Peltier-es(hőszivattyú) hűtés procira

Az alapötlet, hogyan lehetne a proci hőmérsékletét alacsonyabbra vinni, mint a környezet hőmérséklete? A lég, és vízhűtő határa a szobahőmérséklet, ezalá semmiképpen sem lehet lehűteni a procit, sőt a környezeti hőmérsékletet is csak megközelíteni lehet. Több megoldás is létezik hogy alacsonyabbra vigyük a proci hőmérsékletét, pl. kompressor, folyékony nitrogén, peltier elem, stb... Ezek a megoldások akár minuszba is vihetik a hőmérsékletet, ezért körültekintően kell eljárni, pl. a szigetelésre oda kell figyelni, mert párásodás, vagy/és jegesedés jöhet létre. Ezek közül a legegyszerűbb megoldás a peltier elemmel való hűtés ( ezt valósítottam meg én is ), mert kicsi helyet igényel, könnyű beszerelni, viszonylag olcsó maga az elem. Vannak hátrányok is : relativ sokat fogyaszt, pl. egy 100w körüli hűtőteljesítményű peltier kb 8-9 ampert vesz fel. A melegedő oldalt nehéz hűteni, ezért hatékonyan vizzel lehet hűteni a peltier meleg oldalát. Igaz egy komolyabb léghűtővel is megoldható, de ekkor nem lesz olyan hatékony, gondolok itt arra, hogy nem fogja annyira lehűteni a procit.
Vízhűtéssel két lehetőség van hűteni a peltier meleg oldalát, egykörös, és kétkörös vízhűtéssel. Az egykörösnél a peltier a procira megy közvetlenül illetve egy hőelosztó alu vagy réz lapkával, ilyenkor úgy néz ki, hogy van a proci, arra megy a hőelosztó lapka, arra a peltier elem, arra a vízhűtőblokk. Így a meleg oldalt hűti a blokk, amiben a viz kering, a hideg oldal pedig hűti a procit.
A kétkörös rendszernél, a peltier mindkét oldalát vízzel hűtik, két blokkal, a meleg oldali blokkból a viz a radiátorra megy ahol le tudja adni a meleget, a hidegoldali blokkból a hideg viz a proci blokkjába megy ahol a hidegvíz hűti a procit. ennek az a hátránya, hogy ha nagyon hideg a viz, akkor párásodás, és jegesedésnél nem csak a proci környékét kell szigetelni, hanem, a pelti hideg oldalát, és a csöveket is. Előnye viszont, hogy több alkatrészt is lehet hűteni egy elemmel.

A peltier felépítése/működése:

A peltier(ejtsd : peltyié) másnéven hőszivatyű, két fém összekapcsolásából áll. Ha a két fémrétegre feszültséget kapcsolunk az elem egyik oldala melegszik, a másik pedig hűl.A fémek két kerámia lap között helyezkednek el. Fordítva is működik, ha az elem egyik oldalát hűtjük, a másikat melegítjük, akkor a két kivezetésen áram fog folyni, de az áram előállításának ezen formája nem hatékony, ezért nem alkalmazzák. A peltier jellemző adatai: a hűtőteljesítmény, üzemi feszültség, maximális feszültség, maximális áram, a melegoldal megengedett max hőfoka, és a két oldal közötti hőmérséklet különbség.

Én a hűtéshez egy 102w-os elemet használtam fel, aminek a max feszültsége 17 volt, én 12-ről működtetem, mert a számítógép tápra kötöttem rá. Lehet neki trafós tápot is csinálni, de akkor az egyenirányítás után nagyon jól meg kell szűrni (kb 10000-100000 uF-os kondival) , mert minnél egyenletesebb a feszültség annál hatékonyabb az elem. A számítógép táp nagyfrekvenciás kapcsolóüzemű táp, így sokkal könyebben meg lehet szűrni, ráadásul igy ahogy van rá lehet kötni a peltierre, hátrány csak annyi, hogy nem lehet a feszültséget változtatni, igy nem lehet pl. vezérelni a peltiert. Amit én használok elem, annak a meleg oldala max 150 fokos lehet, ami elég kellemes :), 72 fok különbséget tud létrehozni a két oldal között. Én nem használok külön szgtápot, a számítógép tápjára(400w-os macron táp) kötöttem a peltiert, nem esett le nagyon a feszültség, 11.78-volt on ment, szóval elgírja az egész gépet, meg a peltiert is egyszerre.

Az összeszerelés:

Én az egykörös vízhűtésű megoldást csináltam meg, tehát a procira megy egy hőelosztó lapka, arra a peltier, arra a vizhűtőblokk.
Felhasznált alkatrészek: Peltier elem,egy vízhűtőblokk, egy szivatyú, tartály, csövek, ragasztó, alulapka, és egy kicsike radiátor. Direk kicsi radiátort használtam fel, hogy kiderítsem mennyire hatékonyan lehet vele hűteni a melegedő oldalt.Az eredmény meglepően jó lett :) A peltiert, a blokkot, és a hőelsztó lapkát összeraktam egybe, igy könnyebben lehet felszereni.A peltier közepét ragaszóval szigeteltem, hogyha mégis csak párásodna, nem menjen közé a víz. Előtte betekertem teflon szallagal, hogy a ragasztó ne menjen a fémek közé.

Íme a blokk/peltier/alulapka kombó:

Itt egy kép a radiátorról, a kezem odatettem hogy lehessen érzékelni a méretét, egy 8cm-es, és egy 7 cm-es ventillátor van rajta, mindkettő nagyon halk :)

A szivattyú merülő szivatyú, ezért kellett egy tartályt csinálni neki, amit egy kajásdobozból alakítottam ki. A szivatyú teljesítménye kb 200-300 l/h között lehet, ami fontos, hogy 12V-ról megy, szóval érintésvédelmi szempontból tökéletes :)

Itt egy kép a tartályról és szivatyúról :

A csatlakózók gyorscsatik, igy viszonylag gyorsan össze tudtam rakni a rendszert, nem kellett a buborékokat kivarázsolni mint a másik vízhűtésemnél, mert a tartály ezt a gondot meglodotta.
Mivel nem tudtam mennyire lesz hatékony a hűtés, azért a biztoság kedvéért szigeteltem a procit, és környékét, meg a peltier hideg oldalát is. mint keiderült itt jelen esetben nem kell annyira brutál szigetelést tenni, mert max 0 fok környékére ment le a proci. A szigetelést szivaccsal oldottam meg, több réteget ragasztottam össze szilikonos ragaszóval, meg a külsejét is, igy nincs levegőátjárás a szivacsban. Az alaplap másik oldalára is tettem szivacsot (a hátlap, és a ház közé). A szigetelést úgy fogattam le, hogy felhasználtam a blokk lefogató csavarját, egy műanyag cd-tartó alját vágtam szét olyan alakúra hogy elférjen, erre fúrtam két lyukat, és két anyával odaszorítottamaz alaplaphoz a szigetelést.

itt egy kép a szigetelésről :

Az eredmények:

A proci egy AMD 64bites 3000+ -os proci. Alapon, ha nincs kihajtva, tehát csak netezek vagy ilyesmi, nincs leterhelve a proci, akkor a hőfok 0-2 fok körül alakult. Ha húztam kicsit a procin, 10%-al, akkor 4 fokra ment fel. Ha le is terheltem a procit, pl lefuttattam egy 3dmarkot, Akkor a proci 24 fokos lett. Ez az eredmény nagyon jó szerintem, mivel nem megy minuszba, igy nem kell komoly szigetelés, jegesedés nem esetleg párásodás alakulhat ki, amihez elég egy gyengébb szigetelés. Ha meg van hajtva a proci, akkor is még csak szobahőmérsékletre ment fel a hőfok.

Két kép az hőfokokról :

Összegezve a dolgot, elégedett vagyok ezzel a kicsike vizhűtéssel, elég hatékonynak bizonyult. Itt van még pár kép, a teljes rendszerről, működés közben :