Фазовый переход. Пассивное охлаждение

[Shaj]

Тут "в теме" гЛавный Shaj.

Вы это, сударь, кончайте... главных пальцем указывать :tehnari_ru_942:.
Извиняюсь передо всеми участниками темы, в ближайшее время обстоятельства не позволяют участвовать в обсуждении. Но, честно говоря, не понятно, почему это должно влиять на активность обсуждения?

 

[djsabaka]

ище как влияет тут активных наблюдается всего трое

 

[HOMEP2212]

Ну может и не трое. Просто я в последнее время стал читателем, так как пока поддерживать тему разговора не могу из-за нехватки знаний. Но все равно мне тема интересна, если что не пойму, то буду вопросы задавать.

 

[Taper]

...если что не пойму, то буду вопросы задавать.

Видимо, нужно готовить вопросы. А то главный видишь сердится. :tehnari_ru_744:

Вы это, сударь, кончайте... главных пальцем указывать :tehnari_ru_942:.

 

[Taper]

Обещал отписаться о герметичных разъемах, дабы убрать капиллярный эффект.
Таких разъемов море.
Ссылка на производителя:
Завод "Элекон" :: соединители, светильники, коллекционные модели, запорная арматура ::

 

[Shaj]

Обещал отписаться о герметичных разъемах, дабы убрать капиллярный эффект.
Таких разъемов море.

Герморазъем- это, конечно, выход. Но это сколько же пайки понадобится, да еще и ювелирной! Ты посчитай все выходы на средней руки компе! А ведь даже простейший USB не из одного провода состряпан.
Блин, ну когда уже вся периферия станет беспроводной!
Второй вопрос относительно герметизации- обслуживание компа. Удобный доступ = большая крышка= сложная герметизация.
Боюсь, в домашних условиях такого не сделать...
Виден, правда и один большой плюс: все кабели выводятся на боковины, а вся крышка превращается в радиатор.

 

[Nikolay40]

-Господа. Товарищи. Братья. (из какого-то революционного фильма) Я понимаю, что чего-то не понимаю, но что именно я не понимаю - я не понимаю. Прочитал всю ветку на одном дыхании - очень интересуюсь данной тематикой в силу профессии и увлечения. И дебет с кредитом не сошёлся. Попробую по порядку.
1. Игровой комп потребляет 500-800 Ватт и по закону госпожи Физики, всё это богатство так или иначе перейдёт в тепло. Если мы не хотим превратить корпус своего ПК в тигель, надо:
2. тепло отвести подальше и побыстрей.
3. тепловую энергию излучить в пространство.
Теперь наглядно: берём утюг, ставим на две точки регулятор, прижимаем термопару термометра к подошве и молимся, чтобы температура не превысила разумные для ПК 50 градусов. Поскольку могущие ходить по воде аки посуху на форуме не зарегились, наше меню сильно сокращается - поливать его водой; дуть со страшной силой; прижать к стальной трамвайной рельсе. Наличие радиатора (конденсатора) неизбежно, причём его излучающая поверхность должна иметь достаточную площадь для заявленных в ТТХ данных (там где-то ещё была упомянута бесшумность). Так о чём собственно данная ветка "система фазового перехода"? О пункте 2.! Только фазовый переход позволяет совершить большую работу по отбору тепловой энергии на минимальной площади. Это позволяет уменьшить объём первичного рабочего тела (масла) до минимального уровня - только что бы всё было утоплено, и удержать его температуру в требуемых пределах - точка кипения вторичного теплоносителя. Но что бы запустить термосифон надо:- п.3. Совершить работу по излучению энергии и создания условий для обратного фазового перехода: газ в жидкость, и вернуть её в точку испарения.
Теперь, эксклюзивно для тех, кто дочитал до этого места, мои пять копеек в общую копилку идей. Будучи человеком не очень молодым, я помню времена, когда на i287 сопроцессорах были наклейки,- "не трогать руками, возможен ожог." Их рабочей температурой бали 105 градусов. Моя первая система с охлаждением процессора эффектом фазового перехода состояла из игольчатого радиатора, обклеенного по периметру электро-картоном на БФе и заполненного ватой. Сверху стояла медицинская капельница с дистиллированной водой и капала на вату. Это вода кипит при 100 по цельсию, а испарятся т.е. совершать фазовый переход, начинает несколько раньше. Итоговая температура процессора составляла примерно 70-80 градусов(точнее уже не вспомню). И хотя в обсолютных цифрах это не приемлемо для современной электроники, есть ещё наследие господина Пельтье. Имея эффективность теплового насоса примерно 20 градусов на каскад и соеденив 3 элемента последовательно в бутерброд, используя воду в качестве агента, мы можем удержать температуру "горячего" конца в пределах 90-100 градусов, что даст нам желанные 30-40 на "холодном" конце, который и будет омываться маслом. И всё в этой идее замечательно, кроме законов г.Физики. Для перекачки 500 Ватт тепла, надо затратить ещё 500 + кпд, а потом этот Киловатт с хвостиком ещё и излучить. Зато это работает. Хотя у спирта точка кипения ниже а запах приятнее. Далее. Не трогайте масло. Вся эта таблица Менделеева, именуемая материнской платой и на свежем воздухе живёт не долго. Если оно как-то прижилось в силиконовом масле - не стоит испытывать судьбу. И забудьте про вакуум. Некие элементы, именуемые электролитическими конденсаторами, в процессе работы выделяют газ(что иногда приводит к раздуванию их корпусов, но обычно всё таки он рассасывается). Если вокруг будет разряженная атмосфера, газ выдавит резиновый уплотнитель и электролит (щёлочь) пойдёт в масло. В общем- всё умрёт. С уважением. Дата. Подпись.

 

[Shaj]

Ну, тогда можно использовать не 2-фазную охлаждающую систему, а раствор какого-нибудь органического рефрижеранта в масле. Подобных охладителей с низкой температурой кипения великое множество, взять хотя бы тот же хлористый метилен. Эффект практически будет тот же.

Перечитываю ветку и увидел эту запись. Ты знаешь, я ее раньше не заметил, извини. А ведь это еще один из принципов. Я только не силен в химии.
Мы тут зациклились на несмешиваемости, а ведь можно использовать смесь двух агентов, один из которых летуч и который, выпариваясь, дает нам преимущества фазового перехода. Необходимо только, чтобы этот компонент был совместим с компьютерным железом так же, как и масло.
Прости, что сразу не разглядел красоту идеи!

 

[Shaj]

Прочитал всю ветку на одном дыхании - очень интересуюсь данной тематикой в силу профессии и увлечения.

Рад тому, что Вы заглянули и на эту ветку. У нас тут тоже дебет с кредитом пока не сходится. Так что добро пожаловать в команду начинающих бухгалтеров! Будем рады любым идеям и соображениям.
Относительно каскада пельтье- вещь понятная, но ИМХО немного банальная а посему не изящная. Давайте попробуем пока не сдаться и не откатиться к тривиальным решениям.
Если уж в итоге ничего не получится- разбежимся по темам типа: "тихий комп", "пельтье", "мой лучший водоблок" и т.п.
Еще раз искренне рад, что наши ряды пополнились и, как понимаю, участником с аналитическим умом!

 

[Nikolay40]

Спасибо за тёплую встречу. Я не в коей мере не хочу приземлить полёт фантазии форумчан. Я просто человек, который хочет собрать себе нетривиальный компьютер здесь и сейчас и при этом обременён неким жизненным опытом. И так, осталось определиться, будет внешний контур охлаждения(радиатор-конденсатор) или нет. Если да, то как он будет выглядеть,- как самостоятельное излучающее устройство(собственно радиатор), либо как часть корпуса. Если отказываться от радиатора, то остаётся только открытая система с расходным рабочим телом, основанная на фазовом переходе и надо определиться с типом жидкости, объёмом резервуара и последствиями для организма при вдыхании его паров(ладно вода, а ну как спирт приглянется). "-Между первой и второй..."вообще то ничего нет, кроме МГД генератора, непосредственно преобразующего тепло в электроэнергию. По сути тот же элемент Пельтье. Но его эффективность на столько мала, что упоминается только в качестве факта, имеющего быть.

 

[Shaj]

И так, осталось определиться, будет внешний контур охлаждения(радиатор-конденсатор) или нет. Если да, то как он будет выглядеть,- как самостоятельное излучающее устройство(собственно радиатор), либо как часть корпуса. Если отказываться от радиатора, то остаётся только открытая система с расходным рабочим телом

Сначала про расходное рабочее тело. Мне не нравятся незамкнутые системы, а иначе бы просто запитал бы свой комп от проточной холодной воды коммунального трубопровода. Но это дело вкуса.
А по поводу дерева принятия решений, я бы сказал, что первый вопрос:"Избираем прямой фазовый переход и одну единственную рабочую жидкость или создаем вторичный контур?"
Для прямого фазового перехода мне ООООЧЧЧЕЕЕЕНЬ нравится идея djsabaka о смеси двух веществ с испарением и конденсацией только одного из них. Только бы не было здесь локального кипения на более горячих элементах. Но это уже вопрос экспериментов.
Насчет радиатора на конденсаторе (конденсоре?)- он необходим хотя бы для создания запаса надежности системы.
P.S. Пришла в голову мысль, что разъем корпуса компа (для возможности обслуживания его внутренностей) лучше делать ниже уровня жидкости для упрощения задачи герметизации, равно, как и выводы герморазъемов на периферию.

 

[Shaj]

Еще идея!!! Уже из области дизайна. Для эстетики вместо прозрачных окон и стеклянных стенок внутрь компа, прямо в жидкость ставим webcam с подсветкой с возможностью выдачи изображения наружу! Эдакая компьютерная эндоскопия :tehnari_ru_150:
Надо бы утопить какую- нибудь из моих стареньких webcam в PCera II, но так неохота вынимать потроха (с таким трудом влезли)...
Ладно, дойдут руки, налью стакан масла и запихну. Интересноооо .....

 

[Weles]

А вот чё подумал, если хотите контакты наружу вывести и чтоб они ниже уровня жидкости были используйте плёночный шлейф! просто при сборке просунуть его между сенок(или между стенкой и дном) а потом загерметизировать вместе с ним, несли решитесь, то шлейф можно взять от любого старого, струйного принтера(лучше очень старого, а то и матричного, потому что там разъём есть и не надо будет с пайкой к фольге мудрить) этот шлейф идёт от платы к печатающим головкам и их обычно два(в цветных), толщина дорожек хорошая так что если что и подпаяться можно будет.

 

[djsabaka]

Для прямого фазового перехода мне ООООЧЧЧЕЕЕЕНЬ нравится идея djsabaka о смеси двух веществ с испарением и конденсацией только одного из них. Только бы не было здесь локального кипения на более горячих элементах. Но это уже вопрос экспериментов.

локального кипения не будет, так как во всей массе жидкости будет происходить конвекция

да и кипение возможно только в верхних слоях

 

[Shaj]

да и кипение возможно только в верхних слоях

Пузырьковое кипение происходит в самом объеме жидкости. А одной конвекции будет недостаточно, поверь моему опыту.

 

[Taper]

Камеру топить не нужно, работать не будет.

 

[Nikolay40]

А по поводу дерева принятия решений, я бы сказал, что первый вопрос:"Избираем прямой фазовый переход и одну единственную рабочую жидкость или создаем вторичный контур?"
Для прямого фазового перехода мне ООООЧЧЧЕЕЕЕНЬ нравится идея djsabaka о смеси двух веществ с испарением и конденсацией только одного из них. Только бы не было здесь локального кипения на более горячих элементах. Но это уже вопрос экспериментов.
Насчет радиатора на конденсаторе (конденсоре?)- он необходим хотя бы для создания запаса надежности системы.
.

Я полагал, что ответил на насущные вопросы данной ветки, попробую ещё.
Система с одной жидкостью и прямым фазовым переходом невозможна ввиду необходимости работы электронных компонентов в условиях повышенного/пониженного давления окружающей среды(жидкости), что приведёт к физическому/электрическому выводу их из строя. Всё. Только двухконтурные схемы. И не забудьте поставить барометрический клапан на первый контур,- примерно как на гермоблоках ЖД. Суть процессов описывал выше. Хочу в корне пресечь размышления,- "а мы и в одно контурной выровняем давление". Вспомните раздутые резиновые перчатки на самогонных бутылях,- ваш "клапан" превысит своим объёмом ПК в несколько раз. Хочется верить, что к этому больше не вернёмся.
В своём проекте РСега вы сетовали на необходимость применения громоздкого радиатора для масла, да ещё с активным обдувом. Придя к идее отвода тепла методом фазового перехода, вы совершенно справедливо удалили этот рудимент из первичного контура - заменив его Конденсатором паров вторичного контура, попутно решив, что Этот Конденсатор будет гораздо более эффективным и, следовательно, малогабаритным. Сожалею, но конденсатор паров будет превосходить своими габаритами первичный радиатор и требовать весьма активного охлаждения. Причина банальна. Масляный контур позволяет ПК работать в широком диапазоне температур. Комп простаивает- масло остыло до комнатной температуры. Начали играть- оно прогрелось до 60 и стабилизировалось, исходя из площади рёбер радиатора и интенсивности обдува. Жидкость в термосифоне, с температурой кипения 40, испарившись, будет ждать пока мы не охладим наш конденсатор с паром до 39,5 только тогда пар перейдёт в жидкость и потечёт в зону испарения. И никакими 60 или 41 градусом её не уговорить. Радиатору быть. Надеюсь к этому моменту тоже возвращаться не будем.
А вот мысль об охлаждении проточной водой из крана очень полезна,- правда, это тоже радиатор, только очень большой и далеко. Почему бы и нет.

 

[Taper]

Герморазъем- это, конечно, выход.
Но это сколько же пайки понадобится... Ты посчитай все выходы на средней руки компе!

Посчитал.
Мышь и клавиатура беспроводные.
Питание ......................2
Кнопка включения ........2
Кнопка перезагрузки..... 2
USB ...............4 X 3 = 12
SATA ............. 7 Х 2 = 14
Питание SATA ... 4 Х 2 = 8
Итого: .......................40

 

[Weles]

Можно уменьшить количество USB, достаточно вывести один и подключить к нему USB хаб на 4 порта(возможно есть и больше) И есть у меня одна схемка устройства управления с помощью ИК приёмника и пульта, с помощью неё можно реализовать включение и перезагрузку компьютера ну ещё чего нибудь повесить(там 15 независимых каналов) правда она на МК но так можно избавиться ещё от 4 контактов и сделать удобнее управление компьютером, её надо конечно упростить, если заинтересут то отправлю ссылку в личку.

 

[Nikolay40]

Посчитал.
Мышь и клавиатура беспроводные.
Питание ......................2
Кнопка включения ........2
Кнопка перезагрузки..... 2
USB ...............4 X 3 = 12
SATA ............. 7 Х 2 = 14
Питание SATA ... 4 Х 2 = 8
Итого: .......................40

Забыл VGA - 15
DVI - 25
какой больше нравится.