디젤 차량의 보조 난방을 위한 PTC 히터 개발

Abstract

최근 디젤 차량과 같은 내연기관의 고효율화에 따라, 보조난방 열원으로서 PTC 히터의 사용이 증가하는 추세이다. 디젤 차량의 시동 초기에는 냉각수의 온도가 난방으로 직접 사용하기에 충분히 높지 않으므로, 동절기 난방을 위해 보조난방 열원은 필수적이다. 본 연구에서는 스크린 인쇄 전극공정을 바탕으로 한 PTC 소자를 제작하였고, 이를 활용한 PTC 소자 모듈 및 히터를 설계 및 제작하였다. PTC 소자 모듈의 방열핀 접촉형상 및 전열소자의 크기 변경에 따른 난방성능 변화를 열유동 해석을 통해 분석하였고, 난방성능 실험을 수행하여 PTC 히터의 난방성능 및 효율 특성을 살펴보았다. PTC 히터 시작품의 경우, 기존 PTC 히터와 동등한 수준 이상의 난방성능 및 효율을 나타내었으며, 향후 이를 바탕으로 PTC 소자와 히터에 대한 공정개선 및 성능증대 연구를 수행할 계획이다. Using positive temperature coefficient (PTC) heater as supplementary heating for diesel engine vehicles with low heat source is a good method to enhance the heating performance during cold start. In this study, the PTC elements were made by using screen printing process for forming ohmic contact layer, and prototype of PTC heater was designed and made for a diesel engine vehicle. In process of designing the PTC heater, the thermal flow analysis of PTC element modules was conducted for verifying the effect of the shapes of contact surface between each of the components (cooling fin, insulator, ceramic element). We also investigated the performance characteristic (heating capacity, energy efficiency, pressure drop) of the PTC heater through the experiments. Therefore, the experimental results indicated that prototype of PTC heater had satisfactory performance. This study will be basis for improving the manufacturing process and increasing the performance of the PTC element and heater.