A peltier hűtőelemekkel kapcsolatban máv volt szó a, hűtésükről, számítógépes és kézi méretezésről, láttunk néhány konkrét modult és hűtőt, most nézzük kicsit körba, hogy a nagyobb gyártók (Supercool, Frigistor, Kyroterm, Nord stb.) mit kínál.

A nagyteljesítményű peltier elemeket hatékonyan vízzel lehet hűteni. Igen apró és hatalmas hűtőmodulok léteznek, de a vízhűtőblokkok nagyjból ugyanolyan méretűek. Természetesen itt is van választék, de sokszor kisebb a hűtőblokk, mint a peltier egyik oldala. Ezért egy hőkiegyenlítő (cold plate) lapot helyeznek el a vízhűtőblokkon:

Ha ez kb. 5mm vastag rézből készül, akkor csak nagyin kis jelentőséggel bír, hogy a blokk hűtőfelülete kisebb, mint a peltier meleg oldala. Gondoljunk csak bele, a "kazán" teljesítményű AMD Thunderbird processzorok majdnem 100 Wattal melegítik a hűtőjüket kb. 1 négyzetcentiméteres felületen. A legnagyobb teljesítményű peltier elemek is csak 300 Wattal melegszenek, de ez a hő nem 1 négyzetcentiméteren keletkezik, hanem ennek kb. a húszszorosán. Tehát ekkora felületen már ilyen hőelosztó lappal is megnagyobbíthatjuk a blokk hűtőfelületét, míg az CPU-nál közvelenül nem működik (a léghűtő alá felesleges hőelosztót tenni).

Pontosítsunk egy kicsit. Ha a processzorra szeretnénk szerelni a peltier hűtőelemet, akkor nem érdemes közvetlenül a CPU magra szerelni, a kettő küzé 3-5mm vastag alumínium vagy réz lapot érdemes tenni, így a keservesen megtemelt hideg nagy része nem vész kárba.

A www.datapress.hu-n kereszül a fenti képen látható Supercool termékekhez is hozzá lehet jutni. A hűtőblokk több méretben készül, a képen az a megoldás látható, amikor a peltier elem hideg oldalát vízzel hűtjük és a hideg oldalal egy másik vízkört hűtünk. Egy hosszabb modulba akár több ilyen modul is elhelyzhető, ilyenkor azoknak a hűtőteljesíténye összeadódik.

A peltier elem oldalára és a hűtőjére feszerelés előtt hövezető pasztát kell kenni, mert már nagyon vékony levegőréteg is erősen rontja a paraméterket, akkor is ha csak a peltier alatt kis darabon fordul elő. A hővezető anyagot tényleg vékonyan kell felhordani, mert bár hővezetőnek nevezik, ám nagyságrendekkel rosszebb hővezetőképességük, mint a vörösréznek. Érdmes többször próbálkozni és kikísérletezni az optimális vastagságot.

A peltier elem két oldalán elhelyezkező kerámia hővezetőképessége közepesnek mondható. Ez csak akkor nem okoz problémát, ha az egész felületén hűtjük, iletve a hideg oldalát az egész felületén fűtjük. Ezért kell az előbb említett hőkiegyenlítő. A kerámiával nagyon óvatosan kell bánni, nagyon vékony, ezért könnyen törik. Ha elreped, akkor szerencsés esetben még működhet a hűtőmodul, de ha a belső modulok bármelyike elreped, akkor haználhatatlanná válik.

Nézzük meg egy érdekes alkalmazást:

A félvezetők annál gyorsabb működésre képesek, minnél alacsonyabb hőmérsékleten tartuk őket. Ez igaz a zajra is, a nagy hőmérséklet rontja az eszköz ezen paraméterét. Ezt sokan a mindennapi életben is tapasztalják. Pl. egyedi műholdvevő berendezések fejegysége erős napsugárzásnak van kitéve, így ezek jócskán felmelegednek, amit a felhasználó úgy tapasztal, hogy a gyengébb dók szemcsésebben jönnek be. (A napnek a vételre egyéb hatása is van, de ebbe most ne menjünk bele.)

Ez a kép azt akarja illustrálni, hogy egy ilyen pici hűtőblokk mekkora és mennyi hűtőborda erejét képviseli. Noha egyszerű a vízhűtő blokk felpítése, a kiegészítők drágábbak, és valamivel nagyobb karbantartást igényelnek. A kaprbantartás alatt arra kell gondolni, hogy 3-4 évente nem árt cserélni a hűtőfolyadékot. A profi rendszerekben szinte mindig elilénglikol/víz keveréke kering (ezt használják a személygépkocsi hűtőrendszerében is). De ez a több éves intervallum még általában nem probléma. A csöveket sem árt ekkor kicserélni, egy szivattyú élettartama is kb. ennyi.

Éremes megnézni, hogy a peltier elemek hűtésére kijejlesztett hűtőbordák talp része mennyire vastag, néha 20mm-nél is vastagabb. Ez a jó hőelosztás miatt szükésges. A hűtőborda hőleadó lapjainak a sűtűségét általában az határozza meg, hogy lesz-e rajta ventilátor vagy sem (pontosabban kényszeráramlás lesz-e?). A gyártók általában 1cm körüli távolságra helyezik a hőleadó lapokat, ha a légáramlás természeres úton kell, hogy elvigye a meleget. Ha sűrű a bordázat, mint pl. a CPU hűtőknél, akkor ventiltor nélkül nagyon megrekedne a levegő, így ott rá kell segítei az áramlásra.

Itt sok érdekes dolgot látunk egykupacban. Előterben a hőtendő peltier elemek, középen a vízhűtőblokk és a hőelosztó. Mögötte a hővezető paszta, ebből epoxi alapú is létezik, így az használat után megszilárdul. És körbe a kisebb teljesítményű peltier elemekhez a léghűtő. Általában 100-150 Wattos melegedés még egy jókora léghűtővel leküzdhető, de most ne a CPU hűtőbordákra gondoljunk, mert azok 50-60 Wattos teljesítménynél, már sokszor 50 ok felett üzemelnek, így azokat csak pici modulokhoz lehet előnyösen használni.

A Supercool (www.datapress.hu) katalógusában ötletes dolgot találtam. Az a fehér hajlékony cső, egy úgynevezett gégecső. Ha a hőtést kisméretű zárt helyen kell megoldani, akkor a belső tér levegője kevés lehet, ezért ilyen gégecsővel a hűtendő alkatrészhez lehet irányítani egy ventilátro segítségével a külső, feltehetően hidegebb levegőt. De ez még így önmagában nem működik, mert a keletkezett meleg levegő elvezetéséről is gondoskodni kell!