Computernerds unter sich - Der Computerschwampf

[Tellur]

Warum sollte es nicht möglich sein, die Chips so weit runter zu kühlen?

Solange das Kühlmittel Raumtemperatur hat, kann man das zu kühlende Objekt nicht unter diese Temperatur bringen. Das sollte bei Luft- und normalen Wasserkühlungen immer der Fall sein.

 

Natürlich kann man. Wie habe ich oben beschrieben.

Ein Peltierelement startet bei Raumtemperatur und wird auf einer Seite kälter, auf der anderen wärmer. Bringt man die beiden Enden in thermischen Kontakt mit einem Chip und einem Kühler, hat man einen Wärmefluss vom Chip zum Kühler (wie normal eben auch), nur dass der Arbeitspunkt auf der einen Seite bei etwa 15° liegt, auf der anderen Seite bei etwa 25° (Beispielhafte Zahlenwerte für 20° Raumtemperatur). Mit Arbeitspunkt meine ich, dass wenn man auf beiden Seiten einfach zwei Wärmespeicher mit Raumtemperatur anbringt, diese die respektiven Temperaturen annehmen (also 15° und 25°).

Den Arbeitspunkt regelt man indem man den Strom am Peltierelement einstellt. Wenn man will kann man die Punkte auch noch weiter auseinander bringen (<5° und >50° sind durchaus möglich).

Die Frage ist, ob ein Peltierelement schneller die Wärme ableitet, als der Chip sie erzeugt. Das ist allerdings letztendlich nur eine Frage der Dimensionierung. Eventuell muss man die Chipfläche "vergrößern".

Bearbeitet 22. Juni 2010 von Tellur

[Meeresdruide]

Solange das Kühlmittel Raumtemperatur hat, kann man das zu kühlende Objekt nicht unter diese Temperatur bringen. Das sollte bei Luft- und normalen Wasserkühlungen immer der Fall sein.

Ja, aus diesem Grund funktionieren auch Kühlschränke und Gefriertruhen nicht mehr, wenn es in der Küche wärmer als +7 bzw. -18 °C ist.

[Akeem al Harun]

Solange das Kühlmittel Raumtemperatur hat, kann man das zu kühlende Objekt nicht unter diese Temperatur bringen. Das sollte bei Luft- und normalen Wasserkühlungen immer der Fall sein.

Ja, aus diesem Grund funktionieren auch Kühlschränke und Gefriertruhen nicht mehr, wenn es in der Küche wärmer als +7 bzw. -18 °C ist.

 

Interessant. Welche Temperatur hat dein Kühlmittel?

[Solwac]

[Akeem al Harun]

 

Ja, ich weiß, das Kühlmittel hat eine unterschiedliche Temperatur, je nachdem, wo es sich im Kreislauf befindet. In dem Moment, indem es Wärme aus dem Inneren des Kühlschrankes mitnimmt, sollte es jedoch kühler sein als die Innentemperatur des Kühlschrankes.

[Rosendorn]

An die Physiker oder Techniker (bin Laie): Wie kann man mittels 'nem normalen Luftkühler (zum Beispiel diesen hier) oder einer Wasserkühlung (zum Beispiel dieser hier) die Temperatur unter Raumtemperatur bekommen?

[Rosendorn]

Also gut, wenn ich meine Wasserkühlung vernichte, kann ich kurzzeitig unter Raumtemperatur kommen. Gut.

 

Wie sieht's mit meinem Luftkühler aus? Einfach flüssigen Stickstoff drüberwerfen? Geht das gut?

[Sulvahir]

Also gut, wenn ich meine Wasserkühlung vernichte, kann ich kurzzeitig unter Raumtemperatur kommen. Gut.

 

Wie sieht's mit meinem Luftkühler aus? Einfach flüssigen Stickstoff drüberwerfen? Geht das gut?

 

Theoretisch sollte ein kleines Wasserreservoir reichen, aus welchem langsam einzelne Tropfen auf die Kühlrippen tropfen. Den Rest sollte die Verdunstung durch den Luftzug besorgen.

[Nixonian]

Also gut, wenn ich meine Wasserkühlung vernichte, kann ich kurzzeitig unter Raumtemperatur kommen. Gut.

 

Wie sieht's mit meinem Luftkühler aus? Einfach flüssigen Stickstoff drüberwerfen? Geht das gut?

 

Theoretisch sollte ein kleines Wasserreservoir reichen, aus welchem langsam einzelne Tropfen auf die Kühlrippen tropfen. Den Rest sollte die Verdunstung durch den Luftzug besorgen.

Alkohol. Das gibt auch noch eine entsprechende Duftnote und verdunstet rascher.

[Tellur]

An die Physiker oder Techniker (bin Laie): Wie kann man mittels 'nem normalen Luftkühler (zum Beispiel diesen hier) oder einer Wasserkühlung (zum Beispiel dieser hier) die Temperatur unter Raumtemperatur bekommen?

 

Wie gesagt: Papp nen Peltierelement zwischen Chip und Kühler und du kannst ihn unter 0° kühlen, sofern der andere Lüfter prinzipiell mehr Kühlleistung hat als der Chip Abwärme produziert.

Die Dinger gibts für 30€-60€ z.B. bei Conrad

Im Prinzip sollte es auch möglich sein bei einer Wasserkühlung einen Durchlaufkühler zu basteln, der die Wassertemperatur kurz vor dem Chip auf unter Raumtemperatur kühlt.

 

Es werden sich sicher einige fragen: Wenn das so einfach ist, warum machen das dann nicht mehr Leute?

Das Kühlen ist nicht das Problem - die richtige Temperatur zu halten ist die Kunst. Sinkt die Temperatur nämlich zu weit unter die Raumtemperatur kommt es zur Kondensation von Luftfeuchtigkeit - und das ist in der Nähe von Chips nicht so toll...

Um das zu vermeiden müsste man einen Temperaturcontroler einbauen Das ist prinzipiell nicht weiter schwierig. Man braucht nur eine NTC/PTC-Widerstand, eine Messbrücke und ein Mainboard das Ein- und Ausgänge für sowas hat (alternativ kann man das ganze auch über USB machen). Alles weitere kann man per Software erledigen.

 

Wenn du eine genaue Bastelanleitung haben willst, wirst du deshalb wahrscheinlich wenig Glück haben.

[Meeresdruide]

Ja, ich weiß, das Kühlmittel hat eine unterschiedliche Temperatur, je nachdem, wo es sich im Kreislauf befindet. In dem Moment, indem es Wärme aus dem Inneren des Kühlschrankes mitnimmt, sollte es jedoch kühler sein als die Innentemperatur des Kühlschrankes.

Ich dachte, du meinst mit „Kühlmittel“ nicht das Zeug im Kühlkreislauf, sondern das Medium außen herum (also die Raumluft). Da habe ich wohl zu viel an deiner Aussage heruminterpretiert, statt sie wörtlich zu nehmen.

 

(Ja, es ist ein weit verbreiteter Irrtum, das das auch dann nicht geht – trotz der Existenz von Kühlschränken und Klimaanlagen.)

 

Nachtrag: Wenn man Verdunstungskälte nutzt, funktioniert es aber im Prinzip auch, dass das „Kühlmittel“ wärmer ist und bleibt als das, was gekühlt wird.

Bearbeitet 22. Juni 2010 von Meeresdruide

[Meeresdruide]

Es werden sich sicher einige fragen: Wenn das so einfach ist, warum machen das dann nicht mehr Leute?

Das Kühlen ist nicht das Problem - die richtige Temperatur zu halten ist die Kunst. Sinkt die Temperatur nämlich zu weit unter die Raumtemperatur kommt es zur Kondensation von Luftfeuchtigkeit - und das ist in der Nähe von Chips nicht so toll...

Der Grund dürfte eher ganz woanders liegen: Wozu soll ich den Chip so weit runter kühlen? Die Temperatur, für die die Chips gebaut sind, liegt schließlich grob bei Raumtemperatur – eine tiefere Temperatur hat keinen Vorteil. Das Ziel ist es nur, die Chips in diesem Temperaturbereich zu halten – also: die zusätzliche Wärme so effizient wie möglich abzuführen.

[Tellur]

Es werden sich sicher einige fragen: Wenn das so einfach ist, warum machen das dann nicht mehr Leute?

Das Kühlen ist nicht das Problem - die richtige Temperatur zu halten ist die Kunst. Sinkt die Temperatur nämlich zu weit unter die Raumtemperatur kommt es zur Kondensation von Luftfeuchtigkeit - und das ist in der Nähe von Chips nicht so toll...

Der Grund dürfte eher ganz woanders liegen: Wozu soll ich den Chip so weit runter kühlen? Die Temperatur, für die die Chips gebaut sind, liegt schließlich grob bei Raumtemperatur – eine tiefere Temperatur hat keinen Vorteil. Das Ziel ist es nur, die Chips in diesem Temperaturbereich zu halten – also: die zusätzliche Wärme so effizient wie möglich abzuführen.

 

Naja, es kann schon vom Vorteil sein den Chip mit einem kälteren (als Raumtemperatur) Wärmespeicher in Kontakt zu bringen. Wärmeleitfähigkeit ist ja proportional zum Temperaturunterschied. Durch so ein System steigert man also die allgemeine Effizienz* des Kühlsystems, da die Wärmeleitung zwischen Chip<-->kalte Seite des Peltierelements und Kühlkörper<-->Umgebung schneller abläuft.

Man darf es nur nicht überteiben...

 

Sinnvoll kann das System auch bei hohen Umgebungstemperaturen (wenns mal endlich 30° haben würde...) oder beim Overclocking sein.

Allgemein gilt: je höher die Temperatur, desto mehr Fehler passieren. Wird die Temperatur zu tief frieren hingegen Ladungsträger ein. Eigentlich leitfähige Bereiche werden plötzlich isolierend. Daraus ergibt sich der Arbeitsbereich, der bei normalen Prozessoren bei 5°C anfängt.

Betreibt man also den Prozessor bei - sagen wir - 10°C kann man ihn weiter Overclocken als bei 25°C.

 

____

*) Ein effizientes Kühlsystem bring möglichst schnell die Wärme vom Chip in die Umgebung (i.A. Raumluft). Energetisch effizienter sind z.B. Kompressionswärmepumpen (die allerdings ein Kühlmittel benötigen)

[Widukind]

Ich habe mal einen unserer Ingenieure gefragt, der für die Prozessor-Kühlung zuständig ist. Er sagt Peltier-Elemente finden nur deshalb keine Verwendung, weil man das Kondeswasserproblem nicht (kosteneffizient) in den Griff bekommen hat.

[Airlag]

@Tellur, @Meeresdruide

Lesen hilft!

Ein Kühlschrank verwendet eine Kompressorkühlung, ein Peltierelement ist ebenfalls eine aktive Wärmepumpe. Beide haben NICHTS mit den in PC's verbauten Kühlungen zu tun, und genau von denen hatten wir es, also ein normaler Lüfter + Kühlkörper zwecks Oberflächenvergrößerung oder Wasserkühlungen wie in meinem Rechner.

Die normale PC-Kühlung schaufelt ein Kühlmittel (Luft oder Wasser) um zu dem Zweck, die Wärme letztlich im großen Pufferspeicher Umgebungsluft los zu werden. Diese Kühlungen sind NICHT in der lage, den PC unter Raumtemperatur zu kühlen, weil sie keinen physikalischen Effekt verwenden, der dazu fähig wäre (eben im Gegensatz zu Kompressoren, Verdampfern oder Peltier-Elementen)

[Airlag]

@Tellur

Nochwas zu Peltierelementen. Ein moderner Hochleistungs-Chip wie der Core i7 produziert unter Volllast etwa 150W Abwärme auf einer nichtmal fingernagelgroßen Fläche. Ein Peltierelement, das in der Lage ist, diese Wärmemenge zuverlässig abzutransportieren kostet weit mehr als 60€ und frisst selbst auch nochmal Strom in mindestens derselben Größenordnung, welche als Abwärme zusätzlich aus dem Gehäuse entfernt werden muss.

Ich empfehle einen Besuch bei http://www.meisterkuehler.de , die kennen sich damit aus und haben praktisch alles schonmal real durchgetestet

[Tellur]

@Airlag: Da erzählst du mir richtig viel neues

Bei den Meisterkühlern hätte ich nirgendwo etwas zu Peltier-Elementen gefunden.

Du hast eigentlich nur in einem Punkt Recht. Mit einem 30€-Peltierelement ist es nicht getan.

Für 100€ bekommt man aber 220 Watt Wärmetransportleistung. Und die Leistung wird NICHT in Abwärme umgewandelt (oder zumindest nur zu einem recht kleinen Teil). Die Leistung wird ja gebraucht, um aktiv Wärme von A nach B zu bringen.

Und Kühlschränke gibts in 3 Varianten. Eine davon arbeitet mit Peltiers.

 

Und dass man es mit einem Standard 0815 Boxed Lüfter nicht schafft ist klar. Aber vor ein paar Jahren galten Wasserkühlungen ja auch als exotisch...

[Rosendorn]

Und jetzt mal Spaß und Anschaffung weiterer technischer Geräte beiseite: Hier will aber niemand ernsthaft behaupten, dass man mit einer einfachen Luftkühlung (wie ich sie oben verlinkt habe) den Prozessor unter Raumtemperatur bekommt?

 

Also ohne Peltier-Elemente, Wasser- oder Alkoholtröpfchen usw.

[Airlag]

Mein lieber Tellur, der Konjunktiv verbirgt an dieser Stelle nur, dass du gar nicht nachgesehen hast.

VJoe2max hat einen Rechner mit peltierunterstützter Wasserkühlung gebaut und hier dokumentiert.

Eselmetaller hat eine Kühlbox mit Peltierkühlung bestückt und hier dokumentiert.

Eine google-Suche auf meisterkühler.de zum Thema Peltier liefert 163 treffer. Zugegeben, die meisten Aussagen sind trivial und wiederholen sich. In einigen Strängen wird aber auch ernsthaft der Sinn oder Unsinn von Peltiers in PC's diskutiert, inklusive Kosten/Nutzenrechnungen.

Folgendes ist ganz einfache Physik:

Jede elektrische Leistung, die in so ein Ding rein gesteckt wird erzeugt einen ordentlichen Anteil Abwärme. Ein Peltierelement mit 4,5W Leistungsaufnahme hat eine Kühlleistung von etwa 2W. d.h. die restlichen 2,5W verwandeln sich in Abwärme. Warum? Energieerhaltungssatz!

Wenn du einen 150W Prozessor kühlen willst dann produziert das Peltier ungefähr 200W zusätzliche Abwärme und frisst etwa 350W.

 

Peltier-Kühlschränke kommen übrigens deshalb mit relativ kleinen Peltiers aus, weil in ihnen keine Wärmequelle sitzt die gekühlt werden will. Sie müssen nur in einem gemütlich langen Zeitraum ein thermisch isoliertes Volumen herunter kühlen. Je besser die Isolierung und je seltener die Tür aufgemacht wird um so schwächer darf das Peltierelement ausfallen

 

P.S.: ich bin seit Jahren aktiv bei den Meisterkühlern und hab nen ziemlich guten Überblick über die Projekte, die dort gelaufen sind.

Bearbeitet 23. Juni 2010 von Airlag

[Tellur]

@Rosendorn: Nein.

Es sei denn, du holst dir die Luft zum Kühlen aus irgend einer schattigen Ecke in der es weniger warm ist als im Rest des Raums (z.B. nordseitiges Frischluftrohr).

Will auch niemand wirklich behaupten.

Das haben aber alle an der Diskussion beteiligten schon seit mindestens 2 Seiten irgendwo mal festgestellt.

 

@Airlag: In die Foren habe ich nicht geschaut. Hatte zu dem Zeitpunkt nicht so viel Zeit, das war ein Fehler. Entschuldige bitte.

Sind ja doch ein paar recht brauchbare Sachen drinnen. Anscheinend bringt das, wenn man es sinnvoll einsetzt gut 6° zum Fall ohne. Zumindest in dem von dir verlinkten Wasserkühlersystem.

Die Effizienz scheint aber ja in der Tat nicht so toll zu sein. Muss aber dazu sagen, das letzte mal als ich so ein Ding verwendet habe war der Strom und die Abwärme sowas von egal.

Es ging ja auch mehr um die prinzipielle Machbarkeit. Und die sehe ich nach wie vor als gegeben. Zur Not verwendet man eben 4*70W Peltiers und einen pyramidenstumpfförmigen Adapter zum Chip.

Ist sicherlich aufwändig aber ein motivierter Bastler mit Zugang zu den notwendigen Komponenten schafft so was leicht.

[Gast]

Ich habe hier noch einen IceCap, etwa 20 Jahre alt. Jemand Interesse?

[Airlag]

Tellur, wenn der benötigte Strom und die Abwärme keine Rolle spielen kannst du sicherlich alles machen. Das Problem im PC ist, dass du nur begrenzt Strom hast, dass der verfügbare Platz begrenzt ist und dass es nicht reicht, die Wärme von den Prozessoren weg zu bekommen sondern aus dem PC Gehäuse raus. Ein Peltier transportiert die Wärme ein paar Millimeter und schmeisst seine eigene Abwärme dazu. Deshalb brauchst du auf dem Peltier dann einen noch größeren anderen Kühler als für den Prozessor alleine. Das macht bei den gegebenen Verhältnissen einfach keinen Sinn.

Eine Kompressorkühlung wäre eine sinnvollere Wahl, wenn du die Prozessoren unter Raumtemperatur kühlen willst. Die Kühlkörper auf den Prozessoren sind klein, die Wärme sird mit Schläuchen gleich aus dem PC transportiert zu einem großflächigen Radiator und der Kompressor braucht im Vergleich zu Peltiers kaum Strom. Allerdings muss man dann mit dem Krach leben, den ein Kompressor macht.

 

Aber ich glaube, wir entfernen uns immer weiter vom Thema

Ursprünglich ging es darum, dass ein normaler luftgekühlter PC behauptete, im Idle kälter als die Umgebungsluft zu sein. Dass das nicht funktionieren kann ist wohl klar. Ich behaupte (aus eigener Erfahrung und durch Erfahrungsaustausch mit anderen) dass die in den Prozessoren integrierten Sensoren Mist sind. Die haben Messungenauigkeiten von 10° und mehr, in beide Richtungen und die Abweichungen sind nichtmal stabil, so dass man sie nicht herausrechnen kann wenn man sie einmal ermittelt hat.

Die Erfahrungswerte von Leuten, die die Temperaturen mit geeichten Termometern oder Sensoren nachgemessen haben liegen bei der CPU bei 10°-15° über Raumtemperatur im Idle und bei 25°-40° über Raumtemperatur unter Last. (Untergrenze mit sehr guter Luftkühlung oder Wasserkühlung, Obergrenze mit billiger Luftkühlung).

Von dem oben erwähnte Alpenföhn-Kühler habe ich übrigens auch nur gutes gehört. Der ist sein Geld wert

Bearbeitet 24. Juni 2010 von Airlag

[Ma Kai]

Damit war doch dann die Sache erledigt - oder?

 

Och nee, nich Spielzeuch wechnehmen!

[Triton Schaumherz]

Microsoft .NET vs Java - trailer:

http://www.youtube-nocookie.com/watch?v=fzza-ZbEY70

[Prados Karwan]

Großartig.