Buildlog Mini-ITX Custom Cube Case mit Kompressorkühlung

NoiseBomb

Schraubenverwechsler(in)
Buildlog Mini-ITX Custom Cube Case mit Kompressorkühlung

Hallo liebes PCGH Forum,

als ersten Beitrag meinerseits würde ich euch gerne mein aktuelles Projekt vorstellen. Aktuell befinde ich mich noch in der Projektierungsphase. Deshalb folgt jetzt erstmal die Planung mit Autodesk Inventor 2018 und Fusion 360 und später der komplette Bau mit Bildern und Erklärungen.

Disclaimer: Ich betrachte das hier als Nebenprojekt zu meinem Maschinenbaustudium und werde mir deshalb zwischen den Updates Zeit zu lassen. Meine Entwürfe können Fehler enthalten und sollten nur unter Vorbehalt verwenden werden. Falls gewünscht kann ich alle CAD-Zeichnungen und zusätzliche Dokumente hochladen. Außerdem werden einige komplexere Rechnungen zur Thermodynamik und Kältetechnik folgen. Auch diese können Fehler enthalten, falls ihr solche findet bitte ich euch mir das mitzuteilen. Auch konstruktive Kritik oder Verbesserungsvorschläge sind sehr gerne gesehen. Ich bitte um einen freundlichen Umgangston.

Nun zum Thema:

Projektanforderungen:
-kompaktes und leistungsstarkes mini-ITX System mit Sockel 2066
-kompakte Kompressorkühlung mit 1,5 KW bei -15°C
-Gehäusematerial: div. Holzarten (vorzugsweise Hart), Aluminium, Kupfergitter
-gutes Kabelmanagement mit einzeln gesleevten Kabeln
-custom Kühlloop mit CPU, Grafikkartenkühler und Kühler für Spannungswandler

Das Design findet ihr in den angehängten Bildern

Hier noch ein paar Ausführungen zum Thema:

Threadripper fällt übrigens aus da ich Intel-Kind bin. Die Abwärme wird über den Kupferradiator im oberen Teil abgegeben. Dieser wird von mir selbst aus Kupferrohr und Kupferblech verlötet und wird direkt durch den Radiallüfter durchströmt. Die genaue position vom Kompressor bereitet mir aktuell noch etwas Sorgen, entweder kommt er direkt über das Mainboard oder der Sockel wird noch um 2 Ebenen erhöht und der Kompressor wandert in den Sockel. Ich bin mir auch noch nicht ganz sicher welcher Kompressor zum Einsatz kommen wird. Wahrscheinlich eine komplett gekapselte Einheit aus einem Tiefkühlschrank da diese recht leise und kompakt sind. Der Kompressor wird außerdem nochmal komplett schall gedämmt. Ansonsten bleibt als Geräuschquelle nur der Radiallüfter welcher dank Feinwuchtung und gedämpfter Lagerung auch recht leise sein dürfte.

Auch noch unklar ist momentan die genaue Lage der Grafikkarte ob Raiserkarte und wenn ja wo hin genau. Die Kühlblöcke werden im übrigen auch noch selbst gefräst und sitzen jeweils direkt auf dem Die und dienen selbst als Heatspreader. Das heißt die CPU wird geköpft und der Kühler wird mit Flüssigmetall direkt aufgesetzt und der Kühler wird durch den Bügel gehalten. Alle Kältemittel Verbindungen werden aus Kupferrohr hart gelötet.

Stichwort Modell "schneller Zugriff", hier wird das gesamte Gehäuse in 3 Baugruppen Unterteilt:
1. Oberseite Ebene 1-4: Diese enthält die gesamte Verflüssigereinheit und wird mit 2 Schnellverschlüssen angeschlossen. Hier findet der größte Teil der Wärmeübertragung an die Umgebung statt.
2. Haupteinheit Ebene 5-9: Hier sitzt das Mainboard und die Grafikkarte. Durch die untere Ansaugung des Radiallüfters sollte ein ausreichender Airflow für alle passiven Komponenten am Mb entstehen. Auch hier wird mit zwei Schnellverbindern angeschlossen.
3. Sockel Ebene 10-14(evtl.17): Hier wird zum einen das Netzteil und zum anderen vermutlich der Kompressor unterkommen. Sollte der Kompressor hier angeschlossen werden kommen hier erneut 2 Schnellverbinder zum Einsatz.
Alle Baugruppen sind leicht und Werkzeug frei voneinander zu trennen. Die Baugruppen an sich sind miteinander verschraubt. Somit ist das komplette Gehäuse demontierbar. Auch Upgrades sollten ddank schnellverbindern kein Problem sein.

Noch ein paar Fragen an die Community:

Was haltet ihr von dem Projekt?
Habt ihr Verbesserungsvorschläge?
Wo sollte ich die Grafikkarte unterbringen?
Irgendwelche Vorschläge für einen kompakten Klimakompressor?


Dominik aka NoiseBomb
 

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Interessantes Projekt.

Den Verdichter würde ich wegen des Gewichts in den Sockel verlagern, diesen dann aber nochmal extra mit Frischluft versorgen damit die Abwärme dass darüber liegende Borad nicht erhitzt.
An einer Kapsel wirst du nicht vorbei kommen, es gibt meines wissens auch welche mit 12/24V und R 600a.
Ich nehme an du spritzt über ein Kapillarrohr ein? Dann über einen Venturiverteiler auf CPU & GPU?

Kondensator in den Deckel macht wohl am meisten Sinn.

Zu den ganzen Schnellverbindern, diese würde ich auf das absolute Minimum reduzieren.
Speziell bei R 600a hast du extrem wenig KM drin und durch die Schnellkupplungen geht eigentlich immer was flöten.
 
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Kapseln mit 12V oder 24V habe ich bisher noch nicht gefunden. Wobei 230V auch kein Problem sind. Hier entscheidet unterm Strich sowieso die Baugröße. Kältemittel ist sowieso ein Thema wahrscheinlich wird es einfach R410A. R600 ist halt leicht entflammbar und nicht ganz so häufig wie R410A. Schnellverbinder werden nur im Falle eines Hardwarewechsels erforderlich. Hier ist einfach eine Rückfallebene falls mal was schief geht. Frischluft beim Verdichter ist auch klar.

Vielen Dank für deine Antwort.
 
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Dein Projekt ist nice.

Wie Schori schon geschrieben hat würde auch ich den Kompressor im Sockel einbauen und neben der Frischluftzufuhr den Sockel ggf. zusätzlich thermisch trennen, falls möglich, um bessere Temperaturen zu erreichen.
Neben den Temparaturen bietet ein tieferer Schwerpunkt bei der gewählten Gehäuseform Vorteile für die Standsicherheit des selbigen.

Viel Erfolg bei dem Projekt!
 
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R410A würde ich nicht nehmen, die nötigen Drücke sind zu hoch.
Außerdem kannst du dann beim Öffnen der Schnellkupplungen auch gleich die Anlage neu befüllen weil der Druck weg ist. :ugly:
Dann doch lieber R407 oder R134a.

R600a ist inzw. in fast jedem Kühlschrank verbaut und bei jedem Kältetechnik Händler zu haben.

Die 12/24V Verdichter haben halt keine 1,5KW, was für einen miniITX PC auch echt krass dimensioniert ist. :devil:

Hier ist z.b. so ein Winzling.
 
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Erstmal sorry das ich so lange nicht geantwortet habe. Ich habe momentan Prüfungszeit und hatte leider wenig Zeit für das Projekt.

Zum Thema:
Was das Kältemittel angeht bin ich mittlerweile entweder bei R600a oder R290 also Butan oder Propan da beides theoretisch sehr leicht Verfügbar und in der Handhabung nicht sonderlich gefährlich ist solange man keine Kippe im Mund hat :D
Die Drücke machen mir eigentlich eher weniger Sorgen da ich eh alles bis 100 Bar auslegen werde um auch Störfälle sicher abdecken zu können. Da ich eh jeden Kühlblock selbst entwerfe und fertigen lasse macht es wenig Unterschied ob ich die Materialstärke etwas höher mache als wenn ich es für 50 Bar auslegen würde. Zumal die Innenquerschnitte vermutlich ohnehin nicht so groß werden das ich mir wegen Platz oder ähnlichem Gedanken machen müsste. Einzige Ausnahme ist hier die Unterseite des Blocks da ich hier natürlich die Wärmeübertragung optimieren möchte. Dafür habe ich schon ein paar Ideen mit SLS (Selektives Laser Sintern) eine art Mikrostruktur zu integrieren. Wer mehr dazu lesen möchte kann hier Ein paar Fragen zum Laser Sintern (Rapid Prototyping (RapidX )/Additive Fertigung) - Foren auf CAD.de klicken.

1,5 kW sind natürlich sehr sportlich aber das wird schon. Die einzige Bedingung die ich bisher an den Kompressor stelle ist eigentlich die Lautstärke. Außerdem habe ich momentan Ideen einen Kühlschrank mit Gefrierfach drunter zu setzen (ja selbst gebaut). Da stelle ich mir momentan die Frage ob ich das gesammte system trenne und einfach einen Wärmetauscher mit Glykol dazwischen hänge. So könnte ich die gesamte Kältetechnik in den Kühlschrank setzen und lege einfach Glykolleitungen in den Cube. Dann könnte ich den oberen Wärmetauscher im Cube auf Wasser (wenn ich Wasser sage meine ich Glykol) auslegen und einfach 2 Schnellkupplungen verbauen um den Cube mitnehmen zu können. Natürlich würde das das ganze Projekt etwas ad absurdum führen aber für mich klingt es tatsächlich nach einer praktischen Lösung. Einen richtigen Kühlschrank brauche ich sowieso endlich mal in meiner Studentenbude und ganz ehrlich wer wünscht sich keinen Kühlschrank am PC... So hätte man halt beides unabhängig voneinander und könnte den PC sogar transportieren ohne sich nen Bruch zu heben. Auch das Problem der Kondensation ließe sich so etwas besser eindämmen. Allerdings wäre das ganze dann auch eine recht komplexe Aufgabe in Sachen Kältetechnik. Wenn ich die Zeit finde mache ich mal ein Strang Diagramm von der Anlage und mache ne komplette Auslegung. Nur mal für den Überblick: 2 Wärmetauscher fur den Kühlschrank (normal und tief kühl) und einen Wärmetauscher für den PC. Der Verdichter müsste bestenfalls komplett regelbar sein und ich bräuchte entweder 3 Expansionsventile oder müsste die Anlage mit Kapillarrohr sehr genau auslegen um alle Temperaturen im Griff zu halten. Das ist schon etwas mehr arbeit als einfach nur den PC zu kühlen da ja gerade der PC ja sehr schwankende Kühlleistung erfordert. Hier ist die Frage wie man sowas überhaupt steuern kann oder sollte zwecks Ausfallsicherheit fällt ein einfacher Arduino denke ich eher aus. Ich denke an eine Siemens LOGO oder sowas, da ich mit dem System klar komme und ich dann ja eigentlich alles wichtige machen kann. Viel Einstellmöglichkeiten will ich ohnehin nicht, nur ein Schalter für Normalbetrieb und eine für OC. Und dass ließe sich ja ganz gut über software machen.
Wenn ich dass alles so umsetze werde ich aber eher auf einen großen schweren Verdichter setzen der eine gewisse Laufruhe und Langlebigkeit hat. Das ganze würde dann aber eher über 230V laufen.
 
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