La tensione di alimentazione piu comune per queste celle assemblate è di 12 volt e sono disponibili in svariati tagli di potenza da 30w fino ed oltre 200w. La differenza massima di temperatura ottenibile fra i 2 lati di una peltier si aggira intorno ai 65-68 gradi, ma è difficilmente raggiungibile, diciamo che questo valore cambia e varia a seconda del carico che si applica alla cella, soprattutto al lato freddo.
Per ricavare la potenza reale della nostra cella dobbiamo conoscere la potenza totale che assorbe a 12 volt e desumere da questo valore un 20 % circa. Se la vostra cella assorbe per esempio 5 Ampere a 12 volt che corrispondono a (12 x 5) 60W, togliete il 20 % a tale valore ed avrete la potenza reale della cella.
Di quale Peltier avete bisogno? Occorre innanzitutto conoscere il calore prodotto dalla cpu , per questo possiamo utilizzare il programma Radiate,
Se la cpu sviluppa 50 W, utilizzando una Peltier di 100 W, con un DeltaT (differenza di temperatura tra la faccia calda e la faccia fredda) di 70 °C, con la formula
Delta T = [1-(W dalla cpu/ W della Peltier)] x deltaTmax della Peltier
ricaveremo un valore in gradi centigradi. Tale valore rappresenta la quantità di gradi che la peltier riesce a rimuovere dal processore. Quindi utilizzando la formula al nostro esempio sara:
Delta T = [1-(50W/100W)]x 70 °C, il valore finale è di ben 35 gradi centigradi, sottratti alla cpu dalla cella di Peltier.
Quanti W totali deve dissipare il sistema peltier - CPU?, Ci servono solo 2 valori, i W prodotti dalla CPU ed i W della cella di Peltier. Riprendendo l'esempio precedente avremo: CPU dissipazione 50 W e Peltier dissipazione 100 W, la somma dei due (50 + 100) = 150W. Questo valore esprime la quantità di calore massima in W per cui dimensionare il sistema di raffreddamento.
Quale temperatura raggiungerà il mio dissipatore?
In questo caso ci occorre una formula apposita
Tdissi = Tamb + [(C/W) x (WTot)] dove:
Tdissi = temperatura che raggiungerà il dissipatore
Tamb = temperatura ambiente
C/W = resistenza termica dissipatore
WTot= w totali che deve dissipare il sistema (vedi sopra) quindi avremo:
Tdissi = 25° + [0.3 C/W x 150W] il tutto corrisponde a 70°
essendo questa temperatura abbastanza elevata possiamo fare solo 1 cosa: utilizzare un sistema di raffreddamento migliore con C/W più basso
Utilizzando un dissi con C/W di 0.1 come potrebbe essere un dissi ad acqua avremo solo 40°
Queste celle sono ora particolarmente in voga fra tutti gli overclokker, la loro capacità, se ben sfruttata, di portare il processore a lavorare a bassissime temperature ha fatto di loro le protagoniste di molti overclock ben riusciti. Il problema piu grave che si crea in conseguenza al loro uso è la formazione di condensa al lato freddo, fenomeno naturale che si produce quando una massa più fredda sta a contatto con l'aria più calda. Vedere a questo indirizzo la tavola della condensa. Avete presente quelli che portano occhiali ? Quando in inverno rientrano in casa dopo esser stati per un certo periodo all'aperto, mettono subito mano al fazzoletto per disappannarli. La condensa può seriamente danneggiare i circuiti e le schede del PC qualora raggiungesse un livello tale da sgocciolare, e anche la cella stessa ne soffrirebbe, bruciandosi in poco tempo. Unico modo per evitare questo problema è di isolare la zona fredda e la cella stessa dal contatto diretto con l'aria. Personalmente già dal 1980 ho avuto occasione di metterle alla prova per la costruzione di un piccolo frigorifero da viaggio, la cosa allora appariva miracolosa, nessuno aveva mai visto generare del freddo da un piccolo pezzo di ceramica. Molti si chiedeanno come mai non vengano utilizzate per la costruzione di climatizzatori casalinghi o automobilistici, dato il costo non eccessivo ed il fatto che non si utilizzano gas inquinanti per l'ambiente, ma in verità il loro rendimento e la loro efficienza sono piuttosto bassi rispetto ai sistemi a gas tradizionali, inoltre la condensa che si potrebbe formare se penetra nelle cellette puo accorciare drasticamente la vita e il rendimento della cella. Personalmente non ho mai impiegato una cella di peltier per raffreddare un processore, ma ho fatto alcune prove per cercare di capirne il rendimento e le caratteristiche. Quando iniziai ad adoperarle per gli esperimenti, mi accorsi subito che vi era una grande necessità di smaltire tanta potenza dal lato caldo. Il primo esperimento fu fatto come da foto:
e fu vera delusione, nonostante la potenza della centrifuga il dissipatore al lato caldo non scendeva sotto i 50° e al lato freddo si rilevava al massimo una temperatura di +3°. Qualcuno da forum mi disse che dovevo adottare un aletta piu grossa sul lato freddo ed ecco fatto:
Ma nulla di miracoloso, il lato caldo non andava oltre i 42° ma a quello freddo, avendo applicato un grosso dissi (pensavo chissa come va ora !!!) ottenevo a malapena un po di condensa. Allora tornai a mettere al lato freddo il piccolo dissipatore nero ex socket7 divenuto ormai un punto fisso per i miei esperimenti.
E finalmente si incominciò a vedere il ghiaccio !!! Niente di eccezzionale comunque, solo 2-3° sottozero, ma finalmente capii quale era la strada da compiere!! Come consigliatomi da forum ci voleva il raffreddamento ad acqua... cosi ne feci uno in fretta e furia e per collaudarlo......
Attaccai il blocco ad acqua direttamente al pozzo, il quale erogava acqua a 12°. Via con tutta la potenza della pompa (3000 litri/h). ed in un attimo il lato freddo fu a -9°. Il massimo che raggiunsi in quelle condizioni fu -12°. Non fui deluso ma mi aspettavo di più sinceramente ma capii in seguito che era colpa del sole che picchiava a 44° sul povero piccolo dissi del lato freddo.
Quello che mi impressionò in questo test fu però altro: il lato caldo si manteneva alla stessa temperatura dell'acqua, segno di un ottimo funzionamento del WB ed in generale del raffreddamento ad acqua.
Provando a diminuire il flusso dell'acqua non ho rilevato aumento di temperatura sul wb nemmeno sotto ai 1000 l/h, che bestia l'acqua !
Colpito da questa osservazione partii in tromba per la costruzione di un WB come Dio comanda ed in qualche giorno eccolo pronto al test:
Eccezionale la capacità di asportare il calore di questo WB !! Usando la stessa acqua in circolo a 12° e con pompa da 1000 litri ecco il primato: -24.3°. La temperatura del WB si mantiene di appena qualche decimo oltre quella dell'acqua stessa.
Finalmente mi fu chiaro che la mia cella (da 50W) funzionava, era solo
questione di asportare il calore nel modo adeguato. Nel corso della ripetizione
di questo test mi accorsi di altre 2 cose molto importanti.
1. la cella rende
molto di piu se il lato caldo viene mantenuto alla temperatura piu bassa possibile,
in queste condizioni la cella tende ad assorbire piu corrente ed a compiere un
"lavoro" piu grande, chi le ha utilizzate per qualche test avrà notato che attaccando
una cella all'alimentazione,
nei primi momenti essa assorbe parecchia piu corrente che a regime. Se riuscite
a costruire un WB con sistema di raffreddamento che riesca a tenere il lato
caldo a 12-15° o meno vedrete che la corrente iniziale viene mantenuta senza cali
di regime.
2. Non è necessario spingere la tensione di alimentazione a valori
di 15 volt ed oltre, il quadagno che si ottiene rispetto ad una alimentazione a
12.6 - 12.8 Volt è irrisorio, quindi risparmiare tranquillamente quel 30-40% in
piu di potenza che la cella assorbe a 15 volt che vengono solo dissipati in piu
dal lato caldo senza benefici per il lato freddo.
Conclusi questi test con le peltier avevo deciso di costruire un sistema controllato in corrente coadiuvato da sensori in grado di pilotare una cella in modo da mantenere l'elemento raffreddato ad una temperatura tale da non creare condensa in nessuna condizione di lavoro.....ma purtroppo non ne ho ancora avuto tempo.