HeatingSim

Berufsschullehrer haben berichtet, dass es sehr ineffizient ist, die technische Funktionsweise und die Abhängigkeiten der verschiedenen Komponenten komplexer Heizungsanlagen theoretisch zu vermitteln. HeatingSim soll es den Schülern daher ermöglichen, die technische Funktionsweise und die Zusammenhänge der verschiedenen Komponenten durch eigene Erkundung zu erschließen.

Das große Ziel der Bildung ist nicht Wissen, sondern Handeln

Für dieses Projekt diente das Lehrbuchschema einer Solarheizungsanlage für Heizungstechniker als Vorlage für den Entwurf einer interaktiven Simulation. Die Simulation ermöglicht es dem Benutzer, die Größe der Hauptkomponenten eines solchen Systems (d.h. Kollektorgröße, Registergröße und Speichergröße) zu verändern und die Auswirkungen auf die Funktionsweise zu beobachten.

Benutzeroberfläche des interaktiven HeatingSim-Schemas mit seinen Hauptkomponenten: Schaltflächen, um die Aufgabenbeschreibung zu sehen und dem Kunden eine Lösung in schriftlicher Form vorzuschlagen (a), Sonnenkollektor mit einstellbarer Größe (b), Register mit einstellbarer Größe (c), Wassertank mit einstellbarer Größe (d), Anzeige der Tageszeit mit einstellbarer Simulationsgeschwindigkeit (e), Schaltfläche zum Starten und Anhalten der Simulation mit den gewählten Einstellungen (f), Anzeige der Anfangseinstellungen (g), Anzeige der Temperatur an verschiedenen Stellen in der Simulation (auch direkt in der Simulation angezeigt) (h), Darstellung der Temperaturen über die Zeit und Möglichkeit zum Vergleich von Darstellungen mit verschiedenen Einstellungen (i), Anzeige des Zustands der Pumpe (ein/aus) (j)

Die Auszubildenden sollten die Einstellungen einer defekten Heizungsanlage so anpassen, dass sie den ganzen Tag über ausreichend warmes Wasser produziert (in einer ersten Aufgabe ohne Wasserverbrauch, in einer zweiten Aufgabe mit Wasserverbrauch). Um das richtige Verhältnis zwischen den Größen der Hauptkomponenten des Systems (Wassertank, Register und Kollektor) zu finden, ermöglichen die Simulationen den Vergleich der Temperaturverläufe aller Messpunkte im System mit verschiedenen Einstellungen. Anhand ihrer Beobachtungen können die Lernenden die allgemeinen Anforderungen für das ordnungsgemäße Funktionieren eines Solarheizungssystems ableiten.