ペルチェ素子は、電流を流す事により、一方から吸熱、他方で排熱させる事が出来る。
これを利用する事により、CPUを気温以下に冷却する事も可能。なのだが、そうそう簡単には冷えてくれない。
問題は、ペルチェ素子自体の発熱にある。
実は多くの場合、CPU自体より、ペルチェ素子の方が発熱が大きいのだ。
それゆえ、通常使用されるヒートシンクファンと、ペルチェ素子を組み合わせただけでは、大抵、ヒートシンク単体より悪い結果に終わる。
その対策として、大まかに言って、下の2つの方法が挙げられる。
ペルチェ素子も、オームの法則よろしく、印加する電圧に比例した電流が流れる。
(実際は、吸熱側と排熱側で温度差がある場合、内部で電圧がしょうじ−−この現象はゼーベック効果と呼ばれる−−、
これが電流値に影響を及ぼし、比例とは言えない特性を顕してしまう。ただし、それほど気にする程の事でも無い。)
すなわち、ペルチェ素子自体の発熱は、印加電圧の二乗に比例するのである。
これに対し、ペルチェ素子の熱移動能力は、流れる電流に比例する。
と、言う事は印加する電圧と熱移動能力は比例すると言う事。
(これはペルチェ素子内部での話。実際にはペルチェ素子自体の発生熱に相殺され、
その能力曲線は、最大定格を頂点とした二次曲線を描く。ただし、低電圧、低電流領域においてはほぼ比例と見なせる。)
発熱−電圧の二乗に比例
能力−電圧に比例
つまり、印加する電圧が低い程、(能力/発熱量)が高い事になる。
ただし、能力自体の絶対値が下がる為、発熱の多いCPU等では、能力不足となる。
また、ペルチェ素子自体の熱伝導率が、能力に対し、相対的に見て高くなってしまう為、
氷点下冷却等、強力な冷却効果は期待出来なくなる。
(強力に冷やそうとしても、ペルチェ素子自体の熱伝導で、熱が戻ってしまう、と、言う事)
チップセットや、発熱の小さいCPUを、手軽に、程々に冷やす事に向いた方法と言える。
やはり、これが王道であろう。
強力に冷やすのは、水冷が比較的簡単。
「金属の箱に水を流してるダケ」の如き排熱装置でも、通常の空冷とは別格の冷却効果を得られる。
(鱈自身、この程度の代物を使用している。)
空冷ヒートシンクと同様に、表面積を増やすフィンを設けたり、冷却水の水温上昇を抑えるラジエータを設けたりすれば、
氷点下冷却も夢では無い。
巨大ヒートシンク+シロッコファン(ダクト経由)
等による強力空冷を行う人もいるようだ。鱈自身も、最初はこれを考えた。
しかし、うるさそうなのでやめた(笑)
どちらも、一長一短。好みの問題、と思う。
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これが、初代ペルチェ冷却器。の、水冷枕。 |
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初号器の反省点を踏まえて作ったのが、この二号器。 しかし、まだまだ問題点が。 まず、バッファ板の断熱処理がされてない事。 |
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コンパクトさを念頭に置き、デザインしました。 心配なのは、コアとなる銅ブロック。 |