Besser kochen mit Induktion? 16. Jahrestagung der DGTB „Technische Bildung und MINT“ Carl von Ossietzky Universität Oldenburg Besser kochen mit Induktion? Schnelles Kochen, geringer Energieverbrauch ...
Statistik des Induktionsherd Markteinführung Mitte der 90 er Jahre Verbreitung in deutschen Haushalten 2011 bei 18% (© Statista 2014)
Induktionsherd ein technischer Flop? Transrapid Minidisk Cargolifter Energiesparlampe Super E10
Gasherd Verbrennungswärme Wärmeströmung Wärmeleitung schnelle Reaktionszeit keine Temperaturregelung
Elektroherd Widerstandserwärmung Wärmeleitung langsame Reaktionszeit große Restwärme
Ceranfeld Strahlungswärme Widerstandserwärmung Wärmestrahlung Wärmeleitung mittlere Reaktionszeit Restwärme
Ceranfeld Ceranherd Glaskeramik Mitte 80er-Jahre Schott Glaswerke heute Schott AG Δtmax = 750 K ν = 700° C geringe Wärmeleitfähigkeit glatte, porenfreie Oberfläche
Ceranfeld (Halogen) Strahlungswärme Widerstandserwärmung Wärmestrahlung Wärmeleitung schnelle Reaktionszeit Restwärme
Auch ein Ceranherd Induktionsherd Induktive Erwärmung Wärmeleitung schnelle Reaktionszeit keine Restwärme gute Regeleigenschaften
Technische Umsetzung
Technische Umsetzung
Technische Umsetzung Demonstrationsvideo http://youtu.be/xLElrFZsAm0 Fledermausdetektor macht die Schwingung hörbar Leiterschleife und Lampe zeigen das Feld an
Technische Umsetzung Demonstrationsvideo http://youtu.be/abAvg76e9VU Spule (20 Windungen) und LED zeigen Feld an Feldabschaltung bei fehlenden Topf
Physikalisches Wirkprinzip Wirbelströme im schlecht leitenden Metall erzeugen Widerstandswärme ca. 70 % der Gesamtwärme Erwärmung durch schnelle Ummagnetisierung ca 30 % ferromagnetischer Topfboden bündelt das Magnetfeld und verringert die Abstrahlung im Raum
Wirkprinzipien Herde Wärmebereitstellung Wärmeübertragung Widerstandserwärmung Wärmestrahlung Induktive Erwärmung Wärmeströmung Strahlungswärme Wärmeleitung Verbrennungswärme
Der Induktionsherd ein fächerverbindendes Projekt Wirtschaft Wirtschaftlichkeit Technik Funktionsweise Bewertung Hauswirtschaft Nutzungseigenschaften Physik Grundlagen Wärmelehre Energieumsatz
Wirtsachaftlichkeit Verringerung der Wärmeverluste Nutzung der Restwärme Richtige Topfgröße Ceran /Induktion Energieersparnis ca. 5 € pro Person pro Jahr (Stiftung Warentest) Wärmeaufwand = Nutzwärme + Wärmeverluste
Wirtschaftlichkeit Q = m · c · ΔT Q = P · t P · t = Gargut· ΔT Bewertender Vergleich der Herdarten Anschaffungspreise, Preisdifferenz Energiekostenersparnis CO2 Bilanz Q = m · c · ΔT spez. Wärme- Wärme = Masse kapazität Temperaturänderung Q = P · t zugeführte Wärme = Leistung · Zeit P · t = Gargut· ΔT
Elektroenergieverbrauch Abhängig vom Gargut Masse des Garguts Endtemperatur des Gargutes Wirkungsgrad des Herdes P · t = Gargut· ΔT (Eta)η = Nutzwärme Wärmeaufwand Wärmeaufwand = Nutzwärme + Wärmeverluste
Hauswirtschaftliche Nutzungseigenschaften Schneller – sicherer – sauber Abschaltautomatik Ankochautomatik Automatikprogramme Booster, Powerstufe Individuelle Programmierung Kindersicherung Koch- und Bratsensor Stop and go (Pausentaste) Topferkennung
Vorteile des Induktionsherdes Etwas geringerer Elektroenergieverbrauch Sehr schnelle Reaktionszeiten Sehr gute Temperaturkonstanthaltung Kalte Oberfläche (Ceranfeld) kein Einbrennen Automatikprogramme Nachteile Höhere Anschaffungskosten
Nachteile des Induktionsherdes höhere Anschaffungskosten Geräuschbildung Elektrosmok ferromagnetisches Kochgeschirr ungewohnte Bedienung
Neue Werbebotschaft Punktgenaues elektrisches Kochen wie mit Gas und Smartphon Reaktionszeit Intelligente Steuerung
Experimente
Noch mehr Beispiele für MINT? www.dgtb.de/technikunterricht/unterrichtsmaterialien www.dgtb.de/technikunterricht/lehrerfortbildung Licht und Farben Akustik/ Musikinstrumentenbau Solartechnik und Solarmobil Zeit/ Kurzzeitmesser und Uhren Kommunikationstechnik usw. Volker Torgau, torgau@dgtb.de