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SHK-Grundlagen und Wärmelehre – Sanitär Heizung und Klima als System verbinden

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SHK-Grundlagen und Wärmelehre – Sanitär Heizung und Klima als System verbinden

Lernkurs für die Ausbildung zum Anlagenmechaniker für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik

Niveau: Berufsausbildung, Grundlagen und Anwendung

Lernzeit: 6 kurze Lerneinheiten à 10–15 Minuten, anschließend Übungen und Projektarbeit.

Lernziel: Du verstehst, wie Wasser, Wärme, Luft und elektrische Steuerung in einem Gebäude zusammenwirken. Du kannst einfache Anlagenschemata lesen, Energiebilanzen berechnen, hygienische Risiken erkennen und Fehler systematisch eingrenzen.

Lernmethode: Bilder, Videos, Gebäudemodelle, Simulationen, Diagnosefälle, gestufte Hilfen und begründetes Feedback.

Sicherheitsregel: Alle praktischen Lernversuche finden ausschließlich in Simulationen oder an drucklosen, elektrisch ungefährlichen Modellen statt. Reale Druckarbeiten, Druckprüfungen, Eingriffe in Trinkwasserinstallationen und Arbeiten an elektrischen Anlagen erfolgen nur nach fachlicher Freigabe, mit entsprechender Qualifikation und unter geeigneter Aufsicht.

Einleitung

Ein Gebäude ist ein vernetztes technisches System. Die Sanitärtechnik versorgt es mit Trinkwasser und führt Abwasser ab. Die Heizungstechnik stellt Raumwärme bereit. Die Lüftungstechnik tauscht Luft aus. Die Gebäudeautomation verbindet Sensoren, Regler und Antriebe.

Merksatz: Vier Bereiche – ein gemeinsames Ziel: Hygiene, Komfort, Energieeffizienz und Sicherheit.

Bildauftrag: Suche im Gebäudemodell die Wärmequelle, die Lüftungswege und die Gebäudehülle.

Bild: Thomas Langer / Michka B, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.

Dein Ausbildungsfall: Wohnhaus Sonnenblick

Du unterstützt ein SHK-Team bei der Analyse eines fiktiven Mehrfamilienhauses mit sechs Wohnungen.

Vorhandene Technik:

Luft-Wasser-Wärmepumpe für die Heizung.
Heizkreis mit Heizkörpern und Flächenheizung.
Zentraler Trinkwassererwärmer mit Warmwasserzirkulation.
Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung.
Elektronische Regelung mit Temperaturfühlern, Pumpen und Ventilen.

Drei Meldungen:

Meldung	Beobachtung	Deine Aufgabe
Wärme	Ein Zimmer wird nicht ausreichend warm.	Heizkreis und Regelung untersuchen.
Wasser	Das Warmwasser ist an entfernten Zapfstellen zeitweise nur lauwarm.	Hygienische Risiken erkennen.
Luft	Die Lüftung meldet einen erhöhten Filterwiderstand.	Luftweg und Energiebedarf beurteilen.

Du bearbeitest die Meldungen schrittweise anhand von vorgegebenen Daten. Du veränderst keine reale Anlage.

Gebäudemodell: Die Systemverbindungen

                    ELEKTRISCHE ENERGIE
                            |
                     [REGELUNG]
                      /    |    \
                   Fühler Pumpen Ventilatoren
                            |
AUSSENLUFT ----> [WÄRMEPUMPE]
                       |
                WÄRMEÜBERTRAGUNG
                       |
                HEIZWASSERKREIS
                       |
             +---------+----------+
             |                    |
         HEIZFLÄCHEN        TRINKWASSER-
             |              ERWÄRMUNG
         RÜCKLAUF                |
             |                WARMWASSER
             |                    |
         WÄRMEPUMPE          ZAPFSTELLEN

LÜFTUNG:
AUSSENLUFT --> FILTER --> WRG --> ZULUFT
                               |
ABLUFT <--- INNENRÄUME <-------+
   |
   +--------> WRG --------> FORTLUFT

Wichtig: Dieses Modell stellt Funktionszusammenhänge dar, keine vollständige Installations- oder Anschlusszeichnung. Trinkwasser und Heizwasser bleiben stofflich getrennt. Der Wärmeübergang erfolgt gegebenenfalls über einen geeigneten Wärmeübertrager.

Lerneinheit 1: Wasser – Versorgung, Kreisläufe und Hygiene

Lernzeit: 10 Minuten

Zwei Wassersysteme unterscheiden

Im Gebäude erfüllt Wasser unterschiedliche Aufgaben.

Trinkwasser	Heizwasser
Für hygienisch einwandfreie Nutzung vorgesehen	Transportiert Wärme in einem technischen Kreislauf
Versorgung der Entnahmestellen	Versorgung der Heizflächen
Hygiene und regelmäßiger Wasseraustausch sind entscheidend	Druckhaltung, Durchströmung und Wasserbeschaffenheit sind wichtig

Eine geeignete Systemtrennung verhindert eine unzulässige Verbindung zwischen Trinkwasser und Nichttrinkwasser. Sicherungseinrichtungen gegen Rückfließen schützen die Trinkwasserinstallation.

Bildauftrag: Verfolge den Weg des Wassers vom Versorgungsnetz bis zum Gebäude.

Quelle und Lizenz: Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0. Die Darstellung zeigt ein allgemeines Wasserversorgungsnetz.

Warmwasser und Zirkulation

Eine Zirkulationsleitung führt erwärmtes Trinkwasser zurück zum Trinkwassererwärmer. So können entfernte Zapfstellen schneller mit warmem Wasser versorgt werden.

Bild: GreenManXY, Wikimedia Commons, CC0 1.0.

Hygiene-Merker: Stagnation und ungünstige Temperaturen können das Wachstum von Legionellen begünstigen. In großen zentralen Warmwassersystemen mit Zirkulation sind die einschlägigen technischen Temperaturanforderungen einzuhalten. Der DVGW nennt mindestens 55 °C im Zirkulationssystem und in der Regel 60 °C am Trinkwassererwärmer.

Die geltenden Anforderungen hängen vom Anlagentyp ab. Eine Temperaturabsenkung darf nicht allein aus Energiespargründen erfolgen, wenn dadurch hygienische Anforderungen verletzt werden.

Mini-Aufgabe: Erkläre, weshalb eine wenig genutzte Stichleitung hygienisch problematisch sein kann.

Feedback: Richtig ist eine Erklärung über die Aufenthaltszeit des Wassers und die möglichen Wachstumsbedingungen für Mikroorganismen. Die bloße Feststellung „Das Wasser ist alt“ reicht nicht aus.

Lerneinheit 2: Wärmelehre – Energie und Temperatur

Lernzeit: 10 Minuten

Wärmeübertragung verstehen

Wärme ist Energie, die aufgrund eines Temperaturunterschieds übertragen wird.

Vorgang	SHK-Beispiel
Wärmeleitung	Wärmeübertragung durch eine Rohrwand
Konvektion	Wärmeübergang zwischen Heizkörper und Raumluft
Wärmestrahlung	Wärmeaustausch zwischen warmen Oberflächen und Umgebung

Bildauftrag: Markiere gedanklich Vorlauf, Rücklauf, Pumpe und Heizfläche.

Bild: -donald- / MatthiasDD, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.

Vorlauf: Das Heizwasser fließt zur Heizfläche.

Rücklauf: Das Heizwasser strömt zurück zur Wärmeerzeugung.

Spreizung: Temperaturunterschied zwischen Vorlauf und Rücklauf.

Die wichtigste Wärmeformel

$Q = m \cdot c \cdot Δ T$

Dabei bedeutet:

Zeichen	Bedeutung
Q	Wärmemenge
m	Masse
c	Spezifische Wärmekapazität
ΔT	Temperaturänderung

Für Wasser gilt näherungsweise:

$c = 4,18 k J / (k g \cdot K)$

Beispiel: 100 kg Wasser werden um 10 K erwärmt.

$Q = 100 \cdot 4,18 \cdot 10 = 4180 k J$

Das sind ungefähr 1,16 kWh Wärmeenergie.

Für einen durchströmten Heizkreis gilt näherungsweise:

$\dot{Q} = \dot{m} \cdot c \cdot Δ T$

Mini-Aufgabe: Verdoppelt sich bei unveränderter Temperaturdifferenz der Massenstrom, wie verändert sich die übertragene Wärmeleistung?

Feedback: Sie verdoppelt sich im vereinfachten Modell. Das gilt unter der Voraussetzung, dass die Spreizung tatsächlich konstant bleibt.

Lerneinheit 3: Wärmeerzeugung und Energieeffizienz

Lernzeit: 10 Minuten

So arbeitet eine Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe nimmt Umweltwärme auf und hebt deren Temperaturniveau unter Einsatz von Antriebsenergie an.

Bildauftrag: Finde Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger und Expansionsorgan.

Bild: Ilmari Karonen, Wikimedia Commons, gemeinfrei.

Video: „Wie funktioniert eine Wärmepumpe?“, Bundesverband Wärmepumpe.

Energiebilanz:

$Q_{H e i z} = Q_{U m w e l t} + W_{A n t r i e b}$

Eine vereinfachte Betriebsbetrachtung:

Energie	Menge
Elektrische Energie	2 kWh
Aufgenommene Umweltwärme	4 kWh
Abgegebene Wärme	6 kWh

Das Verhältnis aus abgegebener Wärme und eingesetzter elektrischer Energie beträgt in diesem Beispiel 3. Für einen längeren Zeitraum bezeichnet man dieses Verhältnis als Arbeitszahl; die Leistungszahl COP beschreibt einen bestimmten Betriebspunkt.

Merksatz: Niedrige erforderliche Heizwassertemperaturen können den effizienten Betrieb einer Wärmepumpe begünstigen. Die Trinkwasserhygiene muss dabei unabhängig davon gewährleistet bleiben.

Verschiedene Wärmequellen verbinden

Bildauftrag: Erkenne Solarkollektor, Speicher, Umwälzpumpe, Regelung und Ausdehnungsgefäß.

Bild: Strug / Malyszkz, Wikimedia Commons, CC BY 2.5 oder CC BY-SA 3.0.

Die Abbildung zeigt beispielhaft eine solarthermische Anlage. Sie erweitert Dein Verständnis für das Zusammenwirken verschiedener Wärmequellen, Speicher und Regelungen.

Lerneinheit 4: Luft – Lüftung und Wärmerückgewinnung

Lernzeit: 10 Minuten

Vier Luftströme unterscheiden

Begriff	Bedeutung
Außenluft	Luft, die von draußen angesaugt wird
Zuluft	Luft, die in versorgte Innenräume eingebracht wird
Abluft	Luft, die aus den Innenräumen abgesaugt wird
Fortluft	Luft, die das Lüftungssystem nach draußen verlässt

Bildauftrag: Untersuche, wie Wärme zwischen getrennten Strömen übertragen werden kann.

Bild: Jlfd / Jojko.sivek, Wikimedia Commons, CC0 1.0.

Eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung nutzt einen Teil der in der Abluft enthaltenen Wärme, um die Außenluft vorzuwärmen. Die Luftströme müssen dabei nicht miteinander vermischt werden.

Bild: Kobraklb, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0. Beispiel einer Lüftung mit zusätzlicher Wärmepumpen- und Erdreichanbindung.

Video: „Kontrollierte Wohnraumlüftung erklärt“, SHK Info.

Mini-Aufgabe: Weshalb kann ein zugesetzter Luftfilter gleichzeitig Luftqualität, Anlagenfunktion und Stromverbrauch beeinflussen?

Feedback: Ein zunehmender Strömungswiderstand kann den Luftvolumenstrom verringern oder eine höhere Ventilatorleistung erfordern. Die genaue Auswirkung hängt von der Ventilatorregelung ab. Wartung ist nach Herstellerangaben durch Fachpersonal durchzuführen.

Lerneinheit 5: Elektrische Steuerung und Regelung

Lernzeit: 10 Minuten

Sensor – Regler – Aktor

Eine Regelung vergleicht einen gemessenen Istwert mit dem gewünschten Sollwert und beeinflusst die Anlage.

    SOLLWERT --------+
                     |
                     v
SENSOR --> ISTWERT --> REGLER --> AKTOR
   ^                               |
   |                               v
   +----------- ANLAGE <-----------+

Bauteil	Funktion	Beispiel
Sensor	Erfasst den Istwert	Temperaturfühler
Regler	Verarbeitet die Abweichung	Heizungsregler
Aktor	Beeinflusst den Prozess	Stellventil
Anlage	Reagiert auf den Eingriff	Raum und Heizfläche

Bild: T. Voekler, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.

Merksatz: Ein angezeigter Temperaturwert ist zunächst ein Messwert, kein Beweis für die tatsächlich überall herrschende Temperatur.

Video: „Hydraulischer Abgleich“, SHK Info.

Ein hydraulischer Abgleich soll die bedarfsgerechte Verteilung der Heizwassermengen unterstützen. Regelung, Pumpe, Ventile und Heizflächen müssen zusammenpassen.

Mini-Aufgabe: Ein Raum bleibt kalt, obwohl die Regelung Wärme anfordert. Nenne zwei mögliche Ursachen.

Feedback: Mögliche Ursachen sind ein zu geringer Heizwasservolumenstrom, ein geschlossenes Ventil oder eine Störung der Wärmebereitstellung. Aus einem Symptom allein lässt sich die Ursache nicht sicher bestimmen.

Lerneinheit 6: Druckenergie, Bewegungsenergie und Sicherheit

Lernzeit: 15 Minuten

Gespeicherte Druckenergie

Auch nach dem Abschalten einer Anlage kann Energie gespeichert sein.

Ein Membranausdehnungsgefäß enthält einen Gasraum und einen Wasserraum, die durch eine Membran getrennt sind. Wird das Gas komprimiert, wird Energie gespeichert.

Bildauftrag: Erkenne die Gas- und Wasserseite des Ausdehnungsgefäßes.

Bild: The RedBurn, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Gefahr: Bei unkontrollierter Druckentlastung können gespeicherte Energien Flüssigkeit oder Bauteile beschleunigen. Auch elastisch verformte Leitungen und eingeschlossene Gase sind zu berücksichtigen.

Die tatsächlich freisetzbare Energie hängt unter anderem von Druck, Volumen, Kompressibilität und elastischer Verformung ab. Ein einzelner Druckwert genügt nicht für die Gefährdungsbeurteilung.

Video: „Ausdehnungsgefäß für Warmwasser-Heizungsanlagen“, SHK Info. Für diese Lerneinheit genügt der Abschnitt zu Aufbau und Funktion. Montage- und Prüfschritte dürfen daraus nicht eigenständig an realen Anlagen ausgeführt werden.

Gespeicherte Bewegungsenergie

Strömendes Wasser, laufende Pumpen und rotierende Ventilatoren besitzen Bewegungsenergie.

Für eine geradlinig bewegte Masse gilt:

$E_{k i n} = \frac{1}{2} m v^{2}$

Beispiel einer Simulation:

Eine Masse von 0,5 kg bewegt sich mit 2 m/s.

$E_{k i n} = 0,5 \cdot 0,5 \cdot 2^{2} = 1 J$

Verdoppelt sich die Geschwindigkeit, vervierfacht sich bei gleicher Masse die Bewegungsenergie.

SHK-Bezug: Wird eine Wasserströmung plötzlich abgebremst, kann ein Druckstoß entstehen. Nach dem Ausschalten eines Ventilators können rotierende Teile nachlaufen.

Bildauftrag: Erkläre den Zusammenhang zwischen einer schnellen Strömungsänderung und einer Druckspitze.

Bild: Donebythesecondlaw, Wikimedia Commons, gemeinfrei.

Sicherheitsentscheidung

Nicht ausführen: Eigenständiges Öffnen, Entlüften, Trennen, Befüllen, Druckprüfen oder Manipulieren realer Druckanlagen.

Vor fachlich freigegebenen Instandhaltungsarbeiten müssen mögliche Energiequellen und Restenergien entsprechend Gefährdungsbeurteilung, Betriebsanweisung und Herstellervorgaben berücksichtigt werden.

Dazu gehören elektrische Energie, Druckenergie, Bewegungsenergie, thermische Energie und mechanisch gespeicherte Energie.

Ein ausgeschalteter Motor bedeutet nicht automatisch, dass alle Gefährdungen beseitigt sind. Auch ein einzelnes drucklos erscheinendes Bauteil beweist nicht, dass die gesamte Anlage drucklos ist.

Zulässige Lernumgebung: Computersimulation, Papiermodell oder druckloses, nicht mit einer Versorgung verbundenes Anschauungsmodell.

Sicherheitsfeedback: Die korrekte Entscheidung ist immer, eine gefährliche oder ungeklärte Energiesituation nicht eigenständig zu bearbeiten, sondern die verantwortliche Fachkraft einzubeziehen.

Interaktiver Ausbildungsfall: Wohnhaus Sonnenblick

Fall 1 – Energie: Ein Raum bleibt kalt

Befunde aus einer fiktiven, fachlich bereitgestellten Anlagenaufzeichnung:

Messgröße	Wert
Vorlauftemperatur	35 °C
Rücklauftemperatur	30 °C
Heizwasser-Massenstrom	0,20 kg/s
Soll-Raumtemperatur	21 °C
Tatsächliche Raumtemperatur	18 °C

Basisaufgabe: Berechne die Spreizung.

Anwendungsaufgabe: Berechne die transportierte Wärmeleistung mit der vereinfachten Wärmeleistungsformel.

Transferaufgabe: Begründe, weshalb die berechnete Wärmeleistung allein noch nicht beweist, dass der betroffene Raum ausreichend versorgt wird.

Hilfe 1 – Orientierung

Die Spreizung ist Vorlauftemperatur minus Rücklauftemperatur.

Hilfe 2 – Formel

Multipliziere Massenstrom, spezifische Wärmekapazität des Wassers und Temperaturdifferenz. Das Ergebnis ist in kW, wenn Du kg/s und kJ/(kg K) verwendest.

Musterlösung mit begründetem Feedback

Basis: 35 °C minus 30 °C ergeben 5 K.

Anwendung: 0,20 · 4,18 · 5 ergibt 4,18 kW.

Transfer: Die Leistung beschreibt den betrachteten Heizwasserkreis beziehungsweise Messabschnitt, nicht zwingend die Wärmeabgabe an den betroffenen Raum. Zu prüfen wären beispielsweise die Verteilung auf die Heizflächen, Regelzustände und die Raumheizlast.

Bewertung: Richtig ist eine systembezogene Begründung. Eine pauschale Erhöhung der Vorlauftemperatur ist ohne Ursachenklärung keine ausreichende Diagnose.

Fall 2 – Hygiene: Lauwarmes Trinkwarmwasser

Fiktive Betriebsdaten einer großen zentralen Trinkwassererwärmungsanlage mit Zirkulation:

Messstelle	Wert
Trinkwassererwärmer-Ausgang	60 °C
Zirkulationsrücklauf	49 °C
Selten genutzte Entnahmestelle	Mehrtägige Nichtnutzung

Basisaufgabe: Erkenne die hygienisch auffälligen Befunde.

Anwendungsaufgabe: Entscheide, ob Du die Temperatur eigenständig absenken, die Zirkulation ausschalten oder den Befund melden und fachlich prüfen lassen solltest.

Transferaufgabe: Entwickle eine Vorgehensweise, die Energieeffizienz und Trinkwasserhygiene gemeinsam berücksichtigt.

Hilfe 1 – Orientierung

Denke an die Einflussgrößen Temperatur, Verweilzeit und bestimmungsgemäßen Wasseraustausch.

Hilfe 2 – Fachlicher Hinweis

Für den hier angenommenen großen Zirkulationskreis ist ein Rücklauf mit 49 °C gegenüber dem DVGW-Orientierungswert von mindestens 55 °C auffällig. Prüfe gedanklich die Rolle von Wärmeverlusten, Durchströmung und Betriebsweise.

Musterlösung mit begründetem Feedback

Basis: Der Rücklaufwert ist auffällig; die selten genutzte Entnahmestelle kann Stagnation begünstigen.

Anwendung: Den Befund dokumentieren, melden und durch qualifiziertes Personal untersuchen lassen.

Transfer: Hygienisch notwendige Temperaturen und Wasseraustausch sicherstellen; parallel Wärmeverluste durch Dämmung, hydraulische Verteilung und fachgerechte Regelung verringern.

Bewertung: Das Abschalten der Zirkulation oder eine pauschale Temperaturabsenkung wäre keine fachlich begründete Lösung.

Fall 3 – Diagnose: Die Lüftung meldet eine Störung

Fiktive digitale Anlagenanzeige:

Beobachtung	Status
Filterdifferenzdruck	Erhöht
Zuluftvolumenstrom	Niedriger als der Sollwert
Ventilatoranforderung	Erhöht
Filterwartungsanzeige	Aktiv

Basisaufgabe: Nenne die betroffenen Komponenten.

Anwendungsaufgabe: Formuliere eine begründete Fehlerhypothese.

Transferaufgabe: Beschreibe einen sicheren Diagnoseablauf ohne Eingriff in die reale Anlage.

Hilfe 1 – Beobachten

Welche Komponente liegt im Luftweg und kann bei Verschmutzung einen zusätzlichen Widerstand verursachen?

Hilfe 2 – Zusammenhänge

Vergleiche Luftvolumenstrom, Filterwiderstand und Ventilatoranforderung. Berücksichtige, dass auch andere Störungen ähnliche Symptome verursachen können.

Musterlösung mit begründetem Feedback

Basis: Filter, Luftkanäle, Ventilator, Sensorik und Regelung können betroffen sein.

Anwendung: Ein zugesetzter Filter ist aufgrund der gemeinsam auftretenden Befunde eine plausible Ursache, aber noch keine gesicherte Diagnose.

Transfer: Aufzeichnungen prüfen, Soll-Ist-Werte vergleichen, Wartungsstatus dokumentieren und die Inspektion nach Freigabe durch Fachpersonal veranlassen.

Bewertung: Eine gute Diagnose unterscheidet zwischen Beobachtung, Hypothese und bestätigter Ursache.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Aufgabe hat der Rücklauf im Heizkreis? (Er führt Heizwasser zurück zur Wärmeerzeugung) (!Er führt Außenluft ins Gebäude) (!Er leitet Abwasser ab) (!Er versorgt ausschließlich Trinkwasserzapfstellen)

Welche Größe beschreibt die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf? (Spreizung) (!Raumluftfeuchte) (!Elektrische Spannung) (!Wassermenge im Speicher)

Was transportiert eine Umwälzpumpe im wassergeführten Heizsystem? (Heizwasser) (!Kältemittel in jedem Wärmepumpentyp) (!Elektrische Ladungen) (!Raumabluft)

Warum ist die Trennung von Trinkwasser und Heizwasser wichtig? (Sie schützt die Trinkwasserqualität) (!Sie erhöht grundsätzlich die Raumfeuchtigkeit) (!Sie ersetzt jede Wartung) (!Sie macht Temperaturmessungen unnötig)

Was ist eine wesentliche Aufgabe eines Temperaturfühlers? (Er erfasst eine Temperatur als Eingangsinformation) (!Er erzeugt die gesamte Heizenergie) (!Er entfernt automatisch Kalk) (!Er ersetzt ein Sicherheitsventil)

Was bewirkt ein Wärmeübertrager in einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung? (Er überträgt Wärme zwischen Luftströmen) (!Er erzeugt Trinkwasser) (!Er ersetzt alle Luftfilter) (!Er verhindert jede Druckdifferenz)

Welche Aussage über ein Membranausdehnungsgefäß ist richtig? (Der komprimierte Gasraum kann Energie speichern) (!Ein ausgeschaltetes Gerät ist immer drucklos) (!Druckenergie kann grundsätzlich nicht gefährlich werden) (!Die Membran erzeugt elektrische Energie)

Wie verändert sich die Bewegungsenergie bei doppelter Geschwindigkeit und gleicher Masse? (Sie vervierfacht sich) (!Sie halbiert sich) (!Sie bleibt gleich) (!Sie wird grundsätzlich null)

Welche Reaktion ist bei einem hygienisch auffälligen Warmwasserbefund fachlich angemessen? (Dokumentieren und eine fachliche Überprüfung veranlassen) (!Die Zirkulation ohne Prüfung dauerhaft abschalten) (!Alle Sicherheitsfunktionen überbrücken) (!Die Befunde ohne Begründung ignorieren)

Welche Handlung ist für Auszubildende bei ungeklärter Druckgefährdung richtig? (Arbeit nicht eigenständig beginnen und die verantwortliche Fachkraft einbeziehen) (!Eine Verschraubung probeweise lösen) (!Einen Druckspeicher ohne Freigabe öffnen) (!Eine Druckprüfung eigenständig durchführen)

Memory

Ordne jeweils ein Bauteil seiner Funktion zu.

Umwälzpumpe	Transportiert Heizwasser
Wärmeübertrager	Überträgt Wärme zwischen getrennten Medien
Zuluft	Strömt in die versorgten Innenräume
Ausdehnungsgefäß	Nimmt wärmebedingte Volumenänderungen auf
Temperaturfühler	Liefert einen Temperaturmesswert
Zirkulationsleitung	Führt erwärmtes Trinkwasser zurück
Stellventil	Beeinflusst den Volumenstrom

Drag and Drop

Ordne die technischen Begriffe den jeweiligen Aufgaben zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Funktion
Verdichter	Erhöht den Druck des Kältemitteldampfes
Verdampfer	Nimmt Umweltwärme in den Kältemittelkreislauf auf
Heizkörper	Überträgt Wärme an den Raum
Luftfilter	Hält geeignete Partikel aus dem Luftstrom zurück
Regler	Verarbeitet Sollwerte und Messwerte
Sicherheitsventil	Schützt im vorgesehenen Anwendungsfall vor unzulässigem Überdruck

|}

Kreuzworträtsel

Vorlauf	Wie heißt die Leitung, die erwärmtes Heizwasser zur Heizfläche führt?
Ruecklauf	Wie heißt die Leitung, die das Heizwasser zur Wärmeerzeugung zurückführt?
Verdichter	Welches Bauteil erhöht im Wärmepumpenkreislauf den Druck des Kältemitteldampfes?
Sensor	Welches Bauteil erfasst einen physikalischen Messwert?
Membran	Welches flexible Trennelement befindet sich in einem entsprechenden Ausdehnungsgefäß?
Abluft	Wie heißt die aus Innenräumen abgesaugte Luft?

LearningApps

Suche zusätzliche interaktive Lernübungen zu den SHK-Grundlagen.

Lückentext

Die Wärmeenergie wird im wassergeführten Heizsystem durch das

transportiert.

Die Leitung von der Wärmeerzeugung zur Heizfläche heißt

.

Die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf wird

genannt.

Die spezifische Wärmekapazität beschreibt die zur Erwärmung einer bestimmten Masse erforderliche

pro Temperaturänderung.

Eine Wärmepumpe benötigt für den Verdichter in der Regel elektrische

.

Der Messwert eines Temperaturfühlers wird von der

verarbeitet.

In der Lüftungsanlage bezeichnet Zuluft die Luft, die in den

eingebracht wird.

Die Wärmerückgewinnung nutzt einen Teil der Wärme der

.

Ein zugesetzter Luftfilter kann den Strömungswiderstand

.

Eine lange Verweilzeit des Trinkwassers wird als

bezeichnet.

Im Ausdehnungsgefäß kann komprimiertes Gas

speichern.

Rotierende Ventilatorbauteile besitzen auch nach dem Abschalten während ihres Nachlaufs

.

Eine Druckprüfung an einer realen Anlage darf nur fachlich freigegeben und entsprechend

durchgeführt werden.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben möglichst mit Skizzen, Tabellen, kurzen Erklärvideos oder digitalen Modellen. Verwende für praktische Darstellungen ausschließlich ungefährliche, drucklose Modelle.

Leicht

Anlagenschema: Zeichne die wesentlichen Bereiche eines Gebäudes mit Trinkwasser, Heizwasser, Lüftung und Stromversorgung. Markiere ihre Schnittstellen.
Wärmeübertragung: Gestalte drei Bildkarten zu Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung mit jeweils einem SHK-Beispiel.
Heizkreis: Beschrifte ein vorhandenes Heizkreisschema und erkläre die Begriffe Vorlauf, Rücklauf und Spreizung.
Arbeitssicherheit: Erstelle ein Warnplakat über gespeicherte Druckenergie, Bewegungsenergie und unerwarteten Anlagenanlauf.

Standard

Wärmeleistung: Berechne die Wärmeleistung für einen fiktiven Heizkreis und erläutere, welche Messwerte benötigt werden.
Trinkwasserhygiene: Entwickle für ein fiktives Gebäude eine Risikoübersicht zu Stagnation, Temperatur und regelmäßiger Nutzung.
Lüftungstechnik: Produziere ein kurzes Erklärvideo zum Zusammenhang zwischen Luftfilter, Ventilator, Luftvolumenstrom und Wärmerückgewinnung.
Regelungstechnik: Baue in einer digitalen Simulation einen einfachen Temperaturregelkreis aus Sensor, Regler, Aktor und Raum auf.

Schwer

Fehlerdiagnose: Erstelle einen Entscheidungsbaum, mit dem sich Ursachen für eine unzureichende Raumheizung anhand sicher bereitgestellter Betriebsdaten eingrenzen lassen.
Energieeffizienz: Vergleiche zwei fiktive Anlagenvarianten hinsichtlich Heizwassertemperatur, Wärmeverlusten, elektrischer Hilfsenergie und Hygiene.
Gebäudeautomation: Entwickle ein digitales Gebäudemodell, das gleichzeitig Wärmepumpe, Heizung, Trinkwarmwasser und Lüftung berücksichtigt.
Gefährdungsbeurteilung: Analysiere ein hypothetisches Drucksystem und beschreibe, welche Restenergien vor einer fachlich freizugebenden Tätigkeit zu berücksichtigen sind. Führe keine reale Prüfung durch.

Lernkontrolle

Die folgenden Aufgaben prüfen Dein Verständnis von Zusammenhängen und Deine Fähigkeit, technische Entscheidungen zu begründen.

Systemanalyse: Ein Gebäude hat hohen Stromverbrauch und unzureichenden Heizkomfort. Erkläre, warum nicht nur die Wärmepumpe, sondern auch Heizflächen, Hydraulik und Regelung betrachtet werden müssen.
Trinkwasserhygiene: Eine vorgeschlagene Energiesparmaßnahme senkt die Temperatur einer großen zentralen Warmwasseranlage. Bewerte den Vorschlag unter Berücksichtigung hygienischer Anforderungen.
Wärmerückgewinnung: Erläutere, wie eine verringerte Zuluftmenge die Luftqualität und den Betrieb der Lüftungsanlage beeinflussen kann.
Regelkreise: Ein Temperaturfühler liefert einen unplausiblen Wert. Leite mögliche Folgen für die Regelung ab und beschreibe eine sichere Überprüfungsstrategie.
Hydraulik: Zwei Räume mit ähnlichem Wärmebedarf erreichen unterschiedliche Temperaturen. Entwickle mehrere prüfbare Hypothesen und erkläre, weshalb eine einzelne Beobachtung keine gesicherte Diagnose darstellt.
Energiesicherheit: Begründe anhand eines Druckspeichers und eines nachlaufenden Ventilators, weshalb das Abschalten der Stromversorgung nicht sämtliche Gefährdungen beseitigt.

Bewertungsmaßstab:

Eine überzeugende Lösung stellt technische Ursache-Wirkungs-Beziehungen dar, berücksichtigt Sicherheit und Hygiene, unterscheidet sichere Befunde von Hypothesen und begründet die vorgeschlagenen Maßnahmen.

Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis erstellst Du eine digitale oder schriftliche Fallmappe zum Wohnhaus Sonnenblick.

Die Fallmappe enthält:

Ein selbst beschriftetes Gebäudeschema mit Wasser-, Wärme-, Luft- und elektrischen Steuerungsverbindungen.
Eine nachvollziehbare Berechnung der Wärmeleistung mit Einheiten und Annahmen.
Eine kurze Energiebilanz der Wärmepumpe.
Eine begründete Bewertung des hygienischen Warmwasserbefunds.
Eine strukturierte Analyse der Lüftungsstörung mit Beobachtung, Hypothese und Prüfung.
Eine Übersicht zu Druckenergie, Bewegungsenergie und weiteren Restenergien.
Eine Sicherheitsentscheidung, die reale Eingriffe ohne fachliche Freigabe und Aufsicht ausdrücklich ausschließt.
Eine abschließende Empfehlung für ein abgestimmtes, energieeffizientes und hygienisch sicheres Gesamtsystem.

Bewertung: Fachliche Richtigkeit, Verständlichkeit des Schemas, rechnerische Nachvollziehbarkeit, Transferfähigkeit, Hygiene- und Sicherheitsbewusstsein sowie Qualität der Begründungen.

OERs zum Thema

Ein einzelner Wikipedia-Artikel deckt nicht alle Inhalte dieses Kurses ab. Der folgende Artikel zur Versorgungstechnik bietet einen übergreifenden Einstieg.

Weitere Grundlagen: Thermodynamik, Wärmepumpe, Heizkreis, Trinkwasserinstallation, Lüftungstechnik, Regelungstechnik, Hydraulischer Abgleich und Arbeitssicherheit.

Geprüfte Fachquellen

Die technischen Aussagen orientieren sich an den folgenden Fachquellen. Für praktische Arbeiten sind zusätzlich die aktuell anwendbaren Regeln, betrieblichen Vorgaben und Herstelleranleitungen zu berücksichtigen.

DVGW: Legionellen in der Trinkwasserinstallation – Hygiene, Stagnation und Temperaturen.
DVGW: Heizungsraum und Trinkwassererwärmung – Zirkulationssystem und hygienische Betriebsweise.
Trinkwasserverordnung, § 31 – Untersuchungspflichten bei bestimmten Trinkwasserinstallationen.
Umweltbundesamt: Umgebungswärme und Wärmepumpen – Wärmepumpenprinzip und Effizienz.
Umweltbundesamt: Wärmepumpe – Jahresarbeitszahl und Systemoptimierung.
DGUV Fachbereich AKTUELL FBHM-086 – Gefährdungen und Energiebetrachtungen bei hydraulischen Druckprüfständen.
Betriebssicherheitsverordnung – sichere Verwendung, Instandhaltung und Prüfungen von Arbeitsmitteln.

Hinweis zum Regelwerk: Der rechtliche und normative Geltungsbereich muss für jede konkrete Anlage geprüft werden. Nicht jede genannte Pflicht gilt für alle Gebäudetypen. Die Beispiele dieses Kurses ersetzen keine Fachplanung, Gefährdungsbeurteilung oder Prüfberechtigung.

Medien und Nutzungsrechte

Die eingebundenen Abbildungen wurden anhand ihrer Wikimedia-Commons-Dateiseiten ausgewählt. Urheber und Lizenzen sind direkt an den Abbildungen angegeben.

Bei CC-BY- und CC-BY-SA-Materialien sind die jeweiligen Namensnennungs- und Lizenzbedingungen einzuhalten. Bei Bearbeitungen können zusätzliche Pflichten entstehen. Die Originaldateiseiten enthalten die maßgeblichen Lizenzhinweise.

Die YouTube-Videos sind über ihre gefundenen Originalseiten verlinkt und werden ausschließlich zur Wiedergabe eingebunden. Sie sind nicht automatisch freie OER-Materialien; ihre Weiterverwendung außerhalb der erlaubten Wiedergabe richtet sich nach den jeweiligen Rechten.

Alle didaktischen Zahlenwerte des Wohnhauses Sonnenblick sind fiktive Übungsdaten. Es handelt sich nicht um Messwerte einer realen Anlage.