingebettete, nicht als frei lizenzierte OER nachgewiesene Videos. Hersteller- und aktuelle Normunterlagen sind bei einem echten Auftrag ergänzend projektbezogen einzusehen; hier werden keine urheberrechtlich geschützten Normtexte reproduziert. Eine neutrale freie Wissensquelle ist die verlinkte deutschsprachige Wikipedia-Seite zur Wärmepumpe, die vor technischer Anwendung mit Fachquellen abzugleichen ist.