SREDNJE POKLICNO TEHNIŠKO IZOBRAŽEVANJE

Izobraževalni program: STROJNI TEHNIK

KATALOG ZNANJ

Sprejeto na 62. seji Strokovnega sveta RS za poklicno in strokovno izobraževanje, 17. 12. 2002

1. IME PREDMETA

ENERGETSKI SISTEMI

2. ŠTEVILO UR

Po posameznih letnikih in oblikah izobraževalnega dela:

Letnik	Oblike izobraževalnega dela
	Skupaj	Teorija	Vaje
2.	102	17	85
Skupaj	102	17	85

* delitev v skupine do 17 dijakov

3. USMERJEVALNI CILJI PREDMETA

Dijaki:

sistematično nadgrajujejo znanje pridobljeno pri predmetu energetika oziroma znajo povezati osnovne zakone termodinamike s procesi v energetskih sistemih,
poznajo pomen in obvladajo branje tehnične dokumentacije, predpisov ter standardov na področju energetike in ekologije,
razumejo splošne principe in delovanje energetskih naprav, energetskih sistemov in njihovih sestavnih delov,
s pomočjo programske opreme preverjajo rezultate, dobljene po klasični poti, in analizirajo različne primere,
poglobljeno razmišljajo o medsebojni povezavi energetskih sistemov z gospodarstvom in spoznavajo delovanje le-teh v domačem kraju,
krepijo vrednote: ustvarjalnost, vedoželnost, kritičnost, samoiniciativnost, sistematičnost, logično sklepanje, varčnost, preudarnost, natančnost, tehnično mišljenje, osebnostno in poklicno odgovornost, skupinsko delo in ekološko zavest,
upoštevajo kriterije učinkovite rabe energije ter ekološke in ekonomske kriterije pri izbiri naprav in strojev,
znajo predvideti možnosti uporabe obnovljivih virov energije,
spoznavajo problematiko ravnanja z odpadki in gospodarjenje z vodnimi viri,
povezujejo pridobljeno znanje s praktičnimi izvedbami na sejmu energetike,
spremljajo literaturo in novosti na področju energetike.

Napotek:

Poglavja lahko učitelj delno prilagaja glede na potrebe industrije v domačem okolju in interes dijakov.

4. OPERATIVNI CILJI PREDMETA

VSEBINE IN INFORMATIVNI CILJI

FORMATIVNI CILJI

SOCIALIZACIJSKI CILJI

POSEBNOSTI V IZVEDBI

ENERGETSKO GOSPODARSTVO

energetski sistemi in varčevanje z energijo
elektro-distribucijski sistem
daljinski sistemi
(posamezni daljinski sistemi se obravnavajo pri pripadajočem poglavju)
energetski management

Dijak:

spozna vrste, prednosti in slabosti ter pomen energetskih sistemov ter nariše razvejanost le-teh
spozna ukrepe za racionalno rabo energij vseh vrst
nariše urejeni letni diagram proizvodnje električne energije v RS ter spozna sestavine plačilnega prometa elektro gospodarstva
spozna vrste in prednosti daljinskih sistemov
spozna osnovne postopke energetskega pregleda (analizira energijsko stanje, predvidi ukrepe in sestavi prednostno listo varčevalnih ukrepov)
predvidi energetsko učinkovitost v industriji, široki rabi in prometu
se nauči osnovnih pojmov energetskega knjigovodstva

Dijak:

razvija sposobnost razumevanja in se zave kompleksnosti posameznih energetskih sistemov
razvija ekološko zavest na področju rabe energije
krepi poklicno in ekološko odgovornost pri izbiri energentov
se zaveda prednosti daljinskih sistemov
razvija varčnost s spoznavanjem prvin racionalne rabe energije

vaja: izdelajo plakate z razvejanostjo energetskih sistemov in urejenimi letnimi diagrami
vaja: skupine dijakov izdelajo energetski pregled šole
demonstracija: dijaki izvedejo ukrepe varčevanja z energijo v obliki akcij, projektov in programov
vaja: s pomočjo računalniškega programa vodijo energetsko knjigovodstvo na šoli

POGONSKI STROJI IN AGREGATI

krožni procesi v motorjih z notranjim zgorevanjem - MNZ
izboljšave pri MNZ
letalski motorji
kompresorji
kompresorska postaja

Dijak:

nariše krožne procese z dejanskim oziroma indikatorskim diagramom
je sposoben primerjati različne krožne procese v istem diagramu
se nauči ugotavljati učinkovitost (izkoristek), ekonomičnost (poraba goriva) in ekološko primernost (izpušni plini, reciklaža, …) MNZ
je sposoben povezati znanje z novostmi pri razvoju MNZ
definira električni, hibridni in sončni pogon ter gorivne celice
spozna vrste in lastnosti letalskih motorjev
nariše krožne procese eno-, dvo- in večstopenske kompresije v p-V in T-S diagrama
spozna vrste in princip delovanja kompresorjev
razlikuje načine regulacije kompresorjev
se nauči izbirati kompresorje iz katalogov
spozna osnovne elemente kompresorske postaje

Dijak:

krepi ekološko zavest pri MNZ s spoznavanjem trendov razvoja
se zaveda potrebe po reciklaži avtomobilov in zmanjšanju izpušnih plinov
usvaja nove tehnologije pogonskih agregatov
se zaveda prednosti novih pogonov
se zaveda pomena kompresorskih postaj

demonstracija: delovanja MNZ z učnimi pripomočki oziroma računalniško simulacijo
ogled: tehničnih izboljšav na avtomobilskem sejmu oziroma avto-salonu v domačem kraju
prikaz: vrst in delovanja kompresorjev z modeli oziroma z računalniško simulacijo
ogled: kompresorske postaje

ELEKTRARNE

fosilne termoelektrarne (TE)
kogeneracija (TETO)
jedrske elektrarne (JE)
hidroelektrarne (HE)
obnovljivi viri energije (OVE)

Dijak:

nariše osnovno shemo elektrarn
spozna in razume delovanje osnovnih elementov elektrarne
obvlada teoretične osnove procesov v termoelektrarnah in jih zna narisati v h-s diagramu
definira prednosti kombinirane proizvodnje električne energije in toplote
spozna specifičnosti jedrske elektrarne
spozna vrste in način shranjevanja radioaktivnih odpadkov
razlikuje vrste hidroelektrarn
spozna vrste vodnih turbin
primerja različne tipe elektrarn glede na njihovo ekonomičnost in vpliv na okolje
spozna možnosti izkoriščanja OVE ter uporabe sistemov v lastnem okolju

Dijak:

se zaveda kompleksnosti posameznih elektrarn
razvija skrb za okolje
se zaveda nevarnosti radioaktivnih odpadkov
se zaveda prednosti in slabosti pri izkoriščanju OVE

ogled: elektrarn na videokaseti in vsaj ene elektrarne z organiziranim vodenjem strokovne osebe
demonstracija: uporabe sončne energije z učnimi pripomočki

HLADILNI SISTEMI

sestavni deli hladilnega sistema
toplotna črpalka

Dijak:

definira hladilno in grelno število
spozna osnovne elemente in njihovo funkcijo v hladilnem sistemu
ugotovi uporabnost hladilnih sistemov v gospodinjstvih in industriji
razlikuje hladilne procese različnih sistemov
spozna osnovni princip delovanja toplotne črpalke
prepozna uporabnost toplotne črpalke

Dijak:

se zaveda pomena hlajenja v sodobni družbi
krepi ekološko zavest pri uporabi hladiv
spodbuja k varčevanju z električno energijo na področju hlajenja in ocenjuje kvaliteto hladilnih naprav

prikaz: posameznih delov in procesa hlajenja na učnem primeru hladilnika oziroma toplotne črpalke
ogled: proizvodnje hladilnikov in hladilnih omar
vaja: projektne skupine poiščejo industrijo v domačem kraju, ki uporablja hlajenje
vaja: določi energetsko bilanco toplotne črpalke

PREZRAČEVALNI IN KLIMATIZACIJSKI SISTEMI

prezračevalni sistemi
klimatizacijski sistemi
rekuperacija in regeneracija
daljinsko prezračevanje in klimatizacija

Dijak:

loči razliko med prezračevanjem in klimatizacijo in zna povezati s toplozračnim ogrevanjem
zna v h-x diagramu za vlažen zrak narisati posamezne procese prezračevalnih in klimatizacijskih sistemov
pozna pomen prezračevanja in klimatizacije v industriji in prostorih, kjer se zadržuje več ljudi
spozna osnovne elemente prezračevalnih in klimatizacijskih sistemov
razlikuje rekuperacijo in regeneracijo odpadnega zraka ter naprave za to
izdela preračun za sistem prezračevanja ali celo klimatizacije v šolskih prostorih
spozna vrste in prednosti daljinskega prezračevanja in klimatizacije

Dijak:

se zaveda vpliva klimatiziranega prostora na udobje in delovno učinkovitost ljudi
se zaveda posledic nepravilno izvedenega prezračevalnega oziroma klimatizacijskega sistema in ob tem krepi poklicno odgovornost
se zaveda prednosti in slabosti daljinskega prezračevanja in klimatizacije

ogled: obvezen ogled sejma energetike
vaja: v računalniški učilnici rešujejo naloge s pomočjo računalniškega paketa h-x diagram
ogled: prezračevanja na šoli in večje klimatizacijske naprave v domačem kraju
vaja: primer preračuna za šolske prostore

OGREVALNI SISTEMI

vrste ogrevalnih sistemov
elementi ogrevalnih sistemov
izračun elementov za centralno ogrevanje
daljinsko ogrevanje

Dijak:

razlikuje vrste ogrevalnih sistemov
spozna in razume delovanje sestavnih delov ogrevalnih sistemov in jih zna izračunati ter izbrati
zna izračunati porabo goriva in investicije v ogrevalnem sistemu
spozna vrste regulacije in varnostnih elementov ogrevalnega sistema
izdela preračun centralnega ogrevanja za družinsko hišo ter ga vriše v njen tloris
spozna sisteme daljinskega ogrevanja
spozna način obračunavanja porabljene toplote
spozna delovanje večje kotlovnice

Dijak:

pozna osnovne parametre udobja človeka
se zaveda pomembnosti ogrevanja v vsakdanjem življenju
krepi poklicno odgovornost za pravilno izbiro elementov ogrevalnega sistema
se zaveda škodljivosti emisij dimnih plinov
krepi osebno odgovornost do racionalne rabe toplote

ogled: obvezen ogled sejma energetika
prikaz: različnih elementov ogrevalnih elementov, kot učnih pripomočkov ali na plakatih
ogled: šolskega ogrevalnega sistema s kotlovnico
vaja: izbira črpalk s pomočjo računalniškega programa
IMP- izbor črpalk
vaja: izračun centralnega ogrevanja enodružinske hiše kot zaključeni projekt

KOMUNALNI SISTEMI

odpadki
vodovod
kanalizacija
plinifikacija

Dijak:

razlikuje vrste in lastnosti odpadkov
spozna fizikalne, kemijske, biološke značilnosti odpadkov
se seznani s sanitarno-zdravstvenimi problemi odpadkov in z zakonskimi zahtevami pri ravnanju z odpadki
spozna tehnologije za ravnanje z odpadki
zna poiskati odpadke v strojništvu in predvidi njihovo reševanje
oceni stanje v domačem okolju, v RS in v svetu
spozna problematiko nevarnih odpadkov
se nauči varovati okolje
spozna osnovo vodovodnih sistemov in potrebe po pitni vodi
spozna predpise o kakovosti pitne vode
spozna vrste onesnaževanja vodnih virov
spozna in razume postopke in načine priprave in čiščenja vode
obvlada osnove vodovodnih omrežij in njihovo konstruiranje
spozna pomen kanalizacijskih sistemov
se seznani s sanitarno-zdravstvenimi problemi pri kanalizacijskih sistemih
definira specifične lastnosti zemeljskega plina glede na ostala fosilna goriva
opiše stanje oskrbe s plinom v RS

Dijak:

se zaveda družbenega pomena zmanjševanja odpadkov
razvija strokovnost na področju ravnanja z odpadki
krepi osebno in poklicno odgovornost do čiste narave
krepi ekološko zavest in ozavešča okolico
se zaveda posledic onesnaževanja vodnih virov
glede na lokacijo vodnega vira zna predvideti možne načine onesnaževanja vodnih virov
krepi osebno in poklicno odgovornost do vodnih virov
se zaveda pomena zakonskih predpisov pri odpadnih vodah in pomena čistega okolja
razvija poklicno odgovornost do odpadnih voda iz industrije

ogled: videokaset z vsebinami: zbiranje, ločevanje in predelava odpadkov, problematika radioaktivnih odpadkov
ogled: komunalnega odlagališča
ogled: vodnega zajetja
ogled: postavitve kanalizacijskega omrežja
ogled: čistilne naprave za komunalne in industrijske odpadne vode
predstavitev: lokalni distributer predstavi oskrbo s plinom v domačem kraju

5. SEZNAM LITERATURE IN DRUGIH VIROV

Bojan Kraut: Strojniški priročnik, TZS, Ljubljana, 1999
Zoran Rant: Termodinamika – knjiga za uk in prakso, UL, Fakulteta za strojništvo, 1963
Horst Herr: Nauk o toploti, TZS, Ljubljana, 1997
Božidar Jordan: Termodinamika, Dopisna delavska univerza, Ljubljana, 1974
Reknagel, Šprenger, Herman: Grejanje in klimatizacija 87, Građevinska knjiga, Beograd, 1987
Matija Tuma: Energetski stroji in naprave, UL, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, 1989
Matija Tuma: Energetski sistemi, UL, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, 1989
Miran Oprešnik, Mirko Opara: Termodinamične tabele in diagrami, UL – FS, Ljubljana, 1992
Sašo Medved: Solarni inženiring, UL; Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, 1993
Tomaž Japelj: Strojne inštalacije, TZS, Ljubljana, 1990
Tomaž Japelj: Strojne inštalacije - vaje, TZS, Ljubljana, 1994
Marija Šibanc: Postavitev lab. za energetiko, diplomska naloga visokošolskega študija na FS, Ljubljana, 1997
Srečo Zakrajšek: Odpadki, Zavod RS za šolstvo in šport, Ljubljana, 1995
Drago Vuk: Ravnanje z odpadki, Moderna organizacija, Kranj, 1997
Jozef W. Wohinz, Michael Moor: Energetski menagment v podjetju, IJS, Ljubljana, 1999

Priporočena programska oprema:

Sašo Medved s sodelavci: Energija, ekologija, multimedija, UL, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, 1995
h,x – diagram, verzija 2.0, Menerga, Maribor, 1997
Termo-enciklopedija, Termo, Škofja Loka, 1999
Izbor črpalk, IMP-črpalke, Ljubljana, 1997
ustrezna didaktična programska oprema iz področja energetskih sistemov

Video-kasete:

Zrak in plini iz ozračja; Tlak v tekočinah; Termoelektrarne; Elektrika – hidrocentrale; Odžvepljevanje in razplinjevanje; Alternativni energetski viri; Solarne celice – elektrika iz sončne svetlobe; Štiritaktni Ottov bencinski motor; Katalizator v avtomobilu; Od surove nafte do bencina; Recikliranje in prihranki energije; Varčevanje energije v gospodinjstvu; Kaj je radioaktivnost?; Jedrska elektrarna in okolje; Učinek tople grede

6. OBVEZNE OBLIKE PREVERJANJA IN OCENJEVANJA ZNANJA

Preverjanje in ocenjevanje znanja je ustno. V šolskem letu mora biti dijak najmanj dvakrat ocenjen iz programov, projektov ali poročil z vaj.

7. POVEZANOST Z DRUGIMI PREDMETI

Pri izbirnem predmetu energetski sistemi dijaki poglobijo že pri fiziki in predvsem energetiki pridobljeno znanje s področja termodinamike ter mu dodajo praktično vrednost Uspešnost obvladovanja predmeta zahteva tudi osnovno znanje matematike ter uporabo le tega pri reševanju termodinamičnih problemov. Energetski sistemi, kot aplikativen predmet, zajema vsebine iz krmilne tehnike (regulacija procesov), energetike (procesi), snovanje in konstruiranje (izvedba strojev in naprav) in kemije z gradivi (snovi v procesih).

Znanja	Povezava s predmetom
	Predmet	Znanja
ENERGETSKO GOSPODARSTVO Energetski sistemi, daljinski sistemi Energetsko knjigovodstvo	Organizacija in vrednotenje	Osnovne zakonitosti organizacije in vrednotenja rezultatov.
POGONSKI STROJI IN AGREGATI Krožni procesi v MNZ in kompresorjih Delovanje batnih strojev	Energetika Mehanika Snovanje in konstruiranje Matematika	Osnovne termodinamične zakonitosti procesov v pogonskih strojih in agregatih. Osnovni principi delovanja ročičnega mehanizma in ostalih mehanskih sklopov. Preračun krožnih procesov v MNZ in kompresorjih.
ELEKTRARNE Termoelektrarne (fosilne in jederske) Radioaktivni odpadki	Energetika Okoljska vzgoja Kemija z gradivi	Osnovne zakonitosti delovanja parnih in plinskih delovnih procesov. Nevarnosti radioaktivnih odpadkov in ravnanje z njimi.
HLADILNI SISTEMI Hladilni krožni procesi Hladiva	Energetika Okoljska vzgoja Kemija z gradivi Matematika	Osnovni potek hladilnega procesa. Vrste hladil in njihove lastnosti. Preračun hladilnega procesa.
PREZRAČEVALNI IN KLIMATIZACIJSKI SISTEMI Diagram h-x za vlažen zrak Regulacija	Energetika Krmilna tehnika Matematika	Osnovni procesi v h-x diagramu za vlažen zrak. Delovanje regulacijskih naprav. Preračun procesov z vlažnim zrakom.
OGREVALNI SISTEMI Prenos toplote Zgorevanje Regulacija	Energetika Krmilna tehnika Kemija z gradivi Matematika	Prenos toplote, prenosniki toplote, zgorevanje in goriva. Delovanje regulacijskih naprav. Kemične reakcije pri zgorevanju. Preračun programa centralnega ogrevanja.
KOMUNALNI SISTEMI Odpadki Vodovod Kanalizacija	Okoljska vzgoja Praktični pouk Kemija z gradivi Biologija	Vrste in lastnosti odpadkov. Odpadki v strojništvu. Osnovne kemične in biološke značilnosti odpadkov ter vodovodnega in kanalizacijskega omrežja.