[아롱 테크] 경유차는 왜 더딜까? 자동차도 난방 이슈 '예열 후 히터 강하게 틀어야'

  • 입력 2023.01.26 07:59
  • 기자명 김아롱 칼럼니스트
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가정용 도시가스 난방비가 예년보다 적게는 1.5배에서 많게는 3배 이상 폭등했다는 뉴스는 물론 주변 사람 입에 오르내리고 있습니다. 난방이 신경 쓰이는 건 주택이나 건물의 실내뿐만이 아닙니다. 자동차 실내 난방 역시 여간 신경쓰이는 부분이 아닙니다.

자동차용 난방장치(Heating System)는 냉방장치(에어컨)에 비해 비교적 구조가 간단한 편이지만 냉방장치와 난방장치가 별도의 시스템으로 구성되어 있는 것이 아니라 하나의 시스템으로 통합돼 있습니다. 예전과 달리 냉방장치와 난방장치를 별도로 구분하지 않고 HVAC(Heat Ventilation Air Conditioning) 시스템이라고 부르고 있습니다. 

아시다시피 자동차는 엔진에서 발생되는 열과 각종 기계부품이 작동하면서 발생하는 마찰열 등을 이용해 실내난방을 하고 있습니다. 엔진 등에서 발생하는 열을 엔진주변을 순환하는 냉각수가 열을 흡수하고 이렇게 뜨거워진 냉각수가 자동차 실내 대시보드 아래쪽에 있는 히터코어(Heater Core)를 순환하면서 실내로 더운 공기를 공급하지요.

겨울철 히터를 사용할 때에는 엔진을 충분히 예열해 정상작동온도에 이른 후에 히터를 세게 작동시키는 것이 추운 실내온도를 빨리 올릴 수 있는 방법입니다. 엔진 시동을 켜자마자 히터를 작동시킬 경우 엔진이 정상온도에 이르기 전에 엔진냉각수가 히터코어를 순환하므로 오히려 엔진효율이 떨어짐은 물론 실내온도를 높이는데도 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다.

일반적으로 자동차는 시동이 걸린 후 3~5분정도면 정상작동 온도에 이르지만 겨울철 밤새 얼어버린 실내를 따뜻하게 유지하기 위해서는 좀 더 많은 시간이 걸릴 수밖에 없습니다. 특히 가솔린 엔진보다 열효율이 더 좋은 디젤 엔진의 경우 엔진 정상작동 온도까지 오르는데 걸리는 시간이 길기 때문에 상대적으로 난방효율이 떨어지는 편입니다. 

추운 겨울 날 휘발유차보다 경유차가 히터를 켰을 때 실내가 따뜻해지는 시간이 더 오래 걸리는 이유입니다. 때문에 경유차에는 프리히터(Pre Heater) 또는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터라 불리는 특별한 장치를 사용합니다. 프리히터는 주로 버스나 상용차 등에 주로 쓰이고 있는데요.

가스버너가 소량의 연료를 태워 실내공기를 덥혀주는 에어 히팅방식과 엔진냉각수를 데워 정상작동온도에 빨리 오를수 있도록 해 주는 워터 히팅방식이 있는데 이를 통칭해 프리 히터라고 부릅니다. 승용차에서도 프리히터 방식을 사용했지만 최근에는 냉간시동 때 질소산화물이 증가함에 따라 커먼레일 디젤 엔진은 전기식인 PTC 히터를 사용하고 있습니다. 

PTC 히터는 흔히 가정이나 사무실에서 많이 사용되고 있는 전기히터처럼 히터 코어 내부에 열선을 삽입해 엔진냉각수 온도를 올려주는 방식입니다. 이러한 프리히터나 PTC를 쓰는 이유는 엔진이 정상적으로 작동하기 이전에 히터의 성능(작동온도)을 좀 더 빨리 끌어올리기 위한 것입니다.

히터를 작동시켰을 때 계속 작동하는 것이 아니라 냉간시동 즉 엔진냉각수의 작동온도가 낮은 경우에만 작동하며 일반적으로 냉각수온도가 60℃ 이상인 경우 작동하지 않습니다. 프리히터나 PTC 히터는 실내 난방용으로도 사용되지만 겨울철 디젤 연료의 결빙을 방지하고 시동성을 좋게 하기위해 연료온도를 높여주는 역할도 합니다. 

연료 예열을 위한 프리히팅 장치는 주로 디젤 연료필터 어셈블리와 일체형으로 되어있거나 연료필터 주변에 자리하고 있지요. 한편 PTC 히터는 내연기관처럼 열원이 없는 전기차 난방장치에도 사용되고 있기도 합니다.

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