Calentamiento por convección del elemento PTC
Publicado por Adelle Webber con
El calentamiento por convección del PTC mejora la eficiencia
Los nuevos elementos calefactores de cerámica PTC mejoran la eficiencia de los típicos elementos calefactores resistivos utilizados en aplicaciones en las que los calefactores de convección natural son preferibles a los calefactores convencionales de aire forzado.
The PTC, Positive Temperature Coefficient, heating element is built into extruded aluminum profiles combining high heat
Transferencia eficiente de energía
En cualquier aplicación de calefacción, alguna forma de energía, eléctrica, gas, petróleo o incluso hidroeléctrica se convierte en calor. La energía de uno se convierte en energía calorífica que a su vez eleva la temperatura del aire o del objeto físico adyacente para poner ambos en equilibrio.
Un sistema de calefacción por convección PTC convierte la energía eléctrica a través del elemento resistivo en calor que se transfiere muy eficazmente a la carcasa de aluminio. La carcasa de aluminio está diseñada para irradiar el calor por convección natural al aire adyacente. El aire calentado se eleva naturalmente y se dirige al área a calentar. El aire calentado transfiere entonces el calor a las superficies más frías hasta que las superficies, incluyendo la piel humana, alcanzan el equilibrio con el aire.
Debido al tamaño compacto de estos elementos calefactores y a la densidad de potencia, la transferencia de energía es más eficiente que muchos otros tipos de elementos calefactores. Los elementos PTC consumen más energía inicialmente debido a una menor resistencia y calientan más rápido, pero la potencia es menor a medida que el elemento alcanza el equilibrio con la superficie adyacente.
Control de la temperatura
Los elementos del PTC se valoran por la relación entre la temperatura y la resistencia del circuito. A medida que la temperatura aumenta, la resistencia del circuito aumenta. Esta relación se describe como un Coeficiente de Temperatura Positivo.
Más importante aún, no hay riesgo de sobrecalentamiento debido a las características de los calentadores PTC de coeficiente de temperatura positivo.
Aplicaciones para el calentamiento por convección del PTC
Gabinetes y armarios eléctricos
Prevención de la condensación es importante en los armarios y recintos expuesto al clima y a los elementos. La naturaleza única de un calentador de aire PTC es ideal para estas aplicaciones. El elemento ajusta la calefacción en función de la temperatura ambiente evitando que se forme condensación con el cambio de temperatura. Los hidrostatos se incluyen a menudo en el circuito para detectar las condiciones de humedad.
Compartimentos de vehículos
Motores de vehículos diesel son más lentos de calentar que los motores de gasolina. Los vehículos más nuevos de todos los tipos están comenzando a utilizar la convección PTC y el calentamiento por ventilador para calentar rápidamente los compartimentos de pasajeros hasta que se pueda utilizar el calor del motor. El 2020 Super Duty F-350 con motor diesel es un ejemplo de cómo la calefacción PTC se está utilizando para la comodidad de los pasajeros en climas más fríos.
Los vehículos eléctricos carecen del calor del motor para los calentadores del compartimento de pasajeros y están recurriendo a elementos calefactores de resistencia eléctrica y PTC para llenar el vacío. El Ford Escape has been using PTC as a supplemental
Aparatos de alimentos y bebidas
Los aparatos comerciales utilizados para las industrias de alimentos y bebidas requieren temperaturas mínimas en una amplia gama de aplicaciones. Muchos pueden utilizar la calefacción PTC por convección para asegurar una temperatura de consigna precisa, conservar el espacio y mantener la seguridad tanto eléctrica como de las temperaturas de la superficie.
Beneficios de los elementos calefactores de convección PTC
Autorregulación y seguridad
Los elementos calefactores del PTC son la temperatura y la corriente auto-regulados. Cada elemento cerámico del PTC se fabrica a una temperatura específica. Una vez que el dispositivo alcanza esa temperatura, la naturaleza inversa del dispositivo aumenta la resistencia en el circuito hasta el infinito, apagando efectivamente el circuito.
La temperatura es relativa a una temperatura ambiente tal que a altas temperaturas ambientales fluye menos corriente en el circuito para alcanzar la temperatura establecida sin controles externos. La naturaleza autorreguladora protege al dispositivo de la sobretemperatura y la corriente.
Tamaño compacto y personalizado para aplicaciones
Los calentadores tradicionales requieren espacio para los elementos calefactores eléctricos resistivos y 
los circuitos de control, lo que los hace a menudo inadecuados para aplicaciones con espacio limitado. Los elementos cerámicos del PTC están incrustados en un extremo de extrusiones de aluminio de tamaño personalizado que requieren mucho menos espacio y a menudo no tienen circuitos de control.
Eficiencia del elemento PTC
La calefacción eléctrica con elementos PTC es más eficiente que los calentadores resistentes tradicionales. El perfil del Coeficiente de Temperatura Positivo controla la resistencia del circuito a un punto específicamente diseñado. Cuanto más caliente esté el elemento, mayor será la resistencia. Cuanto más frío sea el elemento, menor será la resistencia y fluirá más corriente, aumentando el calor.
Estas características son únicas en el sentido de que el cambio de resistencia y temperatura es relativo a la temperatura ambiente. Cuanto más alta sea la temperatura ambiente, mayor será la resistencia en el circuito que impide el flujo de corriente y calienta el elemento más lentamente.
Voltajes flexibles
Los elementos calefactores de cerámica PTC no requieren un voltaje específico para operar eficientemente. Los voltajes de CA o CC funcionan con estos elementos. El voltaje puede ser especificado desde 12 V AC/DC - 240 V AC/DC.
Temperatura de umbral
La temperatura umbral de los elementos calefactores PTC es la temperatura máxima que el elemento alcanzará antes de que la resistencia aumente y apague la corriente eléctrica del dispositivo. Los dispositivos reales no se seleccionan por la temperatura umbral sino por los requisitos de calentamiento del recinto y la potencia requerida. Cada dispositivo se selecciona en función del material y la configuración del material utilizado para transferir el calor a las superficies circundantes.
La cantidad de calor requerida para un tamaño específico de la cabina, recinto o superficie a calentar a una temperatura específica determina la combinación de elemento y dispositivo de PTC que se utiliza para la aplicación. El especialista en calefacción térmica de DBK puede ayudarle a seleccionar el dispositivo y el tamaño adecuados para los requisitos de salida de temperatura.
Alta densidad de potencia
Estos dispositivos tienen una mayor densidad de potencia que los calentadores de alambre resistivo. El pequeño tamaño de los Elementos calefactores de cerámica PTC y la capacidad de ser incrustado directamente en los materiales para una transferencia de calor eficiente resulta en una densidad de potencia concentrada.
¿Cómo se mide un elemento de calefacción de convección natural PTC?
DBK USA tiene expertos esperando para responder a sus preguntas. Los ingenieros de diseño pueden utilizar la calculadora de potencia de mano en nuestro sitio web. No dude en llamar a nuestros especialistas en ingeniería térmica directamente al 1-864-607-9047. Vaya a nuestra página de recursos para más información sobre los calentadores de convección PTC.
Descargar el PDF del blog para el calentamiento por convección del elemento PTC