Утюг в холодильнике

vouk · 19.12.2008, 11:46

При обсуждении темы о фотоэлементе из германиевого транзистора с подачи phil311 возникла ссылка
http://www.hardwareportal.ru/Coolers/Peltier/index.html
об охлаждении процессора с помощью термоэлектрического полупроводникового холодильника на эффекте Пельтье. Мне приходилось и раньше слышать об этом, но я считал идею настолько глупой, что она недостойна внимания. А тут... авторы получили убедительный положительный результат. Поразмыслив над ним, я , однако, решил, что с мозгами у меня все в порядке и вернулся к первоначальному мнению. Мне кажется, что обсуждение этого результата было бы полезным и поучительным.

phil311 · 19.12.2008, 12:33

В таком случае изложите Ваши возражения! Это интересно.

Falconist · 19.12.2008, 12:37

В бытность своей работы в лаборатории электрофизиологии у меня стоял микротом с криоприставкой для замораживания образцов тканей, выполненный как раз на элементе Пельтье. С одной стороны он обеспечивал нехилый минус, а с другой - стоял водяной проточный холодильник для отвода тепла.

Так что радиатор для отвода тепла все равно нужен. Добавьте сюда (вернее отнимите) КПД и получите те же яйца, вид сбоку, только в увеличенном размере.

IMHO для специфических применений - приемлемо. Для "рядовых" - "масло масляное".

tauP10 · 19.12.2008, 13:30

В приведенной статье есть некая формула
T=((мощность процессора)+(мощность модуля Пельтье))*(терм. сопротивление кулера)+(темп. воздуха)-(разность температур модуля)

Она неверна .

нельзя просто так брать и вычитать разность температур модуля Пельтье.
Объясню: первая часть ((мощность процессора)+(мощность модуля Пельтье))*(терм. сопротивление кулера) даст значение перегрева границы с кулером относительно окружающей температуры. Понятно что добавляя +(темп. воздуха) получим абсолютное значение температуры на этой границе. А вот -(разность температур модуля) - неверный ход мыслей авторов статьи. Мне

за тех кто в википедии дает ссылку на эту статью.
Так было бы если бы Пельтье обладал нулевым тепловым сопротивлением. Тогда получалось бы что тепловая мощность процессора без градиента температур передается к кулеру через модуль.
НО у Пельтье есть неслабое тепловое сопротивление от одной стороны к другой, через которое проходит тепловая мощность процессора. и она создает обратный к пельтьешному градиент температур, который вышеприведенной формулой не учитывается.
Понятно также что чем ниже тепловое сопротивление модуля Пельтье , тем меньшую разность температур на своих сторонах он создаст при одинаковой подводимой мощности на Пельтье.

Какое тепловое сопротивление у модуля Пельте ? А никто не знает

Потому что как только узнают и помножат на мощность 130 Ватт от процессора , получится такая разница температур , что никакая Пельтьешаня разница её не скомпенсирует.

При малых мощностях отвода тепла (от процессора или замораживаемых, например тараканов) - да Пельтье работает на охлаждение. Но при больших - извините , только нагревает дополнительно.

vouk · 19.12.2008, 14:59

Сообщение от phil311

В таком случае изложите Ваши возражения! Это интересно.

Какой Вы хитрый

Так поучительность в том и состоит, чтобы придти к ответу самостоятельно, или - в коллективном обсуждении. Конечно, я скажу свои соображения
Falconist(+1), tauP10,
все правильно, но как же все-таки прокомментировать "положительный результат", и есть ли он на самом деле?
Falconist, а какие могут быть "специфические" и "рядовые" применения, ведь вопрос стоит уже конкретно
tauP10, возможно, с формулой вы правы. Но я не рассматривал вопрос так "теоретически".. Мне кажется, ситуацию можно понять на том уровне, как Falconist рассуждает

tauP10 · 19.12.2008, 16:29

Есть такое понятие "тепловой насос" , больше известный гражданам как холодильник. Без нарушения закона сохранения энергии такой "насос" способен откачать 200-600% тепловой энергии при за тратах условных 100% внешней подводимой энергии и передать в "нагрузку" (а-ля кулер по теме). Но это касается только высокоэффективных насосов построенных на принципе компрессионного теплового насоса.

Элементы Пельтье имеют этот "холодильный" КПД в 5 раз меньше компрессионного (если пошерстить интернет), имхо реально 40-50% в лучшем случае. Таким образом на каждые 78 Ватт рассеиваемых в Пельте только 30-40 Ватт удастся "отсосать" в кулер , при этом разность температур Пельте уже будет =0 градусов.

Эти соображения позволяют предположить что эффект охлаждения проца в статье был связан с тем что тепловыделение проца было менее 30-40 Ватт.

Но какой смысл связываться с Пельтье подобного типа если эффективность по охлаждению самого проца уходит на нет при мощностях проца от 30 Ватт и выше

.

Falconist · 19.12.2008, 16:45

Сообщение от vouk

Falconist, а какие могут быть "специфические" и "рядовые" применения, ведь вопрос стоит уже конкретно

Ну, про "специфику" - я уже писАл: когда нужно быстро заморозить примерно 1 куб.см ткани, выполнить ее срезы для гистологического анализа, окрасить, посмотреть под микроскопом, и выставить гистологический диагноз пока еще идет операция, например, по поводу рака, который вполне может оказаться и не раком, а доброкачественной, например, фибромиомой. Отсюда и дальнейшая тактика хирурга совершенно разная. И прогноз для пациента - тоже...

Ну, а "рядовое" IMHO - то, о чем пишут другие уважаемые коллеги. Ведь КПД элемента Пельтье под стать "паровозному".

vouk · 19.12.2008, 18:24

Сообщение от Falconist

Сообщение от vouk

Falconist, а какие могут быть "специфические" и "рядовые" применения, ведь вопрос стоит уже конкретно

Ну, про "специфику" - я уже писАл: когда нужно быстро заморозить примерно 1 куб.см ткани, выполнить ее срезы для гистологического анализа, окрасить, посмотреть под микроскопом, и выставить гистологический диагноз пока еще идет операция, например, по поводу рака, который вполне может оказаться и не раком, а доброкачественной, например, фибромиомой. Отсюда и дальнейшая тактика хирурга совершенно разная. И прогноз для пациента - тоже...

Ну, а "рядовое" IMHO - то, о чем пишут другие уважаемые коллеги. Ведь КПД элемента Пельтье под стать "паровозному".

Falconist, но ведь речь идет не о замораживании тканей, не о раке, операциях и т.д. Речь идет об охлаждении процессора, т.е. передаче тепла от горячего к холодному...

vouk · 19.12.2008, 18:31

tauP10:

Цитата:

Элементы Пельтье имеют этот "холодильный" КПД в 5 раз меньше компрессионного (если пошерстить интернет), имхо реально 40-50% в лучшем случае. Таким образом на каждые 78 Ватт рассеиваемых в Пельте только 30-40 Ватт удастся "отсосать" в кулер , при этом разность температур Пельте уже будет =0 градусов.

Эти соображения позволяют предположить что эффект охлаждения проца в статье был связан с тем что тепловыделение проца было менее 30-40 Ватт.

Может быть авторы немного сжульничали (не 67 вт было, а 40), может быть Вы немного недооценили кпд ихнего элемента Пельтье, но ход мыслей, по-моему, правильный. Если до установки элемента кулеру приходилось сдувать с радиатора 67 вт, то после этого - 145 вт ( 67+78 )!. И что бы они делали без кулера, или если бы он был похуже? Того самого кулера, который по-преднему и охлаждает всю систему.
Достигнутый эффект - иллюзия. 38 градусов вместо 46. Ну и что? Производительность проца выросла, что ли? Происходит подмена понятий: будто чем ниже температура - тем лучше. Между тем задача кулера - не снизить максимально температуру процессора, а рассеять выделяемое им тепло, оставив его температуру в допустимых пределах. И с этой задачей они справляются тем лучше, чем больше разность температур процессора и окружающей соеды. А она всегда есть, градусов 30-40, и этого достаточно для того, чтобы эти ватты рассеять.
А вот элементом Пельтье можно понизить температуру процессора и ниже комнатной. Но нужно ли это? Нет, потому что дается слишком дорогой ценой. Авторы перегрузили блок питания на 78 вт, и радуются, что он не дал сбоев. А надежность? А температура других элементов внутри корпуса? А результат-то нулевой, потому что ничего, по-существу не изменилось в лучшую сторону. А если учесть затраты на переделку, то результат - отрицательный.
И если они будут продолжать эксплуатировать эту систему, то у них обязательно что-нибудь выгорит по недосмотру.
А если бы они сравнили эффективность своей системы с просто кулером при температуре 46 градусов? (при этом ток элемента снизили бы до достижения одинакового эффекта). Тогда выяснилось бы, что все, что жрет элемент Пельтье -абсолютно напрасные затраты, вмесе с хлопотами, которые это несет. Так какая же тут эффективность?
Вот, такие мои соображения

Falconist · 19.12.2008, 19:09

Уважаемый vouk,

так и я ж о том же самом, о чем пишете Вы: когда нужно решать специфические задачи - заморозить быстро и в небольшом объеме, КПД - дело десятое. Если же для "ширпотребовских задач" (охлаждение процессора) - применение дополнительного преобразователя тепла в виде элемента Пельтье становится просто бессмыссленным.