Peltier-Element im Wasserkreislauf?

[Superwip]

Bei niedrigeren Temperaturen sind aber auch noch höhere Spannungen möglich...

Und ich denke, es macht durchaus einen Unterschied ob man jetzt mit einer guten herkömmlichen WaKü etwa im Sommer 35°C Wassertemperatur und 75°C am CPU hat oder mit Chiller 10°C Wassertemperatur und 50°C am CPU, der Vorteil kann unter Umständen unterm Strich durchaus mehrere hundert MHz wert sein, denke ich

Ein wichtiger Vorteil einer leistungsstarken aktiven Kühlung ist auch, dass der Wackelpunkt Sommer wegfällt

Ein Vorteil der WaKü-Peltier Lösung gegenüber einer gechillten WaKü könnte eventuell sein, dass man damit einfacher niedrigere Temperaturen erreichen kann, da das Peltierelement ja wirklich nur den CPU selbst kühlt wodurch man einfacher mit der Kondenswasserproblematik umgehen kann

Trotzdem würde ich einen Durchlaufkühler, wie schon gesagt, einer derartigen WaKü-Peltier Lösung vorziehen, einfach wegen der höheren Energieeffizienz

 

[ruyven_macaran]

Bei niedrigeren Temperaturen sind aber auch noch höhere Spannungen möglich...

Es sind höhere Spannungen stabil, aber es nicht (wesenltich) höhere Spannungen 24/7 tauglich.

Ein wichtiger Vorteil einer leistungsstarken aktiven Kühlung ist auch, dass der Wackelpunkt Sommer wegfällt

Darin unterscheidet sich aber eine überdimensionierte Wakü nicht von einem überdimensionierten Chiller. Entweder man hat mehr als genug Leistung auf Reserve, oder man hat sie nicht.

Ein Vorteil der WaKü-Peltier Lösung gegenüber einer gechillten WaKü könnte eventuell sein, dass man damit einfacher niedrigere Temperaturen erreichen kann, da das Peltierelement ja wirklich nur den CPU selbst kühlt wodurch man einfacher mit der Kondenswasserproblematik umgehen kann

Gerade im Mainboardbereich dürfte die dauerhafte Isolierung am aufwendigsten sein - da spart man sich nur den einfachen Teil an den Schläuchen.
Davon abgesehen musst du, um überhaupt genug Peltierleistung unterzubringen, vermutlich noch größere Kupferplatten zwischenschalten - auf der Fläche eines IHS 200W Wärmepumpleistung gegen delta 30-40K zu erzielen ist afaik nicht möglich.

 

[Superwip]

Es sind höhere Spannungen stabil, aber es nicht (wesenltich) höhere Spannungen 24/7 tauglich.

Wie gesagt: ich denke, dass man da durchaus im Idealfall mehrere hundert MHz herausholen kann...

Darin unterscheidet sich aber eine überdimensionierte Wakü nicht von einem überdimensionierten Chiller. Entweder man hat mehr als genug Leistung auf Reserve, oder man hat sie nicht.

Mit einem ausreichend starken Chiller (oder jeden anderen aktiven Kühlung) kann man die Temperatur unabhängig von der Lufttemperatur konstant halten; so kann man jegliche Schwankungen unterbinden, das ist auch im Vergleich zu einer Top WaKü ein Vorteil...

Gerade im Mainboardbereich dürfte die dauerhafte Isolierung am aufwendigsten sein - da spart man sich nur den einfachen Teil an den Schläuchen.

Ein Peltier Element kühlt ja wirklich nur einen extrem kleinen Bereich; im Bereich zwischen der kalten Seite des Peltier Elements und dem CPU ist sowieso kein Platz für Kondenswasser, der CPU sollte für genug Wärme sorgen, sodass die Rückseite des CPU erst bei wirklich extrem niedrigen Temperaturen Kondenswasser unter der CPU relevant sein dürfte, der kalte untere Bereich an den Seiten des Peltier Elements ist sehr leicht zu isolieren

Damit fallen nicht nur die Schläuche weg sondern auch der Kühler selbst und auch andere Kühler im System, die kein Peltierelement haben, etwa die GraKa (bei einer CPU only WaKü oder mehreren Kreisläufen ist das aber sowieso nicht weiter relevant)

-> Ich denke jedenfalls ein System mit einer WaKü-Peltier Kombination, in der das Peltier Element so gesteuert wird, dass es die CPU Kerntemperatur immer auf sagen wir etwa +10°C hält wäre sicher einfacher 24/7 tauglich zu isolieren als eine auf -30°C gechillte Flüssigkeitskühlung oder auch eine KoKü mit dem ~selben Effekt auf die maximale Kerntemperatur

Davon abgesehen musst du, um überhaupt genug Peltierleistung unterzubringen, vermutlich noch größere Kupferplatten zwischenschalten - auf der Fläche eines IHS 200W Wärmepumpleistung gegen delta 30-40K zu erzielen ist afaik nicht möglich.

Das ist sicher ein Problem, das ganze ist eben heillos ineffizient

 

[ruyven_macaran]

Wie gesagt: ich denke, dass man da durchaus im Idealfall mehrere hundert MHz herausholen kann...

Durch eine Senkung der Kerntemperaturen von ~65° auf 35° bei konstanter Spannung? Halte ich für zu hoch angesetzt. Vielleicht mit Netburst

Mit einem ausreichend starken Chiller (oder jeden anderen aktiven Kühlung) kann man die Temperatur unabhängig von der Lufttemperatur konstant halten; so kann man jegliche Schwankungen unterbinden, das ist auch im Vergleich zu einer Top WaKü ein Vorteil...

ein 10K Vorteil, was die Schwankung angeht...

Ein Peltier Element kühlt ja wirklich nur einen extrem kleinen Bereich; im Bereich zwischen der kalten Seite des Peltier Elements und dem CPU ist sowieso kein Platz für Kondenswasser, der CPU sollte für genug Wärme sorgen, sodass die Rückseite des CPU erst bei wirklich extrem niedrigen Temperaturen Kondenswasser unter der CPU relevant sein dürfte, der kalte untere Bereich an den Seiten des Peltier Elements ist sehr leicht zu isolieren

Kondenswasser hast du, sobald du unter den Taupunkt kommst - und die Gefahr besteht, sobald du unter Raumtemperatur kühlst. Das idle zu verhindern und überhaupt eine Temperatursenkung unter Last zu haben erfordert zumindest eine aktive Regelung des Peltiers -> Aufwand.
Und die seitliche Isolierung würde ich nicht unterschätzen, denn IHS und Sockelhalterung werden definitiv kalt genug, wenn du eine echte Temperaturverbesserung erzielen willst.
Dazu kommt noch, dass du -um nicht immer mit Software rumtweaken zu müssen- vermutlich ab BIOS Einstellungen fährst, die ohne ordentliche Kühlung instabil sind. D.h. muss dein Peltier vor dem Rechner anschmeißen und kurz Vorkühlen. Kühlst du zulange vor, ist das ganze Board unter Raumtemperatur.

Damit fallen nicht nur die Schläuche weg sondern auch der Kühler selbst und auch andere Kühler im System, die kein Peltierelement haben, etwa die GraKa (bei einer CPU only WaKü oder mehreren Kreisläufen ist das aber sowieso nicht weiter relevant)

Da GPU-OC sich heute wesentlich eher lohnt, als CPU-OC, klingt das jetzt nicht nach einem Vorteil.

Das ist sicher ein Problem, das ganze ist eben heillos ineffizient

Das meinte ich gar nicht (über Stromverbrauch brauchen wir nicht zu reden), ich wollte darauf hinaus, dass es auch raumgreifend ist. Vermutlich benötigst du eine Coldplate in der Größe eines herkömmlichen Kühlerbodens, darauf ein dickes oder vier kleine Peltiers, eine Zwischenplatte, darauf eine zweite Stufe mit vier großen Peltiers und oben drauf einen sehr großen Custom- oder 4 konventionelle Wasserkühler. Und alles ab der Zwischenplatte abwärts kann eine Kondensationsfläche werden.

 

[General Quicksilver]

Das meinte ich gar nicht (über Stromverbrauch brauchen wir nicht zu reden), ich wollte darauf hinaus, dass es auch raumgreifend ist. Vermutlich benötigst du eine Coldplate in der Größe eines herkömmlichen Kühlerbodens, darauf ein dickes oder vier kleine Peltiers, eine Zwischenplatte, darauf eine zweite Stufe mit vier großen Peltiers und oben drauf einen sehr großen Custom- oder 4 konventionelle Wasserkühler. Und alles ab der Zwischenplatte abwärts kann eine Kondensationsfläche werden.

Eine Mehrstufige CPU - Peltierkühlung kannst du so nicht umsetzen, das funktioniert außer in der Theorie nicht (zumindest bei keinem vertretbarem Aufwand). Angenommen du willst 100W CPU - Verlustleistung mit der 1. Stufe um 10K bei 75K maximaler Temperaturdifferenz bei einem Wirkungsgrad von 0,6 das Peltierelements kühlen, so benötigst du schon etwa 115W Kälteleistung, was zu einer elektrischen Leistungsaufnahme des Peltiers von etwa 192W füren wurde. Also müsste bei gleichen Ausgangsbedingungen die 2. Stufe 292W abführen, wodurch du schon 337W Kälteleistung bei 562W elektrischer Leistungsaufnahme für das 2. Peltier (an der Stelle eher mehrere Peltiere) bist, so das die Kühlung 854W abführen muss.
Wenn man von 20K Temperaturdifferenz bei gleicher Verlustleistung des CPU, maximaler Temperaturdifferenz und Wirkungsgrad bei einer Stufe annimmt, benötigt das Peltier etwa 136W Kälteleistung, nimmt dann also 227W elektrisch auf und es müssen "nur" noch 327W am Kühler abgeführt werden. Nicht berücksichtigt wird dabei allerdings, das die Wärmeübergangswiderstände zwischen den einzellnen Komponenten die Differenztemperatur verringer, und das die Peltiere ihre maximale Temperaturdifferenz nur bei Vakuum auf der kalten Seite erreichen. Sehr leistungsstarke Peltiere haben auch meist nur noch einen Wirkungsgrad von 0,5, so das das ganze noch wesentlich ungünstiger für die 2 Stufige Variante aussieht. Ausserdem wird das Problem bei größerer CPU - Verlustleistung noch signifikanter, da die Verlustleistung der 1.Peltierstufe noch stärker als die CPU - Verlustleistung ansteigt. Bei ungünstigen werten müsste die 2. Stufe so beispielsweise das 5 - fache der CPU - Verlustleistung abführen. Lohnen würde sich das nur wenn du tiefer kühlen willst, als es mit einem Peltier erreichbar / sinnvoll (also in der nähe der maximalen Temperaturdifferenz) ist, nur das du dann wohl schon weit in den KW - Bereich vorgestoßen bist... Also wenn schon Peltierelement, dann nur 1 Stufe, ...

 

[Superwip]

Durch eine Senkung der Kerntemperaturen von ~65° auf 35° bei konstanter Spannung? Halte ich für zu hoch angesetzt. Vielleicht mit Netburst

Ich denke schon; wenn man bedenkt, das der Vorteil wohl größer ist als der einer Wasserkühlung im Vergleich zu einer Luftkühlung... bei Kältefreundlichen CPUs wie dem Phenom II sollten da denke ich doch im Schnitt mehr als 100MHz drinnen sein

ein 10K Vorteil, was die Schwankung angeht...

Was teilweise für ein Aufwand getrieben wird um auch nur 1K Unterschied zu erreichen, gerade im Bereich der Luftkühlung...

Kondenswasser hast du, sobald du unter den Taupunkt kommst - und die Gefahr besteht, sobald du unter Raumtemperatur kühlst. Das idle zu verhindern und überhaupt eine Temperatursenkung unter Last zu haben erfordert zumindest eine aktive Regelung des Peltiers -> Aufwand.

Ich denke eine Regelung des Peltier Elements sollte sich relativ einfach über eine abgewandelte Lüftersteuerung realisieren lassen; "relativ" im Vergleich zu den anderen Technischen Problemen, mit denen man dabei konfrontiert ist

Und die seitliche Isolierung würde ich nicht unterschätzen, denn IHS und Sockelhalterung werden definitiv kalt genug, wenn du eine echte Temperaturverbesserung erzielen willst.
Dazu kommt noch, dass du -um nicht immer mit Software rumtweaken zu müssen- vermutlich ab BIOS Einstellungen fährst, die ohne ordentliche Kühlung instabil sind. D.h. muss dein Peltier vor dem Rechner anschmeißen und kurz Vorkühlen. Kühlst du zulange vor, ist das ganze Board unter Raumtemperatur.

Am IHS sollte sich wie gesagt eigentlich kein Kondenswasser bilden können, er ist ja nicht wirklich in Kontakt mit der Umgebungsluft; der Sockel ist zwar potentiell ein Problem aber auch kein allzu großes, es bedarf, wie gesagt, sicherlich schon wirklich sehr tiefer Temperaturen, um die Unterseite des CPU nennenswert unter Raumtemperatur zu bringen

Da GPU-OC sich heute wesentlich eher lohnt, als CPU-OC, klingt das jetzt nicht nach einem Vorteil

Im Prinzip kann man ja auch genauso gut die GPU kühlen und den CPU nicht (wobei es nochmals schwerer sein dürfte die enorme Abwärme aktueller High-End GPUs abzuführen)

Das Isolieren eines Fullcover Kühlers gegen Kondenswasser ist auch vergleichsweise sehr aufwendig und man hätte immerhn noch eine herkömmliche Wasserkühlung auf der GraKa

Das meinte ich gar nicht (über Stromverbrauch brauchen wir nicht zu reden), ich wollte darauf hinaus, dass es auch raumgreifend ist. Vermutlich benötigst du eine Coldplate in der Größe eines herkömmlichen Kühlerbodens, darauf ein dickes oder vier kleine Peltiers, eine Zwischenplatte, darauf eine zweite Stufe mit vier großen Peltiers und oben drauf einen sehr großen Custom- oder 4 konventionelle Wasserkühler. Und alles ab der Zwischenplatte abwärts kann eine Kondensationsfläche werden.

Das stimmt vielleicht, trotzdem denke ich, dass das effektive isolieren unterm Strich einfacher ist als das isolieren einer klassischen, weit unter die Raumtemperatur gekühlten Flüssigkeitskühlung