Wat is een Peltier-koeler en is deze beter voor uw pc?

Je kunt een CPU of GPU koelen met water, lucht en vloeibare stikstof, maar hoe zit het met elektronen? Peltier-koelers kunnen de magie van elektriciteit en fysica gebruiken om uw componenten te koelen, maar er is een reden waarom we ze niet allemaal gebruiken.

Wat is het Peltier-effect?

Het Peltier-effect (ook bekend als het thermo-elektrische koeleffect) is wanneer elektriciteit wordt gebruikt om een ​​materiaal te koelen of te verwarmen. Het is vernoemd naar de Franse natuurkundige Jean Charles Athanase Peltier, die het in 1834 ontdekte. Het Peltier-effect is het fenomeen dat optreedt wanneer een elektrische stroom door een knooppunt tussen twee verschillende soorten materialen stroomt, waardoor er een temperatuurverschil ontstaat op het knooppunt. Dit temperatuurverschil kan worden gebruikt om het knooppunt te koelen of te verwarmen, afhankelijk van de richting van de stroming. Dit effect kan worden gebruikt in apparaten zoals thermo-elektrische koelers (TEC), die worden gebruikt om elektronische apparaten te koelen, en in verwarmingskussens of andere verwarmingsapparaten.

Het Peltier-effect wordt ook wel “solid-state koeling” genoemd omdat het gebruik maakt van solid-state materialen (zoals halfgeleiders) om koeling te bereiken, in plaats van traditionele methoden zoals compressie en verdamping van koelmiddelen. Dit maakt het een efficiënter en milieuvriendelijker alternatief voor traditionele koelmethodes. Het Peltier-effect wordt ook in omgekeerde richting gebruikt, waar het kan worden gebruikt om warmte te genereren in plaats van af te koelen. Dit wordt vaak gebruikt in verwarmingskussens, handwarmers en andere soortgelijke apparaten.

Overigens is het omgekeerde ook waar. Als je de twee zijden van de kruising blootstelt aan een temperatuurverschil, wek je in plaats daarvan elektriciteit op. Dit staat bekend als het Seebeck-effect.

Hoe Peltier-koelers werken

Wanneer u een Peltier-koeler in uw computer gebruikt, wordt deze op uw CPU aangesloten en gebruikt deze elektriciteit om de CPU te koelen. Aan de ene kant van de koeler wordt de warmte van de CPU geabsorbeerd en aan de andere kant wordt deze afgegeven. Er wordt ook een ventilator gebruikt om de warmte die vrijkomt van de hete kant van de koeler af te voeren.

Simpel gezegd, Peltier-koelers gebruiken elektriciteit om warmte van de hete naar de koude kant te verplaatsen, en de ventilator helpt de hete kant af te koelen, wat op zijn beurt de CPU koelt. Dus het “peltier” -gedeelte van de koeler is eigenlijk een warmtepomp, in plaats van een koelsysteem op zich. Je hebt nog steeds traditionele lucht- of waterkoeling nodig om de warmte kwijt te raken.

Zijn Peltier-koelers beter? Voors en tegens

Peltier-koelers kunnen zeer hoge koelprestaties leveren, zeker in vergelijking met traditionele luchtkoelers. Ze kunnen de temperatuur van een CPU effectief verlagen, zelfs onder zware belasting. Dat geldt ook voor het koelen van processors tot onder de omgevingstemperatuur.

VERWANTWat is een goede interne pc-temperatuur?

Peltier-koelers zijn over het algemeen ook kleiner in vergelijking met luchtkoelers, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik in pc’s met een kleine vormfactor of in krappe ruimtes. Ze kunnen worden gebruikt om warmte uit die krappe ruimtes te verplaatsen naar waar het gemakkelijk kan worden afgevoerd.

Aan de andere kant verbruiken Peltier-koelers veel stroom, wat kan resulteren in hogere elektriciteitsrekeningen en de stroomvoorziening van uw computer onder druk kan zetten. Ze zijn over het algemeen ook duurder dan traditionele luchtkoelers en hebben in absolute termen vaak geen betere koeling in vergelijking met lucht- of waterkoeling.

Omdat ze processors kunnen koelen tot onder de omgevingstemperatuur, kunnen Peltier-koelers condensatie veroorzaken, wat de interne onderdelen van de computer kan beschadigen door elektrische kortsluiting en corrosie te veroorzaken.

Echte Peltier CPU-koelers

Het vinden van CPU-koelers die het Peltier-effect gebruiken, vaak aangeduid als “TEC”-koelers, blijkt enigszins lastig. Eind jaren 2000 en begin 2010 waren er verschillende, maar sindsdien zijn ze nogal schaars.

Er zijn nog steeds producten die u kunt kopen onder het merk Intel Cryo, geïmplementeerd door externe partners zoals Cooler Master, die Peltier-koeltechnologie slim hebben gecombineerd met AIO (All-In-One) waterkoeling.

Het is gemakkelijker om TEC-koelers te vinden die niet specifiek bedoeld zijn om pc-CPU’s te koelen, maar eerder zijn ontworpen voor algemene koeling van halfgeleiderchips. Deze zijn meestal bedoeld voor doe-het-zelfprojecten of speciale niet-standaard computersystemen die moeten werken in omstandigheden waarin TEC-koelers zinvol zijn.

Waarom zijn Peltier pc-koelers niet gebruikelijk?

Je zou denken dat het vermogen van Peltier-koelers om (potentieel) sub-omgevingskoeling te bereiken veel overklokliefhebbers naar hen toe zou trekken, maar tot nu toe zijn ze niet populair gebleken. De nadelen van de technologie die we hierboven al noemden, verklaren zeker waarom ze niet van de grond zijn gekomen, maar er is meer aan de hand.

VERWANTHeeft u vloeistofkoeling nodig voor uw pc?

Allereerst is het bereiken van sub-omgevingstemperaturen niet echt een doel dat iemand wil bereiken. Een CPU die onder de maximale veilige temperatuur draait, werkt net zo goed onder die limiet als net boven de onderlimiet. Zolang de CPU niet afknijpt en het hoogste prestatieniveau bereikt zonder de veilige temperatuurlimiet te overschrijden, ben je klaar om te gaan.

Moderne krachtige CPU’s kunnen honderden watt aan thermische energie leveren, en Peltier-koelers hebben elektriciteit nodig om te werken. Er is een aanzienlijk probleem met afnemende opbrengsten wanneer u het Peltier-effect moet gebruiken om zulke hoge temperaturen te koelen, en andere koelmethoden die veel minder stroom vereisen, kunnen dichtbij genoeg komen om van Peltier-koelers een nis in een nis te maken.

Het is dus niet zo verwonderlijk dat deze koelers niet mainstream zijn. Op dit moment is er geen echte behoefte aan, maar toekomstige veranderingen in de manier waarop computers worden ontworpen, of de voortdurende verschuiving naar mobiele apparaten zoals gaming-laptops (nu met waterkoeling!) zouden daar verandering in kunnen brengen.