Guida al riscaldatore del motore della ventola: flusso d'aria, tipi di motore e dimensioni della stanza per gli acquirenti

Un riscaldatore con motore a ventola è un riscaldatore d'ambiente in cui un piccolo motore elettrico aziona una ventola o un ventilatore assiale, forzando l'aria attraverso un elemento riscaldato e fuori nella stanza. Due numeri decidono se la persona che lo utilizza è soddisfatta: la potenza dell'elemento e il flusso d'aria che il motore può fornire a quella potenza. Un elemento da 2000 W abbinato a un ventilatore debole può lasciare fresco l'angolo più lontano di una stanza di 20 m2, mentre un termoventilatore da 1500 W ben abbinato che muove da 60 a 90 m3 di aria all'ora di solito porterà comfort in una camera da letto da 12 a 15 m2 in circa dieci minuti.

La scelta del motore conta tanto quanto i watt. Il motore imposta il livello di rumore, la durata dei cuscinetti, il ciclo di lavoro a cui l'unità può sopravvivere e la quantità di input elettrico che finisce sotto forma di aria in movimento anziché di calore disperso all'interno dell'alloggiamento. Ottenere la giusta combinazione di motore ed elemento fa la differenza tra un riscaldatore che dura due inverni e uno che ne dura dieci.

Questo articolo spiega come funziona un termoventilatore, quali combinazioni di motore ed elemento resistono nell'uso reale, come dimensionare la potenza in base al volume e all'isolamento della stanza, cosa controllare durante l'installazione e cosa dovrebbe scrivere un team di acquisto in una specifica. I parametri di riferimento utilizzati di seguito sono valori tipici della pratica di produzione di piccoli elettrodomestici e della gamma di riscaldatori prodotta da Ningbo Baopeng Electric Appliance, un produttore di elettrodomestici stagionale che costruisce ventilatori e riscaldatori dal 2002 e descrive i controlli di fabbrica, del personale e dei processi sui suoi prodotti. circa la pagina .

Cosa fa l'aria forzata che un pannello radiante non può

I riscaldatori radianti riscaldano le superfici che si trovano nel campo visivo. I termoventilatori riscaldano l'aria e poi la mescolano. Questa differenza si manifesta chiaramente in un soggiorno di 4 x 5 metri, dove la diffusione verticale della temperatura è il numero che determina se le persone si sentono calde. Con un pannello radiante, l'aria vicino al soffitto è generalmente da 4 a 6 gradi C più calda dell'aria a 10 cm sopra il pavimento. Con un termoventilatore che mantiene l'aria in movimento, la differenza di solito si riduce a 2-3 gradi C, motivo per cui lo stesso comfort percepito può essere raggiunto con circa il 10-20% in meno di potenza nominale.

I compromessi sono il rumore e il movimento dell’aria. La maggior parte dei termoventilatori portatili funziona tra 38 e 55 dB(A) a un metro, misurati con l'elemento acceso. Ciò è insignificante in un laboratorio e molto evidente in una camera da letto di notte, quindi un'unità con una vera modalità a bassa velocità e un termostato che commuta l'elemento anziché il motore è solitamente la scelta migliore per le zone notte.

Dove la tecnologia si adatta bene

• Ambienti ad uso intermittente, come uno studio, un garage o una casa per le vacanze, dove il riscaldamento veloce conta più del silenzio.
• Stanze con soffitti alti, perché la miscelazione dell'aria riduce il calore che altrimenti si accumulerebbe vicino al tetto.
• Camere da letto e asili nido quando il modello è specificato inferiore a 40 dB(A) e dispone di un'impostazione di solo ventilatore per il movimento dell'aria estivo.
• Aree di servizio umide o polverose, a condizione che l'aspirazione sia mantenuta libera e che il materiale dell'alloggiamento sia specificato per quell'ambiente.

Dove no

Un termoventilatore da 2 kW è lo strumento sbagliato per un grande capannone non isolato, dove la perdita di calore può superare i 5 kW nelle condizioni di progetto. Inoltre, non è adatto per camere da letto silenziose quando l'unico modello disponibile funziona a 55 dB(A). In entrambi i casi la risposta onesta è una fonte di calore più grande o più silenziosa, non una ventola più potente.

Tipi di motore all'interno dei termoventilatori e quanto ti costa ciascuno

Due famiglie di motori coprono quasi l'intero mercato dei motoventilatori: motori CA a poli schermati e motori CC senza spazzole. Sembrano simili dall'esterno e si comportano in modo molto diverso nel corso della vita utile.

Motori AC a poli schermati

Questa è la scelta classica per i riscaldatori a basso costo. Non è presente elettronica, il motore funziona direttamente con la tensione di rete e il costo è una frazione di una soluzione DC. I punti deboli sono l’efficienza, tipicamente dal 20 al 35%, e una velocità fissata dalla frequenza di alimentazione, quindi il controllo del flusso d’aria è limitato a un secondo rubinetto di avvolgimento o a una posizione aggiuntiva del ventilatore. La durata di servizio in servizio continuo è generalmente compresa tra 1.000 e 3.000 ore. Questo è generoso per un'unità portatile utilizzata due ore al giorno per una stagione, circa 300 ore, e marginale per un'unità di officina che funziona otto ore al giorno.

Motori CC senza spazzole

Un motore CC senza spazzole in un riscaldatore è azionato da una piccola scheda inverter che converte la tensione di rete in una guida CC a bassa tensione. L'efficienza è generalmente superiore al 70%, il controllo della velocità è fluido e continuo e la durata di servizio tipica è molte volte superiore a quella di un'unità a polo ombreggiato. Il premio di costo è reale, così come lo è il profitto. A parità di flusso d'aria, una ventola senza spazzole è in genere da 3 a 7 dB(A) più silenziosa e consuma molta meno energia per spostare lo stesso volume d'aria. Nel corso di un inverno di cinque mesi con otto ore al giorno, questo divario è facile da giustificare.

Come capire quale stai acquistando

• Richiedi le specifiche del motore e il tipo di cuscinetto, non solo la potenza del riscaldatore.
• Controllare se la velocità della ventola è continua o graduale. Due velocità fisse significano quasi sempre un motore a poli schermati.
• Richiedere la durata prevista del cuscinetto in ore alla velocità nominale e la temperatura ambiente presupposta dal valore.
• Richiedi una misurazione del rumore ad un metro con l'elemento acceso, non solo in modalità solo ventilatore. Il calore modifica il flusso d'aria e quindi il rumore.

Elementi riscaldanti: ceramica PTC, filo, grafene e quarzo

L'elemento decide come viene generato il calore e come si comporta il riscaldatore quando il flusso d'aria diminuisce. Quattro famiglie coprono la maggior parte dei motoventilatori presenti sul mercato.

• Ceramica PTC. La resistenza aumenta notevolmente al di sopra del punto di Curie, quindi l'uscita si autolimita invece di scappare quando il flusso d'aria è limitato. L'uscita è stabile, non è presente alcun filo incandescente, il riscaldamento è più lento di un elemento a filo e le prestazioni dipendono fortemente da un percorso del flusso d'aria ben progettato.
• Filo riscaldante, solitamente nichel-cromo. Il riscaldamento più veloce e il costo dell'elemento più basso. Dipende da un interruttore termico e da un ritardo di funzionamento della ventola per motivi di sicurezza, poiché la temperatura superficiale aumenta rapidamente una volta interrotto il flusso d'aria.
• Tubo o pellicola in carbonio e grafene. Questi forniscono una quota maggiore di calore radiante insieme al calore convettivo, si riscaldano rapidamente e spesso risultano più delicati nelle stanze piccole.
• Tubo al quarzo. Prevalentemente radiante, con un ventilatore aggiunto per la distribuzione. Riscalda le persone e le superfici più del volume dell'aria, il che è adatto alle officine aperte.

Un termoventilatore domestico con elemento metallico si colloca tipicamente nella fascia da 1500 a 2000 W con un flusso d'aria da 45 a 90 m3/h, che produce una temperatura dell'aria in uscita di circa 60-90 gradi C superiore all'aria in ingresso a piena potenza. Un'unità PTC nella stessa fascia di potenza di solito si stabilizza su una temperatura di uscita inferiore e un flusso d'aria leggermente superiore, motivo per cui i riscaldatori PTC sembrano stabili anziché violenti.

Come dimensionare un termoventilatore per una stanza reale

Il dimensionamento è un esercizio in tre fasi: quanti watt ha bisogno la stanza nelle condizioni di progettazione, quanti watt può fornire il circuito e quanta aria deve muovere il motore per distribuire quei watt in modo uniforme.

Fase uno: watt per metro quadrato

Per stanze con soffitti da 2,4 a 2,7 m in un clima temperato, una regola di partenza praticabile è 100 W per metro quadrato per edifici moderatamente isolati, circa 70 W per metro quadrato per costruzioni moderne ben isolate e da 130 a 150 W per metro quadrato per edifici più vecchi con vetri singoli e senza isolamento delle cavità. Una camera da letto di 15 m2 in una casa moderatamente isolata si attesta quindi a circa 1500 W, e un soggiorno di 20 m2 a circa 2000 W.

Fase due: limiti del circuito

La spina e il circuito spesso limitano la potenza prima che lo faccia la stanza. Nei mercati a 120 V, un riscaldatore da 1500 W assorbe 12,5 A, che si trova già al limite di carico continuo dell'80% di un circuito derivato da 15 A, quindi la maggior parte dei riscaldatori portatili venduti lì si ferma a 1500 W. Nei mercati da 220 a 240 V, 2000 W assorbe meno di 9 A e i riscaldatori da 2200 W sono comuni sui circuiti da 10 A. Mescolare le due convenzioni all'interno di una linea di prodotti è una frequente fonte di rendimenti, quindi la tensione e il tipo di spina sono in cima a qualsiasi specifica.

Fase tre: flusso d'aria

Il flusso d'aria distingue un buon termoventilatore da uno mediocre. Al di sotto di circa 40 m3/h, il calore si concentra davanti all'unità e il resto della stanza rimane fresco. Un riscaldatore da 2000 W che si muove da 80 a 120 m3/h manterrà una stanza di 20 m2 entro circa 2 gradi C da un capo all'altro. Un flusso d'aria più elevato abbassa anche la temperatura di uscita alla stessa potenza, riducendo la sensazione di aria secca e surriscaldata di cui gli utenti si lamentano.

Le stanze piccole non necessitano di un'unità da 2000 W a pavimento. Per uno spazio da 8 a 12 m2, un termoventilatore meccanico compatto al grafene con un'uscita focalizzata spesso raggiunge il comfort più velocemente e occupa una superficie molto inferiore.

Termoventilatori a parete e fissi: verifiche di installazione

I termoventilatori a parete liberano spazio sul pavimento, che è importante nei corridoi, nelle officine, nelle aree di servizio e nei piccoli bagni. I vincoli tecnici cambiano con la posizione di montaggio e la maggior parte dei guasti sul campo è riconducibile all'installazione piuttosto che al prodotto.

• Spazio libero: lasciare almeno 150 mm di spazio libero all'aspirazione e 300 mm davanti alla griglia. Un'aspirazione bloccata è il motivo più comune per cui un riscaldatore a parete fa scattare l'interruttore.
• Altezza: le unità con mandata verso il basso sono generalmente montate a 1,8 - 2,2 m sopra il livello del pavimento in modo che l'aria calda raggiunga la zona occupata, mentre le unità con mandata orizzontale sono solitamente posizionate a 200 - 400 mm sopra il pavimento.
• Supporto: il cartongesso necessita di fissaggi adeguati. Un riscaldatore da 3 kg appeso a un'ancora leggera è una richiesta di garanzia in attesa di verificarsi.
• Posizionamento del controllo: un termostato remoto o a parete montato lontano dallo scarico impedisce cicli brevi, in cui il riscaldatore rileva la propria aria calda e si spegne prima che la stanza sia calda.

L'attuale gamma a parete, comprensiva di aerotermi PTC a controllo meccanico ed elettronico, è documentata a livello di modello nei cataloghi disponibili sul sito Pagina di download del PDF , che è il modo più veloce per confrontare potenza, flusso d'aria e opzioni di controllo su una linea completa.

Caratteristiche di sicurezza che gli acquirenti dovrebbero verificare, non dare per scontato

• Un'interruzione di ribaltamento che apre il circuito quando l'unità si inclina oltre i 15 gradi circa.
• Doppia protezione termica: un dispositivo di ripristino automatico per interventi fastidiosi e un fusibile termico a intervento immediato per guasti reali.
• Una ventola funziona da 30 a 60 secondi dopo lo spegnimento dell'elemento, in modo che il calore residuo venga eliminato invece di cuocere l'alloggiamento e il cablaggio.
• Materiale dell'alloggiamento ignifugo e griglia cool touch, entrambi dichiarati come proprietà del materiale piuttosto che come frasi di marketing.
• Protezione da sovracorrente e da cortocircuito sulla scheda inverter dei modelli brushless, poiché l'elettronica è la parte più recente dell'assieme.
• Pressacavo e aumento della temperatura della spina confermati al carico nominale, non a metà carico.

Richiedere la soglia di intervento misurata di ciascun interblocco. Un interruttore di ribaltamento che si apre a 25 gradi anziché a 15 gradi supera comunque un controllo funzionale di base e lascia comunque l'unità in funzione dopo che è caduta, che è esattamente lo scenario che la funzione esiste per prevenire.

Modalità di guasto, manutenzione e rischio di garanzia

In servizio, quattro problemi rappresentano la maggior parte dei reclami sui riscaldatori dei motori dei ventilatori.

1. Polvere sull'elemento e sulla ventola, che riduce il flusso d'aria e la potenza effettiva del 10-20% in due stagioni.
2. Il cuscinetto si secca, che inizia con un tintinnio a bassa velocità e termina con una ventola grippata e un fusibile termico bruciato.
3. Affaticamento degli elementi dovuto ai cicli termici, con elementi metallici in unità a basso costo che generalmente si guastano nei punti di supporto dopo 2.000-4.000 cicli di riscaldamento.
4. Guasto al controllo, solitamente un relè saldato o un interruttore bloccato nelle unità meccaniche, che lascia il riscaldatore in funzione dopo l'apertura del termostato.

La manutenzione preventiva è breve ed economica. Aspirare l'aspirazione e la griglia ogni tre mesi per uso domestico e ogni mese nelle officine, quindi azionare l'unità per due minuti in modalità solo ventilatore alla fine della stagione per eliminare la polvere residua dall'elemento e dalla ruota.

Cosa scrivere nelle specifiche di un termoventilatore

Una specifica che omette la durata del motore e il flusso d'aria sotto carico verrà compilata dalla fabbrica e la fabbrica sceglierà l'opzione più economica. Annotateli per iscritto, in questo ordine.

• Tensione nominale, frequenza e tipo di spina per il mercato di destinazione.
• Banda di potenza e tolleranza accettabile, in genere più o meno 5%, misurate dopo 30 minuti alla tensione nominale.
• Tipo di motore, velocità nominale, tipo di cuscinetto e durata prevista in ore.
• Flusso d'aria in metri cubi all'ora all'impostazione più alta con l'elemento acceso.
• Rumore in dB(A) a un metro, elemento acceso, misurato in una stanza con basso rumore di fondo.
• Tipo di controllo, differenziale del termostato in gradi C e funzioni timer.
• Ciascun interblocco di sicurezza e la relativa soglia di intervento misurata.
• Altezza del test di caduta dell'imballaggio e numero di gocce per faccia.

Due elementi dell'elenco, la durata del motore e il flusso d'aria con l'elemento in funzione, sono quelli lasciati più spesso nel vago. Sono anche loro a determinare la percezione del prodotto da parte dell'utente finale dopo il primo mese, una volta che il nuovo proprietario ha smesso di notare la forma dell'alloggiamento.

Domande frequenti sui riscaldatori del motore del ventilatore

Che cos'è esattamente un riscaldatore del motore del ventilatore?

È uno scaldabagno elettrico che combina un elemento riscaldante con un ventilatore a motore. L'elemento produce calore e il motore muove l'aria attraverso di esso, quindi il calore viene distribuito attraverso la stanza anziché irradiarsi solo sulle superfici vicine. Quasi tutti i riscaldatori portatili venduti come termoventilatori, riscaldatori in ceramica o termoconvettori ventilati utilizzano questa disposizione.

Un termoventilatore è più economico da gestire rispetto a un riscaldatore radiante?

Entrambi convertono l'energia elettrica in calore con un'efficienza prossima al 100%, quindi i costi di esercizio sono determinati dalla potenza e dalle ore di utilizzo, non dalla tecnologia. La vera differenza è la comodità. Poiché un termoventilatore mescola l'aria invece di creare uno spazio tra il soffitto e il pavimento di 4-6 gradi C, di solito può mantenere una stanza a un setpoint inferiore e da quel setpoint inferiore deriva il risparmio.

Quanti Watt mi servono per una stanza di 15 m2?

Per una stanza moderatamente isolata con un soffitto alto da 2,4 a 2,7 m la risposta normale è di circa 1500 W, che equivale a circa 100 W per metro quadrato. Ridurlo a circa 70 W per metro quadrato per un edificio moderno ben isolato e aumentarlo a 130-150 W per metro quadrato se la stanza ha vetri singoli e senza isolamento della cavità.

Perché un nuovo termoventilatore puzza quando viene acceso per la prima volta?

Un leggero odore durante i primi due o tre utilizzi è normale e deriva dai residui sull'elemento e dall'olio protettivo sulle parti metalliche che si bruciano. Far funzionare l'unità in una stanza ventilata per 15-20 minuti alla massima potenza. Se l'odore persiste dopo alcuni utilizzi, o è accompagnato da un forte odore chimico o da fumo visibile, smettere di usarlo e far controllare l'unità.

Quanto è rumoroso il termoventilatore in una camera da letto?

La maggior parte delle unità portatili misura da 38 a 55 dB(A) a un metro con l'elemento acceso. Per dormire, cerca un valore misurato inferiore a 40 dB(A) e un termostato che cambi l'elemento mentre la ventola continua a funzionare a una velocità fissa bassa, perché l'avvio e l'arresto ripetuti del motore sono solitamente più fastidiosi di un ronzio basso e costante.

Cosa causa lo spegnimento del termoventilatore dopo pochi minuti?

L'interruttore termico si sta aprendo perché l'elemento è più caldo del previsto. Le cause più comuni sono un'aspirazione bloccata o piena di polvere, un'unità posizionata troppo vicino a una parete o a una tenda, una ventola carica di polvere o un motore guasto che funziona al di sotto della velocità nominale. Pulire prima l'aspirazione, poi ripristinare i giochi e solo dopo considerare il motore.

Dovrei scegliere un elemento PTC o un elemento wire?

Scegliere PTC se la priorità è un'uscita stabile, un comportamento autolimitante e una temperatura di uscita più bassa e se è accettabile un tempo di riscaldamento compreso tra 60 e 90 secondi. Scegliere un elemento metallico se la priorità è il riscaldamento più rapido possibile e il costo unitario più basso e se il progetto prevede un'interruzione affidabile e un funzionamento ritardato della ventola.

Quanto dovrebbe durare il motore di un termoventilatore?

Un motore a poli schermati gestisce comunemente da 1.000 a 3.000 ore di funzionamento, ovvero da due a tre stagioni di normale utilizzo domestico. Un motore CC senza spazzole funziona generalmente da 8.000 a 15.000 ore. Per un'unità d'officina utilizzata otto ore al giorno, questo divario cambia completamente il calcolo dei costi, perché il secondo tipo di motore spesso sopravvive a tre del primo.

L’ordine delle decisioni conta più di ogni singolo numero. Inizia con il flusso d'aria di cui la stanza ha bisogno, poi la potenza che il flusso d'aria deve trasportare, quindi il motore che può erogare quel flusso d'aria in modo silenzioso per il numero di ore di funzionamento effettivo del prodotto. Il tipo di elemento viene dopo questi tre, perché PTC, filo, grafene e quarzo funzionano tutti bene quando la ventola è adatta al lavoro e tutti deludono quando non lo è.

Per gli acquirenti, il punto pratico è che una specifica del riscaldatore senza un valore di durata del motore e un flusso d'aria misurato sotto carico non è una specifica, è una lista dei desideri. Metti per iscritto entrambi i numeri, mantieni l'aspirazione libera durante il servizio e un riscaldatore del motore del ventilatore manterrà la sua potenza per anni anziché per uno schiocco di freddo.