[PCE] Peltier Cascade Experiment

[QinX]

Beste Tweakers,

Ik werk momenteel vrijwillig bij een bedrijf dat een nieuw soort Peltier cooling op de markt wil brengen.
We zijn op het moment bezig om een oplossing te maken voor 24/7 gebruik in computers.
Maar terwijl we hiermee bezig zijn willen wij ook graag het maximum opzoeken van deze elementen.
Na een poging te doen met 2 van de elementen van dit bedrijf kwam ik op een water temperatuur uit dat schommelde rond de 0C, dit in samenwerking met een Phenom II 955 op 4GHz. Verder dan 4GHz kwam ik helaas niet en na contact met AMD wist ik ook waarom, de processors halen bijna allemaal 4GHz. Om verder te komen moet ik extremere koeling gebruiken. De processor MOET onder 0C. Wat dus ook betekend dat de water temperatuur veel lager moet. Nu is mijn vraag dus:

Kan ik met een Peltier Cascade ver genoeg onder 0 komen om fatsoenlijk benchmarks op hogere snelheden te draaien( denk hierbij aan 5GHz en dan Superpi en met wat geluk 3dMark Vantage en 06)

Als die mogelijk is hoe laag zou ik in theorie kunnen komen dan?

Op google kon ik maar 1 voorbeeld vinden van iemand die het wilde proberen. Daar werd het volgende over gezegd:

Lets use a P3 700@933 as our hypothetical CPU. A P3@ 933@ 2V cranks out 32.5watts.

C=CPU waste heat=32.5W
t=First TEC
T=Second TEC
F=combined heat output from all sources

t=2C=65W
T=2(t+C)=195W
F=T+t+C=292.5W

Tegenwoordig in 300W niet veel meer en de oplossing van het bedrijf kan veel meer af voeren dan dit. In theorie moet het dus mogelijk zijn om dan een Cascade op te zetten door zwakkere Peltier elementen te gebruiken.

Het belangrijkste is dat de hoeveelheid vermogen niet belangrijk is. Het belangrijkste is welke temperaturen hiermee haalbaar zijn.

Het kan allemaal een beetje onduidelijk zijn, maar zo ben ik altijd geweest met schrijven, ik ben vooral goed om ideeen van mensen zelf verder uit te werken dan dat ik ze zelf verzin

[nedernakker]

krijg je met lagere temperaturen geen problemen met de viscositeit van je koelmedium? wat gebruik je er uberhaupt voor?

[QinX]

nedernakker schreef op maandag 10 augustus 2009 @ 20:06:
krijg je met lagere temperaturen geen problemen met de viscositeit van je koelmedium? wat gebruik je er uberhaupt voor?

Ik weet niet precies wat er voor gebruik moet worden, maar ik het bedrijf zegt een vloeistof te hebben die tot -50 kan.

[Epsilon]

Check de FAQ om te beginnen. Staat vast wel een stukje in .

Vuistregels:

Een Peltier heeft een max Delta T (65c bijvoorbeeld). Dat is bij 0W afvoer.
Een Peltier heeft een maximum vermogen wat deze kan verplaatsen. Dit is op 0 graden verschil temperatuur tussen koude en warme zeide.
Het vermogen wat verplaatst wordt, en wat de peltier verbruikt, moet worden afgevoerd aan de warmte zijde.

Even een rekensommetje om het te verduidelijken:


Waterkoeling houden we voor het gemak op 30C en zal daarop blijven hangen.

======================
We nemen een 195W Peltier met een Delta T van 60 graden, deze verbruikt hier bij 250W ongeveer (reele waarde).
Een Phenom van 65W op full load is het te koelen object.

(195-65)/195 * 60 = 130 / 195 * 60 = 40C Verschil temperatuur tussen koude en warme zijde.

De warme kant is 30graden, wat de koude kant op -10c brengt.

Het af te voeren vermogen aan de warme kant is in dit geval 250+ 65 = 315W.
===============

Nu met een overgeclockte CPU op 130W
(195-130)/195 * 60 = 65 / 195 * 60 = 20C Verschil temperatuur tussen koude en warme zijde.

De warme kant is 30graden, wat de koude kant op 10c brengt.
Het af te voeren vermogen aan de warme kant is in dit geval 250+130 = 380W
===============

Waarschijnlijk zie je de grootte van je probleem al. Het gaat om enorme vermogens wanneer je de CPU onder 0 wil krijgen met een peltier . Dit zijn allemaal situaties zonder verliezen en een joekel van een waterkoeling installatie.

Cascading met peltiers is helemaal absurd. Die 380W moet je dan weer afvoeren en uiteindelijk zit je met 1KW aan warmte, wat je af moet voeren. Laat staan voeden. Over running costs laten we het helemaal maar niet hebben 24/7.

Moraal van dit verhaal: Zet het uit je hoofd . Enige manier om een peltier de gebruiken is op energiebronnen die redelijk zuinig zijn. Cascading is met deze vermogens uitgesloten. Je zult ook zien dat de beschikbare cascade peltiers (zijn gewoon te koop als ready to use onderdelen) allemaal zeer beperkt zijn in vermogen.

Er is eigenlijk maar 1 manier om energie efficient je CPU onder 0 te krijgen, en dat is phase-change cooling. En zeg niet dat dat lomp groot is, want een installatie om cascading peltiers te voeden en te koelen is meer dan net zo groot. 0 graden op 300W kun je met een kleine compressor al voor elkaar krijgen zonder veel moeite .

[Verwijderd]

Qua dagelijks gebruik is het zoals, Epsilon zegt, beter om over te schakelen op pcc. Er zijn er die het hebben geprobeerd met overclocked quadcores maar het is niet meer aangenaam om 24/7 te gebruiken wat blijkbaar een eis is.

Swiftech is al enkele maanden bezig een all-in-one peltier + cpublok uit te brengen als opvolger voor de PCW6500-T. Willen een model voor i7 met 417W element, maar ze hebben problemen om aantrekkelijke resultaten te krijgen. Hier een render.

[iRReeL]

Epsilon schreef op maandag 10 augustus 2009 @ 23:51:
Enige manier om een peltier de gebruiken is op energiebronnen die redelijk zuinig zijn. Cascading is met deze vermogens uitgesloten. Je zult ook zien dat de beschikbare cascade peltiers (zijn gewoon te koop als ready to use onderdelen) allemaal zeer beperkt zijn in vermogen.

De CoolIt Systems Freezone Peltier CPU Cooler lijkt me toch wel een optie. Maar is uiteraard behoorlijk duur en deze gaat ook niet onder 0, alleen al om condensatie problemen te vermijden..

http://www.pcper.com/arti...aid=313&type=expert&pid=9

[Verwijderd]

iRReeL schreef op woensdag 19 augustus 2009 @ 17:55:
[...]
De CoolIt Systems Freezone Peltier CPU Cooler lijkt me toch wel een optie. Maar is uiteraard behoorlijk duur en deze gaat ook niet onder 0, alleen al om condensatie problemen te vermijden..

http://www.pcper.com/arti...aid=313&type=expert&pid=9

Dat zou waarschijnlijk nog nipt werken op een stock i7/X4, maar eens je gaat overklokken zal je de slangen aan het koelblok zien smelten.