Aki peltier elemmel rendelkezik, biztosan tudja, hogy nem is olyan egyszerû a meleg oldalát hûteni. Ez kulcsfontosságú, mert ha ezt nem sikerül elég hatékonyan hûteni, akkor a hideg oldala sem lesz hideg! Egy 79Watt hûtõteljesítményû peltier elemmel kísérleteztem, elvben a katalógus ezt ígéri:

Itt azt adják meg, hogy a peltier elem hideg és meleg oldala között hány fokos hõmérséklet különbségre számíthatunk, ha adott teljesítmény fûti a meleg oldalát. Ha pl. 20 Wattal fûti a hideg oldalát, akkor a két oldala között 45 fokos hõmérsékletkülönbség lesz. Így ha a meleg oldala mondjuk 27 fokos, akkor a hideg oldala -18 fokos.

Ha egy mai "menõ" processzort szeretnénk peltier elemmel, hûteni, akkor a tapasztalatok azt mutatják, hogy a 79 Watt hûtõteljesítmény kevés! Illetve akkor esetleg elég lehet, ha extrém módon tudjuk hûteni a peltier meleg oldalát, de akkor sem számíthatunk teljes terhelés és tuningolás esetén mínuszokra. (Erre még visszatérek.)

Túlságosan optimista a katalógus, ugyanis 27 fokon igen nehéz tartani a peltier elem meleg oldalát. Ráadásul még tragikusabb a helyzet! Ugyanis ha a meleg oldalának hõmérséklete több mint 27 fok, akkor nem 8 Ampert vesz fel, hanem kevesebbet. Tehát kevésbé hût! Én 7.2-7.3 Ampernél nem tudtam többet elérni, úgy, hogy a 15.4 Voltos maximális feszültséget ne lépjem át.

A másik fontos karakterisztika, ami megint megtévesztõ lehet:

Ugyanis, ha valaki mondjuk azt gondolja, hogy a processzorra 50 Wattal melegszik, akkor a grafikon alapján ránézésre az látszik, hogy plusz 5 fokra számíthat. Sõt nagyobb teljesítményû peltier elemek is vannak. Ezeket a még alacsonyabb hõmérséklet reményében vásároljuk meg. De nem ilyen egyszerû a helyzet. Hogy megmutassam a peltier erejét, bemutatok egy rövid kísérletet.

Biztosan mindenki látott már jó vastag vasgerendát. Építkezésnél mindenféle szerkezeti dologra használják. Korábban sikerült egybõl egy darabot levágatni, ezt egy darabon megcsiszoltam. Tettem rá szilikonzsírt, majd ráhelyeztem a 79Wattos peltier elememet. Mindez így nézett ki:

Az a nagy fehér rész szilikonnal lett bekenve, majd rá a peltier elem. Mindig törekszem arra, hogy ne legyen túl vastagon, de mindenhová jusson. Nem jókedvembõl kentem be ilyen nagydarabon, erre rögtön visszatérek.

Nem semmi kis darab ez a vasgerenda. Noha a vas nem a legjobb hõvezetõ, de arra gondoltam, hogy rövid idõ alatt biztosan nem tudja felmelegíteni. Nosza 15.4 Voltra kapcsoltam a peltier elemet. Kb. 2 perc után alul a vas annak ellenére forró lett, hogy egy ventilátor fújta rá a levegõt. Az oldalsó lapok hidegek maradtak. Tehát a peltier elemet csak jó hõvezetõvel lehet hatékonyan hûteni. Ekkor kentem be nagydarabon hõvezetõ pasztával, hogy egy jobb hõvezetõt helyezhessek rá.

A szilikonozott részre rátettem egy vastag rézdarabot:

A hõ elosztása továbbra sem volt jó. A peltier hideg oldala terhelés nélkül mínusz 1-2 fokos volt. Ez elszomorított. A réztömb az alatta lévõ vassal együtt 55 fokos lett! Pedig az a vas majdnem 1.5cm vastag. Vagyis szó sincs súlyos mínuszokról, ez így alkalmatlan a processzor hûtésére, mert abból az 1-2 fokos mínuszból lenne plusz 40-50 fok. Az a vicc, hogy eszembe nem jutott volna, hogy ez a vastag vas egy kis darabon iszonyú forró lesz, mellette meg majdhogynem hideg. Ezek után felejthetõ a vas, mint hûtõborda.

Egy nagydarab ventilátorral ellátott alumínium hûtõbordára rátettem a peltier elemet:

Azt akartam megvizsgálni, hogy a peltierre ráadott feszültség függvényében hogyan változik annak hûtõteljesítménye. Olyan eredményre jutottam, amire nem is számítottam.

A hideg oldalára egy vastag alumínium lapot tettem, ennek a hõmérsékletét mértem az alaplaphoz melléklet "drótos" hõmérséklet érzékelõvel. Nézzük elõször a miként alakult a hõmérséklet:

Ekkor a környezeti levegõn kívül semmi sem melegítette a peltier elemet! A kép fenti ábra alapján két dolog is furcsának tûnik:

1. A papír szerint, ha nem melegíti gyakorlatilag semmi a peltier elem hideg oldalát, akkor mínusz 50 fok alatti hõmérsékletet kellene mérni.

2. A feszültség emelésével nemhogy nõne, hanem csökken a hõmérséklet. Tehát egyre nagyobb energiát vesz fel, és mégsem lesz hidegebb!

Sokat gondolkoztam a megoldáson, végül rájöttem, hogy a fától nem láttam az erdõt. A hûtõborda hossztengelye mentén megmértem miként alakulnak a hõmérsékletek:

Ebbõl egybõl látszik, hogy hol volt a peltier elem (ott, ahol a csúcs van). Így megtudtam, hogy még ilyen nagy hûtõbordával sem lehet elérni a kívánt 27 fokot. Márpedig a peltier elem "tudja" a fizikát. Most arra gondolok, hogy ha 41 fokos a meleg oldala és a hideg oldala a mérés szerint mínusz 17 fokos, akkor a két oldal között 58 fokos hõmérséklet különbség van. Tehát a peltier elem gyártója teljesen korrektül közölte a második grafikonnal, hogy nulla melegítõhatás esetén majdnem 60 fokos hõmérséklet különbségre képes.

De ha az elõbbi grafikont alaposan szemügyre vesszük, akkor a következõ következtetésre juthatunk:

Ha valahogyan sikerülne megoldani, hogy nagyjából vízszintes (csak kissé "púpos") görbét kapjunk, akkor hatalmasat léphetünk elõre. Mivel a hõmérséklet így a legmelegebb ponton 32 fok körül lenne. Ez azt eredményezné, hogy a hideg oldal 9 fokkal hidegebb lenne. Mínusz 30 fokos hõmérséklet mindjárt kellemesebb lenne. De látszik, hogy ez már csak nagy kínok között érhetõ el. Néhány fokkal kell vacakolni, míg gázhûtéssel nincsen ilyen gond. Ha az megfelelõen lett méretezve, akkor jöhet a nyár! Nem lesz gond a hõmérsékletekkel. Igaz általában csak a poén és szórakozás kedvéért érdemes ilyen hûtõrendszert építeni. Mert igaz ugyan, hogy az alapfrekvencia kétszeresét is el lehet érni (mondjuk 1.2GHz felett már küzdeni kell) optimális esetben, de lelkes munka szükséges hozzá. Mivel már annyi szépet és jót hallottam a témáról, így lassan elkezdek építeni egy gázhûtésû gépet.

Ezért szeretik vízzel hûteni a peltier elem meleg oldalát. Néhány hónappal ezelõtt többen írták, hogy egy idõ után peltier elemük meleg oldala 35 fok feletti hõmérsékletet is eléri. Így a peltier elem sem hût hatékonyan. A dolgon elsõsorban a nagyobb légárammal lehet segíteni. Ebben az esetben pedig olyan hangos lesz a számítógép, hogy belebolondul az ember. (Nekem is három hatalmas ventilátor fújja meleg leadó radiátoromat, de mivel az a ház külsõ falán van, így semmi nem hallatszik be.) Persze aki FOP 32 vagy FOP 38-al rendelkezik az tanusíthatja, hogy nem valami nagy öröm "tornádót" tartani a gépben.

A peltier elem, tehát csak akkor tud hatékonyan mûködni, ha nagy odafigyeléssel építjük meg a hûtését. Ezért, no meg a peltier elem borsos ára miatt van létjogosultsága a "sima" vízhûtõnek. A "sima" szó alatt azt értem, hogy ha kihagyjuk a buliból a peltier elemet és vízzel (blokkal) hûtjük a processzorunkat, akkor ez elérhetõ legalacsonyabb hõmérséklet elvileg a szoba hõmérséklet lenne. De ez csak közelítõleg igaz, mivel a hõleadás csak akkor lehetséges, ha van hõmérséklet különbség. Tehát a meleg leadó radiátornak melegebbnek kell lennie, mint a környezete, különben nincs hõleadás. Másrészt a hûtõblokkot nem tehetjük közvetlenül a CPU melegedõ tranzisztoraira (tokozás). Nem tudom, hogy a mostani Pentium illetve AMD processzorok tetejébõl mennyit lehetne lecsiszolni a jobb hõátadás reményében. De fontolgatom, hogy egy megfelelõ géppel kipróbálom, hogy mennyit számít. De ehhez komoly lelki erõ kell, mivel 99% hogy nem éli túl a processzor a hadmûveletet. De ha valaki tud konkrét infót, forrással együtt, hogy mennyit lehet a pl. a Celeron 2-es processzor tetejébõl lecsiszolni, akkor én kipróbálnám a dolgot (E-mail).

Visszakanyarodva a teszthez megmértem, hogy a feszültség függvényében mekkora áramot vesz fel a peltier elem és ebbõl kiszámítottam, hogy mennyit fogyaszt:

A felsõ ábrán a ráadott feszültség függvényében ábrázoltam a felvett áramot. Látható, hogy nagyjából úgy viselkedik, mint egy ellenállás, vagyis az áram a feszültséggel lineárisan nõ. Az alsó ábrán ez ebbõl számított felvett teljesítményt ábrázoltam. A teljesítmény itt is nagyjából lineárisan változik. Ezért fontos, hogy megkapja a névleges feszültséget az eszköz, különben hiába költöttünk rá egy csomó pénzt, nem tudjuk kihasználni. (Ha megoldás kell, miként lehet rávenni a PC tápot erre, akkor E-mail).

Amikor én megvettem az esõ peltier elememet azonnal rohantam haza és gyorsan beépítettem. Gondolom sokan hasonlóan cselekedtek. Vagyis semmi kísérlet, névleges feszültségre kapcsoltam az eszközt és vártam a mínuszokat. Most már tudom, hogy célszerû lett volna elõbb méricskélni, és utána beépíteni, mert ekkor a hõmérsékletek kedvezõbbek lehetnek.

És most jön a poén!!! Ugye azt várná az ember, hogy ha nagyobb teljesítményt vesz fel, akkor jobban hût. De nem ez történt (lásd korábbi ábra). Ugyanis a felvett teljesítménnyel arányosan egyre jobban hõt a peltier elem meleg oldalának hõmérséklet. Ráadásul a hõmérséklet jobban nõtt mint, ahogyan a hideg oldalnak hûlni kellene. És mivel a hõmérséklet különbség adott, így végül melegebb lett a hideg oldal. Tehát akinek lehetõsége van rá, és ilyen eszközt használ, annak érdemes kipróbálni, hogy nála hány voltnál van a minimális hõmérséklet.

A melegedést úgy akarom redukálni, hogy egy nagyon vastag (kar vastagságú, már biztosan jó lesz) réz vagy alumínium lapra szerelem a peltier elemet, hogy sokkal nagyobb felületen adja át a hõt. Nagyjából olyan nagyra gondolok, mint egy egérpad. Rézbõl lenne jó, de az drága. Az alumínium pedig rosszabbul vezeti a hõt. Ezért kénytelen leszek vizet keringetni, mert az nagyon jó hõvezetõ és olcsó.

Nem adtam fel a kísérleteket, olyan dolgot találtam ki, amivel ha minden jól megy, akkor pontosan meg lehet állapítani, hogy egy tuningolt processzor adott frekvencián hány Wattal melegszik (típustól függõen). Mindez a következõképpen néz ki. Egy fém burkolatú ellenállást helyzetem a peltier elem hideg oldalára (alatta volt egy 5x5cm-es alumínium hõelosztó lap).

A képen egy másfél Ohmos ellenállás látható a 79Wattos peltier elemen. Ezt egy változtatható kimeneti feszültségû nagy teljesítményû tápegységre kapcsoltam. Tehát pontosan tudtam változtatni, hogy az ellenállás hány Wattal fûtsön. Amikor nem kapott feszültséget az ellenállás, akkor mínusz 17 fokra hûlt le. Természetesen mérés közben egy hungarocell lappal leszorítottam az ellenállást, de a kép kedvéért levettem. Tehát mínusz 17 fokról indult a rendszer, nézzük miként alakult a peltier elem hideg oldalának hõmérséklete a melegítés hatására:

Ezt lényeges mérésnek tartom. Azt már többen tapasztalták (bánatukra), hogy megvették a 79 Watt hûtõteljesítményû peltier elemet, és bizony szó sincs negatív hõmérsékletekrõl. Inkább a 20-25 fokos tartományt sikerült elérni. Hangsúlyozni szeretném, hogy a mérésnél a peltier meleg oldalát 44cm hosszú, ventilátorral "felvértezett" hûtõbordával hûtöttem. Ha vízzel hûtjük a peltier elemet, akkor nagyjából az egész görbe kb.10 fokkal (hõmérséklet) lefele eltolódik. Vagyis ott, ahol most plusz 20 fok szerepel, ott csak plusz 10 lenne.

Ha lesz idõm, akkor ráteszem a Celeron 2-es processzoromra a peltier elemet és a frekvencia függvényében nulla, illetve teljes terhelés esetén megmérem miként alakulnak a hõmérsékletek. Utána leveszem a processzorról a peltier elemet és a hideg oldalára ráteszek egy ilyen teljesítmény ellenállást. Végül akkora disszipációt állítok be, hogy a processzorral mért hõmérsékletek legyenek mérhetõek. Így viszonylag pontosan meghatározható a processzor disszipációja.

Egy alap kísérletrõl már beszámolhatok. Athlon processzorra került ilyen 79Wattos hûtõelem. A processzor 900MHz-en járt 1.85Voltról. Ekkor a processzor teljes terhelésnél 29 fokos volt. A fennti grafikon szerint ez kb. 50 Wattot jelent.

Nemcsak a peltier hideg oldalának a hõmérsékletét mértem a ráadott feszültség függvényében, hanem a meleg oldalt is:

Látszik, hogy jócskán melegedett. Nem véletlenül írtam az elején, hogy a peltier gyártók nagyon optimisták, ha azt feltételezik, hogy 27 fokon tartható a meleg oldal. Itt a maximum 41 fok volt. Ez 24 fokkal melegebb, mint kellene. Ha sikerülne tényleg vízzel vagy egyéb módon lefaragni ezt a 24 fok felesleget, akkor pl. az elõbb említett Athlon processzor teljes terhelésnél mindjárt csak 5 fokos lenne. Ez már sok-sok MHz-et jelenthet.

Az alaplapokhoz mellékelt hõmérséklet érzékelõt használtam a méréseim során, mivel az gyorsan megmutatja kis tömege miatt az adott pont hõmérsékletét. Pl. a hideg oldal így alakult 11.4 Voltos feszültség esetén:

Az a vicc, ha nem lett volna:

34 fokos a meleg oldal, hanem hidegebb, akkor terheletlenül nem mínusz 19 fokra hûlt volna le, hanem jobban. Megpróbáltam ezeket a méréseket elvégezni egy 123 Watt hûtõteljesítményû peltier elemmel is. De mint kiderült mind a két tesztpéldány kiadta lelkének nagyrészét. (Nem az én kezem alatt.) A peltier elem ugyanis nagyon könnyen tönkretehetõ. Pillanatok alatt letörik a sarka, ha nem vagyunk óvatosak, illetve köröm nagyságú darabok törhetnek le belõle, ha nem egyenletes a leszorító erõ. Ez történt mindkét 123 Wattos elemmel. A másik dolog talán nem annyira "köztudott", ha a hûtõelem "felforr", akkor utána örökre elveszíti a hûtõteljesítményének zömét. Ha valami miatt 100 fokos hõmérséklet környékét eléri, akkor kulcstartónak vagy söralátétnek használhatjuk. Nem véletlenül hívják fel a figyelmet a boltban (néha elfelejtik), hogy megfelelõ hûtés nélkül be ne kapcsoljuk! Ezért most elmaradt a 123 Wattos teszt.

E-mail