Chlazení CPU na 2 °C

Jakákoliv součástka jíž prochází elektrický proud se zahřívá. Některá míň některá víc. Abychom nemuseli některé zapojení konstruovat pořád dokola výrobci toto zapojení realizují za nás a zapouzdří. Díky takto nově vzniklým součástkám, jdou realizovat složitější obvody. Při poruše nějaké součástky se musí vyměnit celý zapouzdřený blok. Vznikají tedy integrované obvody, mikroprocesory, procesory. Čím více tedy součástek v pouzdru je tím větší vzniká teplo. Dnešní procesory obsahují až několik miliónů tranzistorů. Díky tak velkému počtu stoupá teplota až k 300 °C. Firma Intel nedávno oznámila že vyvinula technologii balení označovanou Bumpless Build-Up Layer nebo BBUL přistupuje k balení procesorů zcela odlišně od současné praxe oddělené výroby procesorové matrice a jejího pozdějšího spojení se zbytkem procesoru. Díky tomu má procesor více jak miliardu tranzistorů. Například procesor s označením x86 má 1,9 miliardy tranzistorů.

V počítači máme hned několik takových zapouzdřených celků co produkují velice hodně nepotřebného tepla. Jedná se o procesor, grafický čip, chipset, a dále pak zařízení co produkují také teplo ale ne až tak výrazně a to jsou operační paměti, pevné disky, zdroj, atd..

Takto zahřívající se komponenty výrobci osazují pasivními nebo aktivními chladiči. Čím máme zařízení výkonnější tím musíme mít i výkonnější chlazení proto začali vznikat obrovské, celoměděné, Heat-Pipe chladiče nebo dokonce celé vodní systémy.

Pokud máte doma počítač, a chcete z něj dostat maximum aniž by jste museli kupovat drahé nové komponenty musíte jej začít pořádně chladit a pokud ho máte dobře chlazen ještě můžete i přetaktovat.

Nejlepší by bylo kdyby teplota byla co nejnižší a pohybovala se kolem bodu mrazu nebo také pod ní jak toho docílit? Je hned několik možností jak na to. Popíšeme si zase 3 metody ale realizovat budeme jen jednu.

První metoda je že si obstaráme tzv. Mražákové chlazení jedná se o komplet expanzního kompresoru stejného jako je v mražáku na potraviny a tento set jen upevníme na procesor popřípadě grafickou kartu. S tímto kompletem budeme dosahovat i -50 °C což je pro taktování velká výzva.

Zápory :

- Obrovská pořizovací cena která se pohybuje okolo 15 000 Kč i více.
- Nutnost mít case typu Big Tower.
- Velká hlučnost.
- Nutnost nalakovat okolí procesoru nebo grafického čipu, ve vzduchu jsou obsaženy vodní páry a ty by v podobě námrazy zkratovaly bud samotný procesor nebo nějaké další součástky na desce či GPU.

Klady :

- Veliké podchlazení čipu.
- Nemožnost zanesení prachem.

Mražákové chlazení instalované v PC.

Druhá metoda je že si obstaráme vodní chlazení a výměník tepla vložíme do mražáku na potraviny. Tímto kompletem budeme dosahovat teplot okolo -5 °C.

Zápory :

- Velká pořizovací cena jen vodní chlazení stojí od 3 do 10 tisíc korun.
- Při chlazení do záporných hodnot taktéž nutnost lakovat desku či grafickou kartu.
- Pokud nemáte mražák hned vedle pc tak si musíte pořídit výkonnou vodní pumpu.

Klady :

- Obrovská tichost.
- Možnost chlazení do záporných hodnot.
- Nemožnost zanesení prachem.

A jako poslední si uvedeme možnost chlazení peltierovým (termoelektrickým) článkem. Co to vůbec peltierův článek je? Termoelektrické články využívají Peltierova jevu, který je popisován jako vznik teplotního rozdílu ve spoji dvou různých kovů při průchodu proudu, způsobený pohybem volných nosičů náboje mezi rozdílnými hodnotami Fermiho hladin uvedených kovů. Teče-li proud z vnějšího zdroje daným spojem stejným jedním směrem, pak se spoj ochlazuje, při změně toku proudu směrem opačným se spoj ohřívá. Účinnost závisí na druhu kovů a na jejich teplotě. Peltierův článek se skládá ze dvou polovodičových tělísek a spojovacího můstku, které zprostředkovávají jednak přívod elektrické energie a jednak absorbují a vyzařují teplo. Peltierovy články se obvykle spojují do série ve větší celky, tzv. chladící termobaterie. Peltierovy termobaterie umožňují reverzní režim, otočením polarity napájecího proudu můžeme topit nebo chladit. Tento jev funguje i v opačném případě. Zahříváme-li jednu stranu článku a druhou ochlazujeme, naměříme na vývodech napětí. Výhodou Peltierových termobaterií je soustředění chladícího nebo topného účinku na velmi malou plochu. Zařízení je spolehlivé a teplota se dá regulovat změnou velikosti napájecího proudu. Baterie mají plochý tvar, takže ohřev nebo chlazení dané plochy je rovnoměrné.

Hlavní výhody:

- chlazení v libovolné poloze
- přesná regulace teploty
- nemají žádné mechanické části
- nejsou hlučné
- vysoká spolehlivost
- možnost modulární stavby
- možnost ohřevu i chlazení stejným modulem (změnou polarity proudu)

Peltierův článek 144 W 4*4 cm.

Všem už je asi z předchozího textu jasné jak budeme procesor chladit. Vypneme počítač a demontujeme chladič procesoru pod ním se nachází procesor s teplovodivou pastou. Pastu očístíme z procesoru i chladiče. Chladič budeme potřebovat proto ho nikam nevyhazujte ani na nic jiného nepoužívejte.

V elektro obchodě si pořídíme peltierův článek. Já si ho obstaral jako vždy v GM electronic tam mají na výběr asi z 30 druhů článků jak po stránce výkonu tak ohledně velikosti. Můj článek je veliký 40 * 40 * 3,4 mm. Napájecí napětí je 14,4 V a 10A =144 W a stojí 165 Kč. Kde teď ale vzít takové napětí a proud? Při pohledu na spínaný zdroj ATX v PC zjistíme že například při 12V dokáže dodávat až 28A některé zdroje dokáží dodat až 35 nebo i více, z toho nám plyne že použijeme k napájení zdroj ATX v počítači.

A teď k samotné montáži. Článek má dva vodiče černý a červený přiložím tedy + na + a – na – zjistíme která strana chladí a která hřeje. Od výroby na jedné straně je napsáno jeho číslo a zapíšeme si jestli tato strana hřála nebo chladila. Na procesor kápneme trochu teplovodivé pasty a na ni položíme peltierův článek tou stranou co chladila. Opět kápneme teplovodivou pastu na článek a přiložíme původní chladič ten by se měl zvednout cca o 3,5 mm, proto záleží na typu původního chladiče jestli půjde normálně dopnout nebo ne. Pokud by nešel tak zkusíme improvizovat. U mě nešel a to jsem měl socket 939 ten má po stranách dva úchyty které zatlačíme do zdířek. Mě se tyto úchyty nedostali až do dírek cca o 2 mm proto jsem vzal kousek tenkého drátku a tyto packy jsem přivázal drátkem aby se neotevřely. Když jsem toto chlazení instaloval u kamaráda spona šla normálně dopnout.

Schéma montáže článku.

Nyní zapojíme článek do ATX na 12 V větev. Článek je konstruován sice na 14,4 V ale při použití nižšího napětí se jen sníží výkon článku, takže se nic neděje. Ještě jsem přišel na fakt že článek při zapojení nejede na maximální výkon. Proto aby jel na maximální výkon musíme tu ohřívající stranu pořádně chladit při použití boxovaného chladiče jel článek tak na 55% po zakoupení nového velkého chladiče se výkon šplhal k 80%. U mě ani 100% dosáhnout nešlo díky použitému napájecímu napětí.

Zapneme počítač a nainstalujeme nějaký program co nám bude zobrazovat teploty z teplotních čidel. A výsledek?

- V biosu při použití boxovaného chladiče teplota CPU 10 °C.
- S novým chladičem 2 °C
- Ihned po hraní her (zátěžový test) teplota 5 °C.

Teplota s boxovaným chladičem.

Teplota po zátěži s novým chladičem.


Klady :

- Nízká pořizovací cena 165Kč + 260Kč chladič.
- Spolehlivost.
- Rozměry.
- Při použití výkonnějšího článku kdy by teploty sahaly do minusových hodnot není potřeba žádného lakování článek je přesně velký jako procesor a druhá strana hřeje :) .
- Nízká odezva (po zapnutí okamžitě chladí).

Zápory :

- Nutnost mít min 350W zdroj.
- Možnost zanesení aktivního chladiče prachem a snížení účinnosti.

Peltierův článek jde použít jak na CPU, GPU tak i na chipset,pevný disk,či zdroj. Musíme však pak počítat se zvýšeným odběrem proudu a dokoupit popřípadě silnější zdroj.

A tradáááááááá je hotovo.

Created by Mipi :)