Hur mycket el förbrukar en elpanna: hur man beräknar innan köp

Användningen av elektricitet som energikälla för uppvärmning av ett hus på landet är attraktivt av många skäl: lättillgänglighet, utbredning och miljövänlighet.Samtidigt är det största hindret för användningen av elpannor fortfarande ganska höga tariffer.

Har du också funderat på möjligheten att installera en elpanna? Låt oss tillsammans ta reda på hur mycket el en elpanna förbrukar. För vilket vi kommer att använda beräkningsreglerna och formlerna som diskuteras i vår artikel.

Beräkningar hjälper dig att i detalj förstå hur många kW el du måste betala varje månad om du använder en elpanna för att värma ett hus eller lägenhet. De erhållna siffrorna gör att du kan fatta ett slutgiltigt beslut om köp/inte köp av pannan.

Metoder för att beräkna effekten av en elpanna

Det finns två huvudmetoder för att beräkna den erforderliga effekten hos en elpanna. Den första baseras på det uppvärmda området, den andra på beräkningen av värmeförlusten genom byggnadsskalet.

Beräkningen enligt det första alternativet är mycket grov, baserat på en enda indikator - specifik effekt. Specifik kraft ges i referensböcker och beror på regionen.

Beräkningen för det andra alternativet är mer komplicerad, men tar hänsyn till många individuella indikatorer för en viss byggnad. En fullständig termisk beräkning av en byggnad är en ganska komplex och mödosam uppgift. Därefter kommer en förenklad beräkning att övervägas, som ändå har den nödvändiga noggrannheten.

Oavsett beräkningsmetod påverkar kvantiteten och kvaliteten på de insamlade initiala uppgifterna direkt den korrekta bedömningen av den erforderliga effekten hos elpannan.

Med reducerad effekt kommer utrustningen ständigt att arbeta med maximal belastning, utan att ge den nödvändiga boendekomforten. Med överskattad effekt blir det en orimligt stor förbrukning av el och en hög kostnad för uppvärmningsutrustning.

Till skillnad från andra typer av bränsle är el ett miljövänligt, ganska rent och enkelt alternativ, men är kopplat till närvaron av ett oavbrutet elnät i regionen

Proceduren för att beräkna effekten av en elpanna

Därefter kommer vi att överväga i detalj hur man beräknar den erforderliga panneffekten så att utrustningen fullt ut uppfyller sin uppgift att värma huset.

Steg #1 - insamling av initiala data för beräkning

För att utföra beräkningar behöver du följande information om byggnaden:

• S – område av det uppvärmda rummet.
• W_slå – specifik kraft.

Den specifika effektindikatorn visar hur mycket värmeenergi som behövs per 1 m² Klockan 1

Beroende på lokala naturförhållanden kan följande värden tas:

• för den centrala delen av Ryssland: 120 – 150 W/m²;
• för sydliga regioner: 70-90 W/m²;
• för nordliga regioner: 150-200 W/m².

W_slå - ett teoretiskt värde, som främst används för mycket grova beräkningar, eftersom det inte speglar byggnadens verkliga värmeförlust. Tar inte hänsyn till glasytan, antalet dörrar, ytterväggarnas material eller takhöjden.

Noggranna termiska beräkningar görs med hjälp av specialiserade program, med hänsyn till många faktorer. För våra ändamål behövs inte en sådan beräkning, det är fullt möjligt att klara sig med att beräkna värmeförlusten för externa omslutande konstruktioner.

Kvantiteter som behöver användas i beräkningarna:

R – värmeöverföringsmotstånd eller termisk motståndskoefficient. Detta är förhållandet mellan temperaturskillnaden vid kanterna av den omslutande strukturen och värmeflödet som passerar genom denna struktur. Har dimension m²×⁰С/W.

Det är faktiskt enkelt – R uttrycker förmågan hos ett material att behålla värme.

F – ett värde som anger mängden värmeflöde som passerar genom 1 m² ytor med en temperaturskillnad på 1⁰C i 1 timme. Det vill säga den visar hur mycket värmeenergi 1 m förlorar² byggnadsskal per timme med en temperaturskillnad på 1 grad. Har en dimension W/m²×h.

För de beräkningar som ges här är det ingen skillnad mellan kelvin och grader Celsius, eftersom det inte är den absoluta temperaturen som spelar roll, bara skillnaden.

F_allmänt – mängden värmeflöde som passerar genom området S av den omslutande strukturen per timme. Har dimensionen W/h.

P – värmepannas effekt.Den beräknas som den erforderliga maximala effekten för värmeutrustningen vid den maximala skillnaden i temperatur för den yttre och inre luften. Med andra ord tillräcklig pannkraft för att värma upp byggnaden under den kallaste årstiden. Har dimensionen W/h.

Effektivitet – Effektivitetsfaktor för en värmepanna, en dimensionslös kvantitet som visar förhållandet mellan mottagen energi och förbrukad energi. I utrustningsdokumentation anges det vanligtvis som en procentsats på 100, till exempel 99%. I beräkningar används ett värde från 1, d.v.s. 0,99.

∆T – visar temperaturskillnaden på två sidor av den omslutande strukturen. För att göra det tydligare hur skillnaden beräknas korrekt, titta på exemplet. Om ute: -30 °C, och inuti +22 ° C, sedan ∆T = 22 - (-30) = 52 °C

Eller samma sak, men i Kelvin: ∆T = 293 – 243 = 52K

Det vill säga att skillnaden alltid kommer att vara densamma för grader och kelvin, så referensdata i kelvin kan användas för beräkningar utan korrigeringar.

d – tjockleken på den omslutande strukturen i meter.

k – värmeledningskoefficient för byggnadsskalets material, som är hämtat från referensböcker eller SNiP II-3-79 "Building Heat Engineering" (SNiP - byggregler och föreskrifter). Har måtten W/m×K eller W/m×⁰С.

Följande lista med formler visar förhållandet mellan kvantiteter:

• R=d/k
• R= ∆T / Q
• Q = ∆T/R
• F_allmänt = Q × S
• P = Q_allmänt / effektivitet

För flerskiktsstrukturer beräknas värmeöverföringsmotståndet R för varje struktur separat och summeras sedan.

Ibland kan beräkningen av flerskiktsstrukturer vara för besvärlig, till exempel vid beräkning av värmeförlusten för ett dubbelglasfönster.

Vad måste beaktas vid beräkning av värmeöverföringsmotståndet för fönster:

• glastjocklek;
• antalet glas och luftgap mellan dem;
• typ av gas mellan glasen: inert eller luft;
• närvaro av värmeisolerande beläggning av fönsterglas.

Du kan dock hitta färdiga värden för hela strukturen antingen från tillverkaren eller i referensboken; i slutet av den här artikeln finns en tabell för tvåglasfönster av en vanlig design.

Steg #2 - beräkning av värmeförlust från källargolvet

Separat är det nödvändigt att uppehålla sig vid beräkningen av värmeförlust genom byggnadens golv, eftersom jorden har betydande motstånd mot värmeöverföring.

Vid beräkning av källargolvets värmeförlust är det nödvändigt att ta hänsyn till penetrationen i marken. Om huset ligger på marknivå, antas djupet vara 0.

Enligt den allmänt accepterade metoden är golvytan uppdelad i 4 zoner.

• 1 zon - dra dig tillbaka 2 m från ytterväggen till mitten av golvet längs omkretsen. Vid fördjupning av byggnaden dras den tillbaka från marknivå till golvnivå längs en vertikal vägg. Om väggen är nedgrävd 2 m i marken kommer zon 1 att vara helt på väggen.
• 2 zon – retirerar 2 m längs omkretsen till centrum från gränsen till zon 1.
• 3 zon – retirerar 2 m längs omkretsen till mitten från gränsen till zon 2.
• 4 zon – resterande våning.

Baserat på etablerad praxis har varje zon sin egen R:

• R1 = 2,1 m²×°C/W;
• R2 = 4,3 m²×°C/W;
• R3 = 8,6 m²×°C/W;
• R4 = 14,2 m²×°C/W.

De angivna R-värdena gäller för obelagda golv. Vid isolering ökar varje R med R för isoleringen.

Dessutom, för golv som läggs på reglar, multipliceras R med faktorn 1,18.

Zon 1 är 2 meter bred. Om huset är begravt, måste du ta höjden på väggarna i marken, subtrahera från 2 meter och överföra resten till golvet

Steg #3 - beräkning av takvärmeförlust

Nu kan du börja göra beräkningar.

En formel som kan tjäna till att grovt uppskatta effekten av en elpanna:

W=W_slå × S

Uppgift: beräkna den nödvändiga panneffekten i Moskva, uppvärmd yta 150 m².

När vi gör beräkningar tar vi hänsyn till att Moskva tillhör den centrala regionen, dvs. W_slå kan tas lika med 130 W/m².

W_slå = 130 × 150 = 19500W/h eller 19,5kW/h

Denna siffra är så felaktig att den inte kräver att man tar hänsyn till värmeutrustningens effektivitet.

Låt oss nu bestämma värmeförlusten efter 15m² takyta isolerad med mineralull. Tjockleken på värmeisoleringsskiktet är 150 mm, utomhustemperaturen är -30 ° C, inne i byggnaden +22 ° C på 3 timmar.

Lösning: med hjälp av tabellen hittar vi termisk konduktivitetskoefficient för mineralull, k=0,036 W/m×°C. Tjocklek d måste tas i meter.

Beräkningsproceduren är som följer:

• R = 0,15/0,036 = 4,167 m²×°C/W
• ∆T= 22 — (-30) = 52°С
• Q= 52 / 4,167 = 12,48 W/m²×h
• F_allmänt = 12,48 × 15 = 187 W/h.

Vi beräknade att värmeförlusten genom taket i vårt exempel kommer att vara 187 * 3 = 561 W.

För våra ändamål är det fullt möjligt att förenkla beräkningarna genom att beräkna värmeförlusten för endast externa strukturer: väggar och tak, utan att uppmärksamma interna skiljeväggar och dörrar.

Dessutom kan du klara dig utan att beräkna värmeförluster för ventilation och avlopp. Vi kommer inte att ta hänsyn till infiltration och vindbelastning. Beroende av byggnadens placering på kardinalpunkterna och mängden solstrålning som tas emot.

Av allmänna överväganden kan en slutsats dras. Ju större volym byggnaden är, desto mindre värmeförlust per 1 m². Detta är lätt att förklara, eftersom arean av väggarna ökar kvadratiskt och volymen ökar i en kub. Bollen har minst värmeförlust.

I omslutande konstruktioner beaktas endast slutna luftskikt. Om ditt hus har en ventilerad fasad, anses ett sådant luftskikt inte vara stängt och beaktas inte. Alla lager som kommer före friluftslagret tas inte: fasadplattor eller kassetter.

Slutna luftskikt, till exempel i tvåglasfönster, beaktas.

Husets alla väggar är utvändiga. Vinden är inte uppvärmd, det termiska motståndet hos takmaterial tas inte med i beräkningen

Steg #4 - beräkning av stugans totala värmeförlust

Efter den teoretiska delen kan du påbörja den praktiska delen.

Låt oss till exempel beräkna ett hus:

• dimensioner av ytterväggar: 9x10 m;
• höjd: 3 m;
• fönster med tvåglas 1,5×1,5 m: 4 st;
• ekdörr 2.1×0,9 m, tjocklek 50 mm;
• 28 mm furugolv, ovanpå 30 mm tjockt extruderat skum, lagt på reglar;
• gipsskiva tak 9 mm, ovanpå mineralull 150 mm tjock;
• väggmaterial: murverk av 2 silikattegelstenar, isolering med 50 mm mineralull;
• den kallaste perioden är 30 °C, den uppskattade temperaturen inne i byggnaden är 20 °C.

Vi kommer att göra förberedande beräkningar av de erforderliga områdena. Vid beräkning av zoner på golvet antar vi noll väggdjup. Golvbrädan läggs på reglar.

• fönster – 9 m²;
• dörr – 1,9 m²;
• väggar, minus fönster och dörrar - 103,1 m²;
• tak - 90 m²;
• golvytor: S1 = 60 m², S2 = 18 m², S3 = 10 m²S4 = 2 m²;
• ΔT = 50 °C.

Därefter, med hjälp av referensböcker eller tabeller som ges i slutet av detta kapitel, väljer vi de erforderliga värdena för värmeledningskoefficienten för varje material. Vi rekommenderar att du läser mer om värmeledningskoefficient och dess värden för de mest populära byggmaterialen.

För furuskivor måste värmeledningskoefficienten tas längs fibrerna.

Hela beräkningen är ganska enkel:

Steg 1: Beräkning av värmeförlust genom bärande väggkonstruktioner omfattar tre steg.

Vi beräknar värmeförlustkoefficienten för tegelväggar: R_Cyrus = d/k = 0,51/0,7 = 0,73 m²×°C/W.

Samma sak för väggisolering: R_ut = d/k = 0,05/0,043 = 1,16 m²×°C/W.

Värmeförlust 1 m² ytterväggar: Q = ΔT/(R_Cyrus + R_ut) = 50 / (0,73 + 1,16) = 26,46 m²×°C/W.

Som ett resultat kommer den totala värmeförlusten från väggarna att vara: Q_st = Q×S = 26,46 × 103,1 = 2728 Wh.

Steg 2: Beräkning av värmeenergiförluster genom fönster: Q_fönster = 9 × 50 / 0,32 = 1406 W/h.

Steg 3: Beräkning av värmeenergiläckor genom en ekdörr: Q_dv = 1,9 × 50 / 0,23 = 413 W/h.

Steg #4: Värmeförlust genom övervåningen - tak: Q_svettas = 90 × 50 / (0,06 + 4,17) = 1064 W/h.

Steg #5: Beräknar R_ut för golvet också i flera steg.

Först hittar vi värmeförlustkoefficienten för isoleringen: R_ut= 0,16 + 0,83 = 0,99 m²×°C/W.

Sedan lägger vi till R_ut till varje zon:

• R1 = 3,09 m²×°C/W; R2 = 5,29 m²×°C/W;
• R3 = 9,59 m²×°C/W; R4 = 15,19 m²×°C/W.

Steg #6: Eftersom golvet läggs på stockar multiplicerar vi med faktorn 1,18:

Rl = 3,64 m²×°C/W; R2 = 6,24 m²×°C/W;

R3 = 11,32 m²×°C/W; R4 = 17,92 m²×°C/W.

Steg #7: Låt oss beräkna Q för varje zon:

Q1 = 60 × 50 / 3,64 = 824 W/h;

Q2 = 18 × 50 / 6,24 = 144 W/h;

Q3 = 10 × 50 / 11,32 = 44 W/h;

Q4 = 2 × 50 / 17,92 = 6W/h.

Steg #8: Nu kan du beräkna Q för hela våningen: Q_golv = 824 + 144 + 44 + 6 = 1018 W/h.

Steg #9: Som ett resultat av våra beräkningar kan vi ange mängden total värmeförlust:

F_allmänt = 2728 + 1406 + 413 + 1064 + 1018 = 6629Wh.

I beräkningen ingick inte värmeförluster kopplade till avlopp och ventilation. För att inte komplicera saker omåttligt, låt oss helt enkelt lägga till 5 % till de listade läckorna.

Självklart krävs en reserv, minst 10%.

Således kommer den slutliga siffran för husets värmeförlust som ett exempel att vara:

F_allmänt = 6629 × 1,15 = 7623 W/h.

F_allmänt visar den maximala värmeförlusten för ett hus när temperaturskillnaden mellan ute- och innerluften är 50 °C.

Om vi ​​beräknar enligt den första förenklade versionen med Wsp så:

W_slå = 130 × 90 = 11700 W/h.

Det är tydligt att det andra beräkningsalternativet, även om det är mycket mer komplicerat, ger en mer realistisk siffra för byggnader med isolering. Det första alternativet låter dig få ett generaliserat värde på värmeförlust för byggnader med låg grad av värmeisolering eller utan det alls.

I det första fallet måste pannan helt förnya förlusten av termisk energi som uppstår genom öppningar, tak och väggar utan isolering varje timme.

I det andra fallet är det nödvändigt att värma tills en behaglig temperatur uppnås endast en gång. Då behöver pannan bara återställa värmeförlusten, vars värde är betydligt lägre än det första alternativet.

Tabell 1. Värmeledningsförmåga hos olika byggmaterial.

Tabellen visar värmeledningskoefficienter för vanliga byggmaterial

Tabell 2. Cementfogtjocklek för olika typer av murverk.

Vid beräkning av murverkets tjocklek beaktas en fogtjocklek på 10 mm. På grund av cementfogar är murverkets värmeledningsförmåga något högre än för en separat tegelsten

Tabell 3. Värmeledningsförmåga hos olika typer av mineralullsplattor.

Tabellen visar värdena för värmeledningskoefficienten för olika mineralullsplattor. En styv platta används för att isolera fasader

Tabell 4.Värmeförlust från fönster av olika utföranden.

Beteckningar i tabellen: Ar – fyllning av tvåglasfönster med inertgas, K – ytterglas har värmeskyddande beläggning, glastjocklek 4 mm, resterande siffror anger gapet mellan glasen

7,6 kW/h är den beräknade erforderliga maximala effekten som går åt till att värma upp en välisolerad byggnad. Men elpannor behöver också lite laddning för att driva sig själva för att fungera.

Som du märkt kommer ett dåligt isolerat hus eller lägenhet att kräva stora mängder el för uppvärmning. Dessutom gäller detta för alla typer av pannor. Korrekt isolering av golv, tak och väggar kan minska kostnaderna avsevärt.

Vi har artiklar på vår hemsida om isoleringsmetoder och regler för val av värmeisoleringsmaterial. Vi inbjuder dig att bekanta dig med dem:

• Isolering av ett privat hus från utsidan: populära tekniker + genomgång av material
• Golvisolering med reglar: material för värmeisolering + isoleringsscheman
• Isolering av ett vindstak: detaljerade instruktioner om installation av värmeisolering på vinden i en låg byggnad
• Typer av isolering för väggarna i ett hus från insidan: material för isolering och deras egenskaper
• Isolering för taket i ett privat hus: typer av material som används + hur man väljer rätt
• Gör-det-själv isolering av en balkong: populära alternativ och tekniker för att isolera en balkong från insidan

Steg #5 - beräkning av energikostnader

Om vi ​​förenklar den tekniska essensen av en värmepanna, kan vi kalla det en konventionell omvandlare av elektrisk energi till sin termiska analog. När den utför omvandlingsarbetet förbrukar den också en viss mängd energi. De där. pannan får en hel enhet el, och endast 0,98 av den levereras för uppvärmning.

För att erhålla en korrekt siffra för energiförbrukningen för den elektriska värmepannan som studeras, måste dess effekt (nominell i det första fallet och beräknad i det andra) divideras med effektivitetsvärdet som anges av tillverkaren.

I genomsnitt är effektiviteten hos sådan utrustning 98%. Som ett resultat kommer mängden energiförbrukning att vara till exempel för designalternativet:

7,6 / 0,98 = 7,8 kW/h.

Allt som återstår är att multiplicera värdet med den lokala taxan. Beräkna sedan den totala kostnaden för elvärme och börja leta efter sätt att minska dem.

Köp till exempel en tvåtariffmätare, som gör att du delvis kan betala till lägre "nattpriser". Varför behöver man byta ut den gamla elmätaren mot en ny modell? Proceduren och reglerna för att utföra utbyte i detalj recenserad här.

Ett annat sätt att minska kostnaderna efter byte av mätaren är att inkludera en termisk ackumulator i värmekretsen för att lagra billig energi på natten och använda den under dagen.

Steg #6 - beräkning av säsongsbetonade uppvärmningskostnader

Nu när du behärskar metoden att beräkna framtida värmeförluster kan du enkelt uppskatta uppvärmningskostnaderna under hela uppvärmningsperioden.

Enligt SNiP 23-01-99 "Byggnadsklimatologi" i kolumnerna 13 och 14 finner vi för Moskva periodens varaktighet med en medeltemperatur under 10 °C.

För Moskva varar denna period 231 dagar och har en medeltemperatur på -2,2 °C. För att beräkna Q_allmänt för ΔT=22,2 °C är det inte nödvändigt att utföra hela beräkningen igen.

Det räcker med att mata ut Q_allmänt med 1 °C:

F_allmänt = 7623 / 50 = 152,46 W/h

Följaktligen, för ΔT= 22,2 °C:

F_allmänt = 152,46 × 22,2 = 3385Wh

För att hitta den förbrukade elen, multiplicera med uppvärmningsperioden:

Q = 3385 × 231 × 24 × 1,05 = 18766440W = 18766kW

Ovanstående beräkning är också intressant eftersom den gör det möjligt för oss att analysera hela husets struktur ur isoleringens effektivitet.

Vi övervägde en förenklad version av beräkningarna. Vi rekommenderar också att du läser hela termisk teknisk beräkning av byggnaden.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Så undviker du värmeförlust genom fundamentet:

Så här beräknar du värmeförlust online:

Användningen av elpannor som huvuduppvärmningsutrustning är mycket begränsad av kapaciteten hos elektriska nätverk och kostnaden för el.

Men som ett tillägg till t.ex fastbränslepanna, kan vara mycket effektiva och användbara. De kan avsevärt minska tiden det tar att värma upp värmesystemet eller användas som huvudpanna vid inte särskilt låga temperaturer.

Använder du en elpanna för uppvärmning? Berätta för oss vilken metod du använde för att beräkna den effekt som krävs för ditt hem. Eller kanske du bara vill köpa en elpanna och har frågor? Fråga dem i kommentarerna till artikeln - vi kommer att försöka hjälpa dig.