◎ DOS/V自作と言えばオーバークロック    

     ◎ オーバークロックと言えばペルチェ冷却


単に、これをやりたいだけだったりして。


☆ ペルチェ冷却は排熱との戦い

☆ こんなのを造ってみました

 

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☆ ペルチェ冷却は排熱との戦い

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。

○ ペルチェ素子に印加する電圧を下げる。

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。

○ 強力な排熱装置を用いる。

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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☆ こんなのを造ってみました

これが、初代ペルチェ冷却器。の、水冷枕。
3mm銅板に、8mm銅パイプを半田づけ。
あとは、ビニールチューブで、つないだだけ、という代物。
こんなもんでも、一応冷えた。
冷却水さえ冷たければ、6X86MX233(実クロック188)が、
240で動いた(ただし、冬場だったからなぁ)。
ちなみに60Wペルチェに12V印加して使用。
しかし、水冷の割には、性能がいまいちだし、
なんといっても、見た目がかっこ悪い。
ちょっとまじめに作ったのが、下の二号機。

初号器の反省点を踏まえて作ったのが、この二号器。
80Wペルチェ二枚に、専用電源で、14V印加。
十分な水量を確保できる水冷枕。
しっかりとしたバッファ板。

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。
結露しまくりで、冷却能力半減。
バッファ板の形状(ただの平らなアルミ板)を変えないと断熱処理は難しそう。
後、水冷枕の能力不足。
冷水を流していても、ペルチェの排熱側がぬるい。
水冷枕内部に、表面積増やすフィンが必要か。

三号機

コンパクトさを念頭に置き、デザインしました。
これなら、断熱処理も簡単だし、ロス無く冷却できる。かな?

心配なのは、コアとなる銅ブロック。
熱の移動距離が大きいので、
ブロック内で温度差が発生するかも。
それと、入手方法。
どっかで売ってないかな?
銅板、半田で張り合わせるのもいまいちだしなぁ。




そして企画倒れ



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