Когда тепловентилятор нагреет холодную комнату ( ну например, 20 кв м ), то сколько времени будет держаться тепло?

На этот вопрос невозможно ответить однозначно. Все зависит от помещения: от его теплоемкости, теплопотерь, а они неизбежны.
Тем более, что вентиляция жизненно необходима хорошая, так что сэкономить прилично, надеясь закупорить дом как термос, не получится, т. к. это уже будет душегубка.

Нет, кислорода обогреватели не сжигают. Не порите чушь, господа. Это не газовая тепловая пушка, электрические обогреватели не сжигают кислород. Падает по мере нагрева относительная влажность, но это нормальное явление, естественное.
Видимо, в попытке сэкономить, многие полностью перекрывают вентиляцию, и в квартире увеличивается уровень углекислого газа, воздух спертый, просто люди надышали, а свежего воздуха не поступает. От того и голова болит, а не от мифического выгорания кислорода. Человек сам его сжигает в процессе жизнедеятельности.

Тепло обычно удерживается не очень долго. Не рассчитывайте, что погрев 5 минут, можно потом пол-дня балдеть в тепле. Средняя температура в доме будет зависеть от периодичности включения: чтоб поддержать определенную температуру придется либо самому с определенной периодичностью включать и выключать обогреватель (периодичность и время работы сугубо по опыту) , либо использовать термостат для автоматического поддержания.

Если окна открыть нараспашку, а на улице дубак, то остынет практически моментально.

Бессмысленный вопрос (((
1. Вентилятор может вообще не нагреть/согреть/прогреть комнату или другое помещение, если его теплопотери даже до достижения требуемой разницы с улицей превысят тепловую мощность источника.
2. Даже при одинаковом теплосопротивлении двух помещений они могут иметь разную теплоёмкость ограждающих конструкций. При достаточном запасе по мощности обогрева одно помещение будет быстро нагреваться и так же быстро остывать, а другое будет прогреваться и остывать медленно...
3. Ещё есть понятие теплоусвоения, когда дерево в бревенчатом доме сначала прогревается только во внутреннем слое, давая воздуху быстро набрать температуру до некоторых значений, а потом постепенно передаёт это тепло всему массиву и отопительный прибор может ещё долго работать на прогрев этого массива...

вообще все упирается в объём комнаты, площадь стен граничащих с улицей, ну и конечно что за материал, кирпич или блоки, ну и если есть какое то утепление пенопластом, это уже не говоря про характеристики вентилятора

быстро остывает
и кислород выгорает .голова болит.
временно-да
постоянно оч вредно.