|
 Peltierji
Avtor: Goran "luni" Anders
Datum: 17.1.2000 |
čas je, da si pobližje ogledamo tudi peltierjeve celice. Te so
zadnje čase vse bolj in bolj nepogrešljive v svetu overclockanja.
Z njimi je mogoče doseči prav neverjetno nizke temperature in tako
precej bolj overclockati procesorje. Toda vse ni tako rožnato.
Delo z njimi je zelo zahtevno in nevarno, saj lahko namesto hlajenja
dosežete ravno braten učinek- gretje. Prvo si bomo peltierje
ogledali s teoretične strani, potem pa še njihovo uporabo v
praksi.
Peltierji ( ali TEC- Thermo Electric Cooling enote ) so v bistvu
toplotne črpalke. Delujejo na principu ti. Peltierjevega efekta.
Peltierjev efekt je leta 1822 odkril Jean Charles Athanase Peltier
in pravi, da se telo greje na tisti strani, na kateri dodajamo tok
in ohlaja na tisti strani, na kateri ga odvzemamo. Peltierji
vsebujejo več n- in p- polprevodnikov, ki so električno povezani
v serije in stisnjeni med dve keramični plošči. Ena stran
peltierja je ti. "Hot side", oziroma vroča stran in druga
"Cold side" oziroma mrzla stran. Toplota se po peltierju
prenaša po električni poti in tako ustvarja temperaturno razliko
med vročo in mrzlo ploščo. Največja temperaturna razlika med ploščama
je lahko različna, toda večinoma je nekje okoli 60 stopinj
celzija.
čim bolj učinkovito odvajamo toplote z vroče strani, tembolj
mrzla bo mrzla stran. Dobesedno. In tudi obratno. če ne bomo zmogli
ustrezno odstranjevati toplote z vroče strani, se bo mrzla stran
spremenila v malo manj vročo stran in peltier se bo spremenil v
zelo učinkovit radiator!
Moč peltierjev in s tem tudi njihova efektivnost se meri v
Wattih. če hočete ustrezno ohladiti procesor, morate poskrbeti za
to, da je moč peltierja vsaj enaka, kot toplota v Wattih, ki jo
oddaja procesor. Kako izračunati, koliko toplote oddaja vaš
procesor, bom povedal kasneje. Z peltierjem, ki je enako močan kot
procesor, pa je moč doseči kvečjemu hlajenje do sobne
temperature. Za boljše hlajenje je treba priskrbeti močnejši
peltier, in 70-80W peltierji bi morali zadostovati za večino današnjih
procesorjev ( ne za Athlone, ki se prav nemarno grejejo! ). Pri tem
pa je zelo pomembno, da se temperaturi procesorja in peltierja seštevata
in vaš hladilnik mora biti zmožen opraviti s seštevkom
temperatur. Za lažje razumevanje poglejte spodnjo sliko.
Za primerjavo naj povem, da se najboljši zračni hladilniki zmožni
odpraviti nekje okoli 100W toplote. Pri tem pa je potrebno opozoriti
tudi na to, da bo vsa toplota odvržena direktno v zrak v ohišju in
je zato potrebno zagotoviti superiorno prezračevanje seistema! Iz
vsega tega je razvidno, da za "Super hlajenje" navadni zračni
hladilniki niso najbolj primerni in je takšno kombinacijo izjemno
težko, če ne nemogoče izpeljati. Zato pa so za peltierje kot naročeni
vodni hladilniki. Ti za prenos toplote uporabljajo vodo, ki je dosti
gostejša od zraka in zaradi tega tudi bolje prenaša toploto. Poleg
tega pa vodni hladilniki vso toploto odvedejo iz sistema, in so
precej tišji. Problem vodnih hladilnikov pa je predvsem njihova
zakompliciranost in ceni sestavnih delov. V tem članku se z njimi
ne bomo ukvarjali bolj podrobno, če pa vas zanima več o njih pa
pojdite sem.
Pri hlajenju s peltierji pa je pomembna točka tudi kondenzacija.
Ta nastopi, ko je neko telo hladnejše od temperature zraka. Tedaj to
telo na sebe potegne vlago iz okoliškega zraka, ki se kondenzira v
kapljice. Stopnja kondenzacije in temperatura potrebna za njo pa je
odvisna predvsem od relativne vlažnosti zraka v prostoru, kjer je
nameščen računalnik. Seveda pa je voda zadnja stvar, ki si jo želimo
v računalniku! Zato se je pri peltierjih potrebno ukvarjati tudi s
primerno izolacijo. Tako poskrbimo, da zrak nima dostopa do samega
peltierja in čipa, ki ga hladimo. Za to je zelo primerna uporaba
izolirne pene, videl pa sem že primere, ko so ljudje celoten
procesor ( seveda brez konektorjev in same sredice, ki je potrebna
hlajenja ) premazali z vodoodpornim premazom. Eden najboljših člankov
o kondenzaciji in nje preprečevanju najdete na www.frostyfox.com.
Pomembno pa je tudi zagotoviti dober prenos toplote med
peltierjem in procesorjem. Peltierji so namreč precej večji kot
sredica procesorja, ki jo hladimo. Zato je pri stiku precej površine
peltierja neizkoriščene in rezultati bolj ubogi. Najboljše je v
tem primeru med procesor in hladilnik namestiti ti. "Cold
plate" ali mrzlo ploščo. To je kos dobro prevodne kovine (
aluminij, še boljše baker ), ki po velikosti ustreza peltierju.
Tako peltier s celo površino hladi mrzlo ploščo, ki pa je sama v
stiku s procesorjem. Le tako namreč pride do izraza vsa hladilna
sposobnost peltierjev! Seveda pri vseh stikih ne gre pozabiti na termalno
pasto!
Sedaj pa si poglejmo še, kako ugotoviti koliko toplote oddaja vaš
procesor. V naslednji razpredelnici je našteta večina današnjih
procesorjev in njihova proizvodnja toplote pri 4 pogojih: FSB(
zunanja frekvenca )+ 50%, FSB+50% in voltaža + 0.1V, FSB in voltaža
+ 0.2V ter FSB in voltaža + 0.3V. Seveda ta tabela ne pomeni, da
boste vi dosegli te kombinacije, je le teoretična predstava o
proizvodnji toplote pri različnih pogojih!
| Celeron Slot 1 |
W |
FSB+50% |
V |
FSB+0.1V |
FSB+0.2V |
FSB+0.3V |
| 266 |
16.6 |
24.9 |
2.0 |
27.5 |
30.1 |
32.9 |
| 300 |
18.4 |
27.6 |
2.0 |
30.4 |
33.4 |
36.5 |
| 300A |
18.4 |
27.6 |
2.0 |
30.4 |
33.4 |
36.5 |
| 333 |
20.2 |
30.3 |
2.0 |
33.4 |
36.7 |
40.1 |
| 366 |
22.2 |
33.3 |
2.0 |
36.7 |
40.3 |
44.0 |
| 400 |
24.2 |
36.3 |
2.0 |
40.0 |
43.9 |
48.0 |
| 433 |
24.6 |
36.9 |
2.0 |
40.7 |
44.6 |
48.8 |
| Celeron PPGA |
|
|
|
|
|
|
| 300A |
17.8 |
26.7 |
2.0 |
29.4 |
32.3 |
35.3 |
| 333 |
19.7 |
29.6 |
2.0 |
32.6 |
35.8 |
39.1 |
| 366 |
21.7 |
32.6 |
2.0 |
35.9 |
39.4 |
43.0 |
| 400 |
23.7 |
35.6 |
2.0 |
39.2 |
43.0 |
47.0 |
| 433 |
24.1 |
36.2 |
2.0 |
39.9 |
43.7 |
47.8 |
| 466 |
25.6 |
38.4 |
2.0 |
42.3 |
46.5 |
50.8 |
| 500 |
27.0 |
40.5 |
2.0 |
44.7 |
49.0 |
53.6 |
| Pentium II |
|
|
|
|
|
|
| 233 |
34.8 |
52.2 |
2.8 |
56.0 |
59.9 |
64.0 |
| 266 |
38.2 |
57.3 |
2.8 |
61.5 |
65.8 |
70.2 |
| 266 |
19.5 |
29.3 |
2.0 |
32.2 |
35.4 |
38.7 |
| 300 |
43.0 |
64.5 |
2.8 |
69.2 |
74.0 |
79.1 |
| 300 |
22.0 |
33.0 |
2.0 |
36.4 |
39.9 |
43.6 |
| 333 |
23.7 |
35.6 |
2.0 |
39.2 |
43.0 |
47.0 |
| 350 |
21.5 |
32.3 |
2.0 |
35.6 |
39.0 |
42.7 |
| 400 |
24.3 |
36.5 |
2.0 |
40.2 |
44.1 |
48.2 |
| 450 |
27.1 |
40.7 |
2.0 |
44.8 |
49.2 |
53.8 |
| Pentium III |
|
|
|
|
|
|
| 450 |
25.3 |
38.0 |
2.0 |
41.8 |
45.9 |
50.9 |
| 500 |
28.0 |
42.0 |
2.0 |
46.3 |
50.8 |
55.5 |
| 533B |
29.7 |
44.6 |
2.0 |
49.1 |
53.9 |
58.9 |
| 533EB |
17.6 |
26.4 |
1.65 |
29.7 |
33.2 |
36.9 |
| 550 |
30.8 |
46.2 |
2.0 |
50.9 |
55.9 |
61.1 |
| 550E |
18.2 |
27.3 |
1.65 |
30.7 |
34.3 |
38.1 |
| 600 |
34.5 |
51.8 |
2.05 |
56.9 |
62.3 |
68.0 |
| 600B |
34.5 |
51.8 |
2.05 |
56.9 |
62.3 |
68.0 |
| 600E |
19.8 |
29.7 |
1.65 |
33.4 |
37.3 |
41.5 |
| 600EB |
19.8 |
29.7 |
1.65 |
33.4 |
37.3 |
41.5 |
| 650 |
21.5 |
32.3 |
1.65 |
36.3 |
40.5 |
45.0 |
| 667 |
22.0 |
33.0 |
1.65 |
37.1 |
41.5 |
46.1 |
| 700 |
23.1 |
34.7 |
1.65 |
39.0 |
43.6 |
48.4 |
| 733 |
24.1 |
36.2 |
1.65 |
40.7 |
45.4 |
50.5 |
| Athlon 0.25 |
|
|
|
|
|
|
| 500 |
42 |
63 |
1.6 |
71.1 |
79.7 |
88.8 |
| 550 |
46 |
69 |
1.6 |
77.9 |
87.3 |
97.3 |
| 600 |
50 |
75 |
1.6 |
84.7 |
94.9 |
105.8 |
| 650 |
54 |
81 |
1.6 |
91.4 |
102.5 |
114.2 |
| 700 |
50 |
75 |
1.6 |
84.7 |
94.9 |
105.8 |
| Athlon 0.18 |
|
|
|
|
|
|
| 550 |
34 |
51 |
1.6 |
57.6 |
64.5 |
71.9 |
| 600 |
36 |
54 |
1.6 |
61.0 |
68.3 |
76.1 |
| 650 |
39 |
58.5 |
1.6 |
66.0 |
74.0 |
82.5 |
| 700 |
42 |
63 |
1.6 |
71.1 |
79.7 |
88.8 |
| 750 |
43 |
64.5 |
1.6 |
72.8 |
81.6 |
91.0 |
Formula, ki jo uporabite:
Obremenitev= (CPU default produkcija) *
(Novi FSB/default FSB) * ((Nova voltaža/default voltaža)^2)
Še
primer za Celeron 366@550, 2.3V:
21.7 * (550/366) * ((2.3/2.0)^2) = 43.1
Torej sedaj postavimo še
vso to teorijo v prakso. Za primer vzemimo našega Celerona 366, ki
smo ga navili na 550MHz in mu povečali napetost/voltažo na 2.3V.
Takšen procesor daje od sebe 41W toplote. Torej ustrezen peltier bi
moral imeti moč vsaj 41W, da bi dosegli sploh kakšno hlajenje.
Hlajenje s takšnim peltierjem bi bilo nekje na ravni sobne
temperature, seveda z ustreznim prezračevanjem sistema in uporabo
zračnega hladilnika. če bi našega Celerončka želeli ohladiti še
bolj in s tem doseči boljšo stabilnost ali mogoče višjo hitrost,
bi morali poseči po močnejših peltierjih. 70-80W peltier bi moral
zadostovati za temperature okoli 0 stopinj celzija. Seveda takšnega
bremena navadni hladilniki nebi zmogli in bi morali poseči po
vodnem hlajenju ali kakšni drugi ekstremni obliki. Več o tem v
enem prihodnjih člankov! Pri temperaturah okoli 0 C pa veliko vlogo
igra tudi kondenzacija in bi morali zelo skrbno poskrbeti, da zrak
nima dostopa do naših hlajenih komponent.
Iz vsega tega je
razvidno, da igračkanja s peltierji ni. če se želite spustiti v
take ekstremne vode hlajenja in overclockanja je potreben skrben
premislek in načrtovanje, saj drugače lahko naredite precej več
škode kot koristi. Predlagam, da si bolj ogledate stran www.frostyfox.com
in tudi www.benchmark.com. Na
teh straneh boste našli projekte z vodnim hlajenjem in peltierji,
ki nazorno razložijo vse probleme uporabe peltierjev v
praksi.
Še beseda o dostopnosti peltierjev pri nas. Do zdaj
sem jih zasledil samo v letnem Conradovem katalogu elektronike in
elektrotehnike. Dobi se več različnih enot, tako po velikosti, kot
po moči. Cene se precej visoke. Tako bi za 70W peltier morali odšteti
okoli 12.000 SIT ( cena v lanskoletnem katalogu ), kar vsekakor ni
mali izdatek. Katalog lahko naročite na www.e-trading.si.
Vsekakor
se vsega opisanega v tem članku lotevate le na lastno odgovornost.
Peltierji so lahko zelo nevarni, ampak če jih uporabljamo pravilno,
lahko odprejo povsem nova obzorja overclockanja!
|
| Dodatek 1: |
Pri uporabi peltierjev v računalnikih je vreden razmisleka tudi
problem napajanja peltierja. Predvsem močnejši peltierji ( 70+W ),
so prevelik zalogaj za navadni računalniški napajalnik. Pri nas trgovci radi privarčujejo na tej komponenti in vgrajujejo
uboge 200-235W napajalnike. Na žalost takšne rešitve ne
zadostujejo za napajanje peltierjev. Še najustreznejša rešitev bi
bila nabavka posebnega napajalnika samo za peltier. Takšna rešitev
je še posebej primerna, če imamo več peltierjev. Seveda novejši
napajalniki niso najbolj primerni za to, saj je precej težko ( za
povprečnega računalničarja ) narediti stikalo za neodvisen vklop.
Zato so še najboljši stari AT napajalniki, ki imajo na zadnji
strani posebno stikalo za neodvisen vklop. Pri overclockanju na splošno
velja pravilo, da starejših komponent ni pametno kar odvreči, saj
vse pride prav čez nekaj časa. Seveda pa ne velja pretiravati in
svojo sobo spremeniti v skladišče stare krame :).
|
|
|
