Los calentadores PTC vienen con muchas promesas de ser más eficientes, más seguros y más efectivos. Por estas razones, muchos fabricantes de calentadores de ambiente están cambiando a elementos PTC.
A pesar de su creciente popularidad, la mayoría de los consumidores no saben qué es un elemento calefactor PTC. Más importante aún, la mayoría no entiende qué hace que estos calentadores sean más eficientes y seguros que otras opciones.
Un elemento calefactor de coeficiente de temperatura positivo (PTC) utiliza material conductor con un alto coeficiente de temperatura positivo para convertir la electricidad en calor. A diferencia de los calentadores tradicionales, estos elementos exhiben un fuerte control de temperatura autolimitado ya que la resistencia eléctrica dentro del elemento aumenta a medida que aumenta la temperatura.
Esta característica simple le da a los calentadores PTC una gran ventaja sobre los elementos calefactores de bobina y alambre. Veremos por qué sucede esto, los diferentes tipos de calentadores PTC disponibles y sus muchos beneficios, a continuación.
Calentadores PTC vs. Calentadores tradicionales
Al igual que los calentadores de ambiente eléctricos tradicionales, los calentadores de ambiente PTC convierten la electricidad en calor. Ambos tipos usan ventiladores o convección para mover este calor al ambiente y vienen con múltiples configuraciones de calor y modo.
La diferencia entre estos tipos está en cómo se comportan a medida que aumenta la temperatura de su superficie. Para comprender estas diferencias, debemos analizar en profundidad cómo funcionan estos dos productos.
¿Cómo funciona un elemento calefactor tradicional?
La mayoría de los calefactores tradicionales utilizan bobinas o cables conductores para convertir las corrientes eléctricas en energía térmica. El alambre de nicromo es el tipo más común de elemento de alambre que se usa en la actualidad.
nicromo, como otros cables conductores, tiene un coeficiente de temperatura positivo. Pero a diferencia de los elementos PTC, la corriente no se reduce lo suficiente a altas temperaturas para evitar que el cable se caliente peligrosamente.
Para evitar el sobrecalentamiento y la posibilidad de provocar un incendio, estos tipos de calentadores vienen con interruptores eléctricos de seguridad. Los sensores dentro de la unidad rastrean la temperatura interna y cortan la energía al elemento calefactor si se calienta demasiado.
Mientras estos sensores y los interruptores asociados funcionen correctamente, este sistema es muy seguro. Sin embargo, si un sensor o interruptor funcionara mal, nada impediría que la unidad se sobrecalentara.
Nota: incluso cuando estos tipos de calentadores funcionan correctamente, la temperatura en la superficie del elemento puede acercarse a los 1000 grados Fahrenheit.
Los calentadores eléctricos tradicionales se calientan lentamente y requieren más y más energía para aumentar la temperatura del elemento a medida que pasa el tiempo. Cuando los sensores eléctricos detectan que se alcanza la temperatura máxima o la temperatura establecida, la corriente se corta o restringe y el elemento comienza a enfriarse. Cuando la temperatura cae por debajo del umbral, el elemento comenzará a recalentarse nuevamente.
Por esta razón, los calentadores tradicionales son mucho menos efectivos que los calentadores PTC.
¿Cómo funciona un elemento calefactor PTC?
Los elementos calefactores PTC también convierten la corriente eléctrica en energía térmica. Pero poseen un coeficiente de temperatura positivo que es lo suficientemente fuerte como para ser autolimitante. Esto significa que, a medida que el elemento se calienta, se vuelve menos receptivo a la corriente, lo que provoca que la temperatura disminuya.
Los elementos calefactores PTC pueden estar hechos de una variedad de materiales. Para muchas aplicaciones, consisten en tintas conductoras impresas en tela flexible. Los elementos PTC en los calentadores de espacio generalmente consisten en discos cerámicos con alto contenido de titanato de bario.
Estos discos se pueden fabricar para maximizar a diferentes temperaturas según las necesidades. Para calentadores de uso doméstico, la cerámica generalmente se fabrica para alcanzar una temperatura máxima de alrededor de 500 grados.
Debido a que los elementos calefactores PTC son autolimitantes, no requieren sensores ni interruptores adicionales. En cambio, el propio elemento calefactor actúa para limitar la salida de calor. A medida que aumenta la temperatura del elemento, la corriente que se mueve a través del elemento disminuye a un ritmo proporcional.
En otras palabras, los calentadores PTC permiten que la corriente fluya cuando las temperaturas de la superficie y del ambiente son bajas, y restringen el flujo de corriente cuando las temperaturas de la superficie y del ambiente son altas.
Una vez que se ha alcanzado la temperatura máxima, un elemento PTC mantendrá esa temperatura constante utilizando un mínimo de electricidad hasta que cambie la temperatura ambiente.
Nota: Si el elemento falla o se daña de alguna manera, dejará de mover corriente por completo. Esto significa que incluso un elemento calefactor PTC que funcione mal no puede sobrecalentarse.
Durante el funcionamiento normal, un calentador PTC consumirá toda su potencia en el momento en que se encienda. A medida que aumenta la temperatura del elemento, el consumo de energía disminuirá hasta que alcance un estado estable bajo cuando el elemento alcance la temperatura máxima. Esto da como resultado una gran cantidad de uso de energía inicialmente, pero un bajo uso general de energía.
Esto no solo significa que los calentadores PTC son más eficientes energéticamente, sino que también producen calor más rápido que los elementos calefactores eléctricos tradicionales.
Tipos de calentadores PTC
Los elementos calefactores PTC vienen en una gran variedad de tipos. Debido a que funcionan en circuito abierto, no requieren control externo y se pueden aplicar a telas flexibles, existen infinitas posibilidades para su uso.
Los calefactores de los asientos y del volante de su automóvil están hechos de tinta conductora PTC. Como ese elegante forro térmico de tu chaqueta acolchada. Los elementos calefactores PTC también se utilizan ampliamente en la industria médica para mantener a los pacientes cómodos durante la cirugía y la recuperación.
En términos de calentadores de espacio, los elementos calefactores PTC vienen en dos tipos principales: aleta de aluminio y panal.
Calentadores de aletas de aluminio
Los calefactores con aletas de aluminio combinan un bloque de cerámica PTC con aletas de aluminio conductor para ayudar a distribuir el calor por toda la habitación.
La corriente pasa a través de la cerámica, lo que hace que se caliente. Luego, el calor se transfiere a las aletas de aluminio altamente conductoras. Estas aletas pueden transferir calor al aire a través de la convección o pueden usarse con un ventilador interno para empujar el aire sobre ellas y hacia la habitación.
Como todos los elementos calefactores PTC, estos tipos son autolimitantes y no requieren sensores eléctricos para evitar el sobrecalentamiento. Se pueden fabricar para tener múltiples temperaturas máximas para usar con temperaturas objetivo y configuraciones de calor múltiple. Alternativamente, se puede escribir un solo punto de temperatura máxima en el bloque de cerámica, mientras que las múltiples velocidades del ventilador permiten diferentes salidas de calor.
Calentadores de panal
Los elementos calefactores de nido de abeja están hechos de discos de cerámica PTC con cientos de pequeños orificios perforados a través de ellos. Estos orificios permiten que el aire pase directamente a través de los elementos calefactores. Cuando se combinan con un ventilador interno, estas unidades son muy efectivas para mover el aire caliente del calefactor a la habitación.
Estos calentadores PTC también son autolimitantes y muy seguros. Al igual que con los calentadores de aletas de aluminio, se pueden fabricar para tener múltiples temperaturas máximas para permitir múltiples configuraciones de calor y configuraciones de temperatura objetivo. O simplemente pueden trabajar con múltiples configuraciones de ventilador para mover el calor a la habitación a diferentes velocidades.
Beneficios de los elementos calefactores PTC
La naturaleza autolimitante de los calentadores PTC les brinda muchos beneficios más allá de lo que ya mencionamos anteriormente. Estos beneficios van desde que son mucho más seguros para operar hasta que su fabricación tiene un menor impacto ambiental.
Algunos de los beneficios más importantes de los calentadores PTC incluyen:
- Operación más segura: los calentadores PTC funcionan a la mitad de la temperatura máxima que las unidades tradicionales.
- No se sobrecalentará: la física autolimitante de estos discos cerámicos significa que no dependen de sensores o interruptores externos para evitar el sobrecalentamiento.
- Menor consumo de energía: a medida que el elemento se calienta, se usa menos energía, lo que hace que estas unidades sean mucho más eficientes energéticamente.
- Fallo al frío: si un elemento PTC se rompe o daña, la corriente eléctrica dejará de fluir y el elemento se enfriará.
- Calentamiento equilibrado: la corriente fluye a través de todo el elemento a la misma velocidad, lo que evita puntos calientes peligrosos y un calentamiento desigual ineficiente.
- Duran más: debido a que el elemento se mantiene más frío, los componentes del calentador están menos estresados y duran más que los de los calentadores tradicionales.
- Calentar rápidamente: el consumo de energía total se usa por adelantado para calentar el elemento de manera rápida y efectiva para obtener más calor mucho más rápido.
- Menor impacto ambiental: los elementos PTC se crean sin lavados con ácido u otros procesos nocivos para el medio ambiente necesarios para crear elementos de alambre y bobina.
Con tantos beneficios sobre los elementos calefactores eléctricos tradicionales, no es de extrañar que cada vez más fabricantes utilicen elementos PTC en sus calentadores de espacio. Estos productos, como el calefactor Grelife de 24 pulgadas, son mucho más seguros para usar en el hogar. Además, calientan de manera más efectiva y usan menos energía que sus contrapartes convencionales.