nanoCoolers: non più metallo liquido ma pellicole termoelettriche

[Langley]

Originariamente inviato da vink

Oltretutto bisogna considerare che visto che la cella di peltier fa da pompa di calore, creando di fatto un lato freddo dal quale viene trasportato il calore al lato caldo, non c'è rischio che il calore del dissipatore possa scaldare a sua volta la CPU. In pratica potremmo considerare il sistema come composto da due sottosistemi separati "isolati" (il termine è improprio, ma concedetemelo) tra loro.
Il primo costituito dalla CPU con la peltier appoggiata sul die, che riesce a spostare tutto il calore prodotto sull'altra faccia, il secondo costituito dal sistema di raffreddamento vero e proprio, che può anche essere un normale sistema ad aria.
Il vantaggio è che fino a che il sistema lavora in regime ottimale, la CPU sara sempre a temperatura d'esercizio anche se il dissipatore lavorerà a decine di gradi sopra. Ovviamente ventole od altri sistemi di raffreddamento devono essere adeguati a smaltire il calore prodotto dalla CPU e dal comsumo della peltier.

Bellissima sta cosa raga... ci ritroveremo con la nostra GPU con sopra una bella cella e poi sopra ancora una mega ventolazza da 80db dual slot... ma il fatto è che c'è gente che le pensa queste cose....assurdo! Allora non è meglio utilizzare un sistema a peltier normali? E' un po come se volessero immettere sul mercato un sistema di raffreddamento a pelt molto "friendly"... odio ste cazzate... a sto punto datemi la AS5 e un buon dissipatore ad aria al limite se ho voglia di mettere una pelt mi faccio l'impianto io...

[MiKeLezZ]

Originariamente inviato da Lelevt

E' vero che l'energia assorbita dalla cella peltier deve essere poi dissipata, ma a parità di temperature del core del processore, con la petier in mezzo il dissipatore risulta più caldo, e quindi risulta più facile asportarne il calore con aria (o liquido), quindi il dissipatore può essere più piccolo o utilizzare una portata minore di aria.
Esemplificando, per dissipare 100 Watt con aria, se in ingresso è a 30° e in uscita a 40° ti serve una portata di aria di 100, se l'aria in ingresso è a 30° e in uscita a 50° ti serve una portata d'aria di 50.

Scusate ma qua cadiamo nel ridicolo.
Ci son 60W da dissipare, un dissipatore in rame + ventolina (dispendio energetico per la dissipazione = quasi nullo) è più che sufficiente
Perchè dovrei AGGIUNGERE 40W per dissipare 60W, che già riesco a dissipare egregiamente? Poi dentro al case avrò 100W totali, che sia li CONSUMO, sia li devo dissipare.
Ci son dei benefici ad avere 20°c sulla CPU invece che 35°c?
Quando poi il case ti sta a 60°c invece che 50°?
NO
Quindi è INUTILE. Punto.

[liviux]

Originariamente inviato da lucusta

come lo smaltiscono il calore da 0.5cm2, appoggiandoci un iceberg sopra?

Solo la punta dell'iceberg.

[bjt2]

Ci sono dei vantaggi ad avere la CPU a temperature più basse: minore elettromigrazione ed addirittura consumi inferiori (il leakage aumenta esponenzialmente con la temperatura, mentre la potenza "utile" aumenta linearmente con latemperatura)

Ma anche se non ci fossero vantaggi in questo senso, qui vi sfugge il miglior vantaggio: non è vero che ci vule una ventola più grande... anzi!

Mi spiego:

La temperatura a cui va a regime una CPU è quella all'interno del case, più il prodotto della potenza da dissipare (il consumo della CPU) per la resistenza termica dell'insieme DIE-PLACCA-DISSIPATORE-ARIA.

Cioè:

Tcpu = Tambiente + Pcpu * Rdie/aria

(scusate... so' ingegiiiiere, se non metto una formula mi sento male ...)

Per la potenza della CPU possiamo fare poco e comunque non è un nostro problema in questo momento . Per la temperatura all'interno del case... IDEM ...

Possiamo abbassare la resistenza termica... DIE-PLACCA-DISSIPATORE, possiamo tenerlo basso con paste termoconduttive e/o rimuovendo la placca, comunque non è il termine che incide maggiormente. Il termine DISSIPATORE-ARIA è quello che incidedi più e possiamo abbassarlo nei seguenti modi:

- Materiale del dissipatore più "pregiato": argento meglio di rame, meglio di alluminio...
- Superfice dissipante maggiore -> dissipatore più grande.
- Ventola, che asporta più calore del solo dissipatore ad aria, diminuendo virtualmente la resistenza termica.

L'ultimo punto è importante, perchè ci indica un'altra direzione: ci sono altri modi per diminuire virtualmente la resistenza termica?

Si. Ecco come: la dissipazione avviene perchè ho una superficie calda (il dissipatore, che sarà giusto a qualche grado meno della CPU) ed una fredda. Maggiore è la differenza di temperatura, maggiore è il calore dissipato. Se trovo un modo per aumentare la temperatura del dissipatore... dissipo più potenza E POTREBBE NON ESSERE NECESSARIA UNA VENTOLA: quindi un processore che normalmente non è fanless, lo diventa. Questo è difficie farlo anche con i migliori WB...

Ma veniamo al dunque: le peltier sono delle pompe di calore. Scaldano di più il dissipatore E NEL CONTEMPO raffreddano la CPU. Questo effetto non si può ottenere con nessun WB o ventola: NON SI PUO' scendere sotto la temperatura ambiente. Con una cella di peltier SI.

Ma fino ad ora c'erano dei problemi: il principio fisico è il seguente: in giunzioni tra materiali diversi, si fa passare una corrente. Alla giunzione si crea una D.D.P. (bassissima) che, moltiplicata alla tensione, da la potenza teorica necessaria, se non ci fossero le perdite, al trasporto del calore. Ma ci sono le cadute ohmiche e quindi effetto joule! Questo perchè il materiale più promettente per una cella è un semiconduttore (Bismuto di qualcosa ). Per questioni, credo, economiche, fino ad adesso le celle erano fatte con dei pezzi di semiconduttore spessi qualche millimetro, quindi con effetto joule tremendo! Ricordo che la resistenza è proporzionale alla lunghezza del materiale (in questo caso lo spessore) e inversamente proporzionale all'area. Quindi per limitare l'effetto joule, bisogna ridurre lo spessore od aumentare l'area. Con le attuali celle siamo a perdite dell'ordine dei 70W per effetto joule, per portare via 50W da una sorgente calda.

E' per questo che non sono molto diffuse: nella formula di sopra, alla Pcpu, si deve aggiungere la Pcella. Quindi i vantaggi vengono in parte persi per questa potenza aggiuntiva.

Le nuove celle hanno spessore dei microns (migliaia di volte in meno la resistenza), ma area 30 volte inferiore, quindi in totale mi aspetto perdite decine di volte inferiori, dell'ordine del watt per 50W spostati. Ciò non toglie che il consumo di questa cella sia un watt: al watt di perdite va aggiunta l'energia necessaria per spostare il calore, che non so, al momento, calcolare (dovrebbe essere legata alla differenza di entropia tra prima e dopo...), ma che comunque non contribuisce al calore generato, ma solo al consumo di potenza dall'alimentatore.

Se queste potenze fossero accettabili ed anche il costo di queste celle... si potrebbero sostituire anche i condizionatori, che sono meccanici ed hanno quindi minore affidabilità...

In conclusione: dovrebbero essere una rivoluzione. Tutto sta nel costo.

[lucusta]

Commento # 19 di: xeal:
-....Scusa, non ho capito bene questo passaggio. Parli di peltier più "tradizionali" e più grandi di queste thin film tec, giusto? Oppure pensi ad una (possibile? ) cella con differenti dimensioni tra le due facce?? ..-

peltier tradizionale; come specificato nel post questa e' la prima volta che leggo di questa tecnologia, mentre sulle peltier, anni fa', ho fatto una buona esperienza (ho anche una peltier da pochi watt da 1.5x1cm, rarissima).

piu' che di peltier con facce di differente superficie conviene usare dei cold plate a tronco di piramide, anche se i vantagi non sarebbero molto piu' elevati, in quanto la diffusione del calore non sarebbe ne ostacolata, ma nemmeno favorita piu' di tanto*...

*piu' o meno, in quanto la direttrice data dal lato obbliquo potrebbe aiutare sensibilmente a diminuire la latenza della diffusione.. ci sarebbe da fare due conti..

[xeal]

Originariamente inviato da MiKeLezZ

Perchè dovrei AGGIUNGERE 40W per dissipare 60W, che già riesco a dissipare egregiamente? Poi dentro al case avrò 100W totali, che sia li CONSUMO, sia li devo dissipare.
Ci son dei benefici ad avere 20°c sulla CPU invece che 35°c?
Quando poi il case ti sta a 60°c invece che 50°?

Il vantaggio potrebbe esserci, oltre che per i motivi (elettromigrazione, possibile minor leakage) elencati da bjt2, anche in considerazione dei maggiori problemi di dissipazione che si potrebbero incontrare nei futuri processi produttivi con un maggiore livello di miniaturizzazione e un numero crescente di core per die: da un lato diminuiranno (leakage permettendo) i consumi, dall'altro diminuirà la superficie utile per la dissipazione e/o aumenteranno gli elementi caldi all'interno del die, con un calore potenzialmente sempre meno uniformemente distribuito (parti più "attive" di ciascun core che potrebbero costituire dei punti caldi diffusi o, peggio, concentrati in alcune aree - ad esempio per esigenze di layout, interfacciamento dei core, ecc.) e più difficile da dissipare. Una peltier potrebbe contribuire a spostare il problema dal die del processore, delicato, alla superficie esterna della cella, che presumibilmente sopporterà meglio le difficolta di dissipazione (legate alle ridotte dimensioni).

[xeal]

x bjt2:

I sistema passivo che suggerisci è interessante, specialmente se queste thin film (o loro evoluzione/eredi tecnologici) riusciranno a funzionare con perdite di un paio di Watt. Però bisognerebbe (bisognerà) anche curare attentamente il problema del ricambio d'aria all'interno dei case e renderlo adeguato allo smaltimento del calore interno, in modo da evitare o almeno minimizzare quanto più possibile eventuali fenomeni di stagnazione interna. Questo perchè l'aumento di temperatura dell'elemento più caldo del sistema, congiuntamente all'apporto di calore ovviamente costante durante il funzionamento della macchina (nel senso che il calore smaltito viene costantemente "sostituito" da altra potenza da dissipare), tenderebbe inevitabilmente a far aumentare la Tcase, e questo potrebbe, con un ricambio non ottimale, rivelarsi (potenzialmente) deleterio per i componenti più "freddi", che scaldano di meno e hanno tendenzialmente tolleranze minori, soprattutto, temo, in sistemi btx, in cui l'aria immessa raffredda prima la cpu, poi gli altri componenti, che rischierebbero maggiormente di avere un minor "margine" per dissipare il proprio calore: senza una buona portata in immissione e una buona estrazione (mi fido poco dei proclami sulla sufficienza di una sola ventola in immissione, oltre alla ventola dell'alimentatore, specie se pensiamo di mettere una peltier con una T-hot superiore di 20-30 gradi - sparo - a quella che avrebbe un dissipatore "convenzionale" sia sulla cpu, sia sulla gpu) e in presenza di stagnazione locale all'interno del case, temo si potrebbe raggiungere una Tcase prossima alla T-hot della/e peltier presente/i, o comunque sufficientemente vicina alla temperatura dei componenti meno caldi da poterne ostacolare la dissipazione (non si rischia, insomma, di accentuare quello che è un problema già presente in una certa misura nei sistemi attuali e potenzialmente maggiore nei - futuri? - btx? ). E' anche vero che, pur aumentando la temperatura degli elementi più caldi, non aumenterebbe (nell'ipotesi di perdita minima nella peltier) significativamente la quantità di calore dissipato, ragion per cui servirebbe un tempo non certo breve per raggiungere l'equilibrio tra Tcpu e Tcase, e di conseguenza il dimensionamento delle ventole - e relativa portata - per il ricambio, e lo studio del flusso d'aria all'interno, potrebbero non essere un problema troppo dissimile dall'attuale; bisognerebbe sapere qualcosa in più su queste thin film (potenza assorbita, delta T hot-cold, ecc.) e fare due caldi, ma anche valutare la temperatura dei vari componenti e le loro tolleranze, poichè sottovalutando il problema ci si potrebbe ritrovare con una Tcase molto vicina alla "vecchia" Tcpu (esagero? ). Lapalissiano dire che a tempo debito tutti i calcoli del caso verranno fatti (ma se dico che è così ovvio allora forse è meglio che mi stia zitto su tutto il resto ).

Altro dubbio: considerate le esigue dimensioni di queste peltier, non c'è il rischio che un eventuale salto di temperatura elevato tra le due facce ne comprometta le caratteristiche meccaniche?

Un'ultima cosa: l'idea di usare questa tecnologia per realizzare pompe di calore senza (alcuni) componenti meccanici e riducendone i consumi (ove accadesse realmente, come ci si può aspettare, del resto, e giustamente hai fatto notare). Comunque qualcosina di meccanico dovrebbe restare: tralasciando le problematiche di umidificazione/deumidificazione, dovremmo comunque forzare in qualche modo la circolazione dell'aria per ottenere lo scambio di calore con entrambi i lati della peltier, per un motivo credo abbastanza semplice: il calore dobbiamo spostarlo dall'interno verso l'esterno (condizionamento estivo) e viceversa (inverno), ma le pareti di una casa sono... leggermente più spesse di pochi micron!

[xeal]

x lucusta:

Ok, capito . Una chicca quella peltier

[bjt2]

Completamente daccordo. Il primo punto si può risolvere mettendo le peltier a tutti i componenti, oppure usare il case come dissipatore: vi ricordate quel case che era un mega dissipatore con le heatpipe? Beh... togliete le heat pipe e mettete delle peltier ed avete un PC completamente fanless!

Il secondo punto: mi riferivo sopratutto all'affidabilità .Il punto più critico di un condizionatore è il compressore. Nella mia auto c'è una perdita che mi costringe ogni anno a ricaricare il circuito, senza contare che per un malfunzionamento del pressostato ho rotto il compressore... Converrai con me che il problema di affidabilità maggiore è quello e non le ventole. In un condizionatore da casa, poi il problema rumore è minimo, perchè il compressore è fuori nel "valigione". Ma i vantaggi maggiori sono di affidabilità, ingombro e, se le perdite sono quelle che ho prospettato, probabilmente consumi energetici inferiori. L'unico problema è il costo: credo che ora sia alto per l'effetto novità, ma se non ci sono problemi di yield (mi riesce difficile che ci siano: non è un IC...), potrebbero essere pezzi molto convenienti...

[xeal]

x bjt2

Il case con le heat pipe non lo ricordo, se recuperi il link postalo, sono curioso

L'idea del case-peltier non è male: la cella potrebbe essere sul lato opposto a quello con i componenti (funzionerebbe meglio con i case orizzontali, ma anche con i vari formati tower si dovrebbe ottenere una buona convezione), l'unico neo sarebbe la problematicità nel toccare il case

Tempo fa si parlava anche di nanotubuli che sfruttano il potere dispersivo delle punte per creare un venticello elettronico e spostare molto rapidamente l'aria, con risultati teorici paragonabili a un buon sistema a liquido, però non so quanto sarebbe conveniente far circolare cariche elettrostatiche all'interno del case... Però si potrebbe una "ventola" di questo tipo in estrazione, spingendo le cariche verso l'esterno del case e cercando di creare un risucchio all'interno, in modo da richiamare aria da un'apertura all'estremità opposta (e più in basso). Studiando un po' i flussi all'interno si potrebbe ottenere una portata sufficiente ad ottimizzare il raffreddamento con le peltier... Masssì, dai, mettiamoci anche le nanoram o le magnetic ram al posto della ram e degli hd, magari puntiamo su queste tecnologie anche per sostituire i dischi ottici e tutto diventa noiseless!

Per il discorso condizionatori, chiaro che ti riferivi al compressore (e tutto l'apparato col fluido refrigerante). Costi permettendo, si potrebbe estenderne l'uso anche a frigoriferi e condizionatori, un po' di rumore in meno e magari riduciamo i consumi anche li (di questo passo finirà che cercheremo di inventarci un motore termico che sfrutta la peltier per sottrarre calore all'ambiente e convertirlo in lavoro con qualche ciclo ). Se il tuo ragionamento quadra e possiamo in prima approssimazione valutare le perdite per effetto joule con un comportamento ohmico lineare (semplice proporzionalità diretta e inversa con la lunghezza e la sezione del conduttore) e supponiamo che questo comportamento si manifesti allo stesso modo all'aumentare della potenza dissipata (dovremmo vedere cosa effettivamente succede nel materiale in questione, ma se anche calcolassimo un millesimo della potenza effettivamente persa sarebbe comunque conveniente ai fini del condizionamento), prendendo come riferimento la piccola peltier da 0.5 cm2 che consuma pochi Watt per trasferire 50W di potenza da dissipare contro i 70W della peltier al tellurio-bismuto da 16 cm2, se consideriamo una cella da un m2 (un bel "cellone" spesso sempre pochi micron), sempre che sia possibile realizzare un'unica cella di quelle dimensioni, avremmo un consumo inferiore dell'ordine non delle decine, ma delle centinaia di migliaia di volte (una superficie - sezione del conduttore - 625 volte più grande e uno spessore - lunghezza del conduttore - circa 1000 volte più piccolo). In queste condizioni, supponendo di voler trasferire 3500 Joule di calore al secondo (i 3500W di cui parlavi nell'altro post), ovvero 70 volte i nostri 50 W da cui siamo partiti, e supponendo che il nostro modello lineare sia così grossolano da aver calcolato solo l'uno per mille della potenza consumata (o almeno quella dispersa, che non credo sia molto lontana dal consumo totale), allora avremmo realizzato un condizionatore da... 8W!!! E se poi l'errore fosse ancor più grossolano (ma credo che adesso potremmo parlare di consumo totale, magari lasciando da parte le ventole) e arrivassimo a 80W, sarebbe comunque un risultato eccellente!

Un'ultima cosa: in una peltier si può invertire la direzione della trasmissione di calore (non ricordo bene, a fisica tecnica non abbiamo approfondito molto la peltier, magari vado a spluciare i testi)? Sarebbe perfetto per realizzare un condizionatore per tutte le stagioni . In ogni caso, il modo lo si troverebbe facilmente, magari nel periodo in cui serve l'inversione immettiamo all'interno l'aria esterna (venuta a contatto con la faccia calda/fredda) ed espelliamo quella interna (venuta a contatto con la faccia fredda/calda), oppure si potrebbe semplicemente ruotare la cella (arrotolandola e srotolandola ).

Bye

[bjt2]

Per quanto riguarda il case... ecco il link:

http://www.hwupgrade.it/news/cpu/10561.html

Per quanto riguarda i consumi. Le perdite per effetto joule possono essere dell'ordine dei W, ma il consumo non è detto che sia poco: possiamo modellare lacella di Peltier un po' come si fa con i motori elettrici (escluse induttanze). Ossia una resistenza (che simula le perdite per effetto Joule) e un generatore di tensione che simula la FCEM (forza contro elettro motrice). Questa ultima, per i metalli (effetto Seebek, mi pare) è pochi millivolt. Moltiplicando per la corrente necessaria (il calore Q trasportato è proporzionale alla corrente), si ottiene la potenza necessaria, che moltiplicata per il tempo da l'energia, ossia il lavoro, necessario per spostare il calore, che, per uno dei principi della termodinamica (mi pare... ) dovrebbe essere uguale alla differenza di entropia, che dipende dal "calore" che ha un corpo.

Si: il processo è invertibile. Invertendo la corrente si invertono i flussi di calore.

In conclusione: le perdite sono basse, ma comunque ci vuole energia per vincere la tendenza naturale del calore di andare dal corpo caldo a quello freddo. Per questo il "motore" che tu auspichi non si può fare... Ci sarebbe altrimenti il moto perpetuo . In sostanza l'energia che ricaveresti dovresti metterla per alimentare la peltier... Perchè l'energia assorbita dipende sia dall'effetto Joule (perdite), sia dalla FCEM, che simula l'assorbimento di energia necessario a spostare il calore.

[lucusta]

Commento # 49 di: xeal:
-..Il case con le heat pipe non lo ricordo, se recuperi il link postalo, sono curioso..-

ecco una review in italiano, e a quanto ricordo ha un costo vicino ai 1000 euro compreso alimentatore.
http://www.hw-vault.com/articolo/118/

comunque si ha sempre bisogno di una buona ventilazione interna, e percio' non e' del tutto fanless;
la scheda madre ha molti componenti e chip che scaldano, oltre ai chipset, e non e' mai prudente eliminare totalmente il raffreddamento su questi componenti.
anni fa' esisteva un supercase ad immersione in PFPE (un liquido dielettrico), ma contando che 1 litro del liquido aveva un costo di 500 euro, si puo' immaginare a che livelli si era (il raffreddamento era simile ad alcuni sistemi cray).

[xeal]

Originariamente inviato da bjt2

Per quanto riguarda i consumi. Le perdite per effetto joule possono essere dell'ordine dei W, ma il consumo non è detto che sia poco: possiamo modellare lacella di Peltier un po' come si fa con i motori elettrici (escluse induttanze). Ossia una resistenza (che simula le perdite per effetto Joule) e un generatore di tensione che simula la FCEM (forza contro elettro motrice). Questa ultima, per i metalli (effetto Seebek, mi pare) è pochi millivolt. Moltiplicando per la corrente necessaria (il calore Q trasportato è proporzionale alla corrente), si ottiene la potenza necessaria, che moltiplicata per il tempo da l'energia, ossia il lavoro, necessario per spostare il calore, che, per uno dei principi della termodinamica (mi pare... ) dovrebbe essere uguale alla differenza di entropia, che dipende dal "calore" che ha un corpo.

Dunque, qualche formula l'avrei trovata, ma non so se siano abbastanza precise nel caso di semiconduttori "immersi" in un isolante (il testo non è recentissimo, volendo si potrebbero calcolare i contributi di ogni microelemento più la conduzione di calore ed elettricità più o meno piccola nell'isolante - mi pare di aver capito, da una piccola ricerca, che attualmente la conduzione termica nell'isolante sia comunque un deficit - ma non ho dati sufficienti per provarci), e non sono se a livello microscopico intervengano altri fenomeni di cui tener conto...

In rete si trova poco (che non sia a pagamento, a parte qualche slide in powerpoint o qualche pdf con pochissimi dettagli); di interessante ho trovato questo brevetto americano, che sembra un po' la base della tecnologia dei thin film tec: si parla, come possibile applicazione, di una peltier basata su Bi2Te3/Sb2Te3, spessa complessivamente 500 micron, costituita da un superlattice e strutture di tipo "quantum well" (dovrebbe lasciare alle particelle libertà di movimento al più in due direzioni; alcune slide parlano di possibili applicazioni con nanowires - 1D - e quantum dot - 0D - per il lattice), con strati alternati ciascuno di 20-200 Angstrom di spessore, e una figura di merito ZT a 300K pari a 1.7-2.3 (alcune slide in rete parlavano di 2.4 o anche oltre, in teoria, ma non dicevano niente di preciso nè sulla produzione, nè sui consumi).

Qui c'è un esperimento (praticamente agli albori della tecnologia) su un tec concettualmente simile. Peccato che la nanoCoolers non dichiari nulla di preciso, sarebbe interessante capire qualcosa di più (aspetteremo di sapere i dati dei futuri prodotti commercializzati).

Si: il processo è invertibile. Invertendo la corrente si invertono i flussi di calore.

Ho visto, e lo sospettavo.

In conclusione: le perdite sono basse, ma comunque ci vuole energia per vincere la tendenza naturale del calore di andare dal corpo caldo a quello freddo. Per questo il "motore" che tu auspichi non si può fare... Ci sarebbe altrimenti il moto perpetuo . In sostanza l'energia che ricaveresti dovresti metterla per alimentare la peltier... Perchè l'energia assorbita dipende sia dall'effetto Joule (perdite), sia dalla FCEM, che simula l'assorbimento di energia necessario a spostare il calore.

Quel motore era solo una battuta, comunque non credo si trattasse di moto perpetuo. Il ragionamento (lasciando da parte la peltier) era questo: un ciclo frigorifero, in condizioni di reversibilità, assorbe praticamente lo stesso lavoro che produrrebbe se utilizzato come ciclo termico diretto, e la sua efficienza è inversamente proporzionale al rendimento (vale eps = (1/eta) - 1), ne segue che un buon ciclo frigorifero lo si ottiene con una pessima macchina termica; ora, se assumiamo di disporre di una macchina frigorifera che assorbe 1KW di potenza per trasferire 3.5KW, creando un salto di temperatura tale da poter sfruttare una fonte non utilizzabile altrimenti, potremmo pensare di utilizzare quel calore in una ipotetica macchina termica a più alto rendimento, diciamo in grado da ottenere una potenza utile di 1.5-2KW (siamo tra il 40 e il 60% di rendimento); inoltre, sempre in virtù del salto di temperatura che ipotizzo sufficiente anche alla fine del ciclo di produzione, la quantità di energia non convertita - sto un po' forzando, comunque nel rispetto del primo principio della termodinamica - potrebbe tornare alla fonte. Il secondo principio sarebbe comunque rispettato (sto alimentando il ciclo frigorifero che sottrae calore alla fonte) e in apparenza avrei un quadagno (quei 500W di lavoro utile, con un rendimento del 40%); tuttavia il guadagno è solo apparente nel bilancio complessivo (non ho speso solo 1000W, ma 1000 + i 3500 sottratti alla fonte), solo che non mi sto minimamente preoccupando della fonte "esterna" (diciamo che sta li buona buona in attesa che qualcuno le rompa le scatole). Prima che arrivino critiche sulle difficoltà, forzature, troppe supposizioni e troppo ottimistiche e quant'altro, preciso subito che finchè parlo di aria fritta su un forum posso riuscire a far funzionare tutto e dico TUTTO quello che voglio

Tornando alla peltier, sempre per il discorso della proporzionalità inversa tra efficienza frigorifera e rendimento termico, temo che i consumi complessivi resteranno sempre alti, poichè quanto più le perdite per effetto Joule e conduzione termica interna "naturale" diminuiscono, tanto più ci si avvicina al limite teorico che per un generatore/frigorifero ad effetto Seebeck/Peltier coincide esattamente con un ciclo di Carnot (questo, d'altro canto, ne farebbe degli ottimi generatori). Tuttavia, per piccole differenze di temperatura ci si può anche stare. Nel caso ideale, supponendo di voler far lavorare a 300K un processore che dissipa 80W e avere una differenza di 30 gradi tra le due facce della peltier, avremmo un'efficienza frigorifera pari a 10 e un rendimento del ciclo diretto corrispondente di circa 0.09; applicando le formule generali della peltier (ancora nel caso ideale -> perdite nulle) avremmo che per assorbire 80W dal lato freddo le caratteristiche della peltier devono essere:

SIT = 80; SI = 80/300 = 0.26667; (S coefficiente si Seebeck, I corrente)

il lavoro speso è pari a

SI*DT = 8W (il 10% di quanto dissipato);

con un DT di 50 gradi consumiamo 13.3W, circa il 17% (a parità di altre condizioni e sempre con un TEC ideale). Per raffreddare un ambiente (non mi preoccupo delle ventole per forzare l'aria nè di altro), con un DT tra le facce sempre di 30 gradi, una Tcold di 20 gradi (circa 293K) e una potenza da dissipare di 3500W (riprendo dal tuo esempio), ho bisogno di SI = 11.95 e consumo poco meno di 360W: ci posso stare (sempre che non stia sbagliando qualcosa e
il consumo di cui tenere conto sia diverso - maggiore o minore - poi, ripeto, non so esattamente se i fenomeni microscopici alle dimensioni di cui stiamo parlando possano alterare in qualche modo quelli macroscopici).

[xeal]

Originariamente inviato da lucusta

Commento # 49 di: xeal:
-..Il case con le heat pipe non lo ricordo, se recuperi il link postalo, sono curioso..-

ecco una review in italiano, e a quanto ricordo ha un costo vicino ai 1000 euro compreso alimentatore.
http://www.hw-vault.com/articolo/118/

comunque si ha sempre bisogno di una buona ventilazione interna, e percio' non e' del tutto fanless;
la scheda madre ha molti componenti e chip che scaldano, oltre ai chipset, e non e' mai prudente eliminare totalmente il raffreddamento su questi componenti.
anni fa' esisteva un supercase ad immersione in PFPE (un liquido dielettrico), ma contando che 1 litro del liquido aveva un costo di 500 euro, si puo' immaginare a che livelli si era (il raffreddamento era simile ad alcuni sistemi cray).

Bell'aggeggino, però... ehm... 1000€ il case... 500 al litro il PFPE per raffreddare come nei cray... Ok che il silenzio è d'oro, però un pallottoliere di rumore ne fa poco...

[alkio85]

Ho letto un po' di tutto in questi commenti...

Il sistema non serve a niente perkè sposta solo il il calore di qualche mm ??!?
Non è una cosa da poco !! Perkè raffredda la cpu (che è il nostro scopo) e come effetto collaterale crea una superificie calda, che andremo o raffreddare con ventole e simili, la differenza sta nel fatto che la parte calda della cella può benissimo operare a temperature alte senza problemi, invece una cpu oltre ai 100°c frigge. Insomma la soluzione non è niente male, il vero grande problema per mè rimmarrà la condensa..

[M3thos]

Originariamente inviato da alkio85

Ho letto un po' di tutto in questi commenti...

Il sistema non serve a niente perkè sposta solo il il calore di qualche mm ??!?
Non è una cosa da poco !! Perkè raffredda la cpu (che è il nostro scopo) e come effetto collaterale crea una superificie calda, che andremo o raffreddare con ventole e simili, la differenza sta nel fatto che la parte calda della cella può benissimo operare a temperature alte senza problemi, invece una cpu oltre ai 100°c frigge. Insomma la soluzione non è niente male, il vero grande problema per mè rimmarrà la condensa..

ma un processore so che a 120° (pentium4) è andato, lo so di persona ma so anche che il chip della mia 8800 gt zotac amp edition ci sta a 97° di default non dico bene ma è progettata "apposta" e non fonde prima di 3 anni (è in garanzia per 2, se così fosse andrebbero in fallimento ).
I 2 VERI PROBLEMI SONO:
1-la condensa ke fa la peltier
2-l'alimentazione

vi posso garantire che un mio amico (mi dispiace ma nn ricordo da quanti watt è il suo alimentatore) ha dovuto staccare i 2 lettori per far andare il tutto ma l'ali comunque era buono! non certo 250 watt -.-

Poi NON si può di certo dissipare con ventole, a meno che tuo padre non sia il famoso costruttore di mulini a vento, ma sai quanto scalda? Quando ero da lui mi ci ha fatto mettere la mano sopra io per una frazione di secondo prima che avvrtissi il calore poi tempo meno di 1 secondo ho tolto la mano perkè era da ustione la piastrina lui la dissipava con liquido ed era comunque calda sempre ma poi l'ha tolta per la condensa e deve trovare un rimedio.
Ma secondo me non serve a tanto -.- infatti ora si sta tenendo il liquido direttamente sul cpu -.- senza dover raffreddare la peltier ed ha OTTIMI risultati!!!
Io quoto il fatto che non fai altro che spostare la parte da raffreddare -.- perkè non mettimano una altra peltier sopra cosi raffreddiamo la peltier? e perkè poi non un altra ancora sopra? LO SAPEVATE CHE SI CREA ENERGIA METTENDO A CONTATTO LE PELITER? Non so dopo quante ma so che poi puoi arrivare addirittura ad alimentare un alimentatore, dopo che però hai consumato tutta l'enel e fatto andare in black out il tuo pease

[StyleB]

rendo il case stagno e lo riempio di liquido dielettrico (quello delle elettroerosioni per intenderci) non spendi in dissipazione e occhio che ti si scalda il sistema.....=P