Energiebegriffe
Was wir bisher gelernt haben: Es gibt
- Energiequellen wie z.B. Erdöl, Erdgas, Sonnenenergie oder Windkraft
- Energiespeicher wie Batterien, aber auch Wasserstoff
- Energieverbraucher, das sind in erster Linie alle elektrischen Geräte und Maschinen sowie Heizungen
- Energietransporter wie Stromkabel oder auch das Wasser, das durch unsere Heizkörper fließt
Wie funktioniert unsere Heizung?
Wir wissen jetzt: Das ca. 70 Grad heiße Wasser, das aus der Fernwärmeleitung bei uns ankommt, überträgt seine Wärme in einem Wärmetauscher an das Wasser, das aus der Heizzentrale im Keller durch alle Heizkörper der Schule gepumpt wird. Dort erwärmt es die Luft und fließt um einige Grad kühler wieder zurück. Im Wärmetauscher wird es wieder auf die höhere Temperatur erhitzt und das Spiel beginnt von vorne...
Was passiert im Heizkörper?
Mit einem Infrarot-Thermometer haben wir an neun verschiedenen Stellen die Temperatur des Heizkörpers gemessen. Dabei haben wir festgestellt, dass im oberen Bereich die Temperaturen höher sind, und je weiter man nach unten kommt, desto niedriger werden die Temperaturen. Wir schließen daraus, dass das Wasser einen Teil seiner Wärme an das Metall (und dann an die Raumluft) abgibt, während es den Heizkörper langsam von oben nach unten durchfließt.
Mit der Wärmebildkamera
Die Wärmebildkamera zeigt, was wir am Heizkörper gemessen haben, noch genauer:
- von rechts oben fließt das heiße Wasser in den Heizkörper hinein und verteilt sich dann nach links und nach unten (weiße Flächen sind am heißesten)
- dabei gibt das Wasser Wärme ab (hell- und dunkelrote Flächen)
- am kühlsten sind die Flächen über (Fenster) und unter dem Heizkörper (Wand), die Wärmebildkamera stellt sie blau dar
Operation am Heizkörper
Weil unser Hausmeister einen alten Heizkörper aufgeschnitten hat, konnten wir genau sehen, wo das heiße Wasser hineinfließt, wie es sich verteilt und wo es den Heizkörper wieder verlässt. Eine genauere Skizze findest du unter Downloads.
Den Thermostat verstehen
Ein Heizungsthermostat hat zwar einen Drehgriff zum Auf- und Zudrehen, aber wir haben gelernt, dass wir ihn am besten auf einer bestimmten Einstellung lassen. Denn im Inneren des Thermostaten befindet sich ein Mechanismus, der dafür sorgt, dass das Heizkörperventil sich von allein öffnet und schließt, je nachdem, ob im Raum die gewünschte Temperatur bereits erreicht ist oder ob es noch zu kalt ist. Wie das genau geht, zeigen dir unsere Erklärbilder im Downloadbereich.
Überraschung am Morgen
Heute Morgen (14.12.) waren wir erstaunt, denn:
- schon vor Unterrichtsbeginn waren zwei kleine Kippfenster und ein großes Kippfenster bereits geöffnet
- mit der Wärmebildkamera haben wir an der Öffnung der Kippfenster - 4,8 Grad Celsius gemessen
- an der unter dem Fensterbrett angebrachten Heizung waren es 61,8 Grad Celsius
- und auf dem Fensterbrett selbst 7,8 Grad Celsius.
Wenn diese Fensteröffnung die ganze Frostnacht über so bestanden hat (wovon auszugehen ist), wurde hier buchstäblich zum Fenster hinaus geheizt. Unseren Report findest du im Download.
Wir heizen unsere Schule nachts!
Nachdem wir jetzt eine Woche lang mit einem Messgerät die Temperaturen in unserem Klassenzimmer rund um die Uhr aufgezeichnet haben, erbrachte eine erste Auswertung: Auch nachts und am Wochenende hat es in dem Raum mindestens 20 Grad Celsius! Ist das nicht die reine Energieverschwendung? Schau dir unser Diagramm im Downloadbereich genau an!
Zuviel CO2 im Klassenraum?
In unserer eigenen Klasse (5d) und zwei weiteren Klassen (einer 3. und einer 4.) messen wir zurzeit nicht nur die Temperaturen, sondern auch die Luftqualität - also den CO2-Gehalt - rund um die Uhr. In der Auswertung können wir dann sehen, ob überhaupt gelüftet wurde, ob das Lüften erfolgreich war und ob dabei keine Wärmeenergie verschwendet worden ist. Bald geben wir dir mehr Infos dazu!
Nachtabsenkung wird zum Thema
Wir beginnen die Messdaten aus drei Klassenräumen auszuwerten, die wir eine Woche lang vor den Weihnachtsferien gesammelt haben. Das heißt, wir schauen uns eine Menge Diagramme an und versuchen zu verstehen, was sie uns sagen. Was wir jetzt schon feststellen können: Weder über die vielen Stunden, die die Räume vom Abend bis zum nächsten Morgen unbenutzt sind, noch an den Wochenenden wird in unserer Schule die Heizung heruntergedreht. An einem Beispiel zeigt das ein Diagramm aus der Klasse 3b im Download.
Das passiert, wenn wir nicht lüften!
Wir sehen nicht nur die Temperaturverläufe in unseren Daten und Diagrammen, sondern auch die Kohlendioxid-Konzentrationen, wie sie sich im Lauf eines Schultages verändern. Was passiert, wenn man während des ganzen Vormittags im Klassenraum nicht auf das Lüften achtet, seht ihr am Beispiel des 19.12.2022, einem Montag, an dem wir in unserer eigenen Klasse zu müde oder zu faul waren, um die Fenster aufzumachen. Der Richtwert von 1.000 ppm wird über lange Zeit um das Drei- bis Vierfache überschritten. Das ist kein lernfreundliches und gesundes Raumklima mehr! Mehr im Download.
Wie ist das mit dem Kipplüften?
Vor kurzem kam in unserer Klasse die Frage auf, was es bewirkt, wenn wir im Klassenraum die kleinen Kippfenster unter der Decke aufmachen. Wird es dann kälter im Raum? Oder ist das eine gute Möglichkeit, dauerhaft frische Luft zu bekommen, ohne dass es zieht? Das ist physikalisch für uns erst einmal gar nicht so leicht zu beantworten. Mit der Wärmebildkamera sehen wir allerdings, dass solche kleinen gekippten Fensteröffnungen ganz schön viel Wärme rauslassen. Schau mal in unserem Thermografiebericht im Downloadbereich nach!