A gázhűtés még annyira sem elfogadott, mint a vízhűtés. A peltier elemes PowerBox után megismerkedhetünk a gáz erejével...

Régóta tervezem egy ventilátor nélküli PC összeépítését, de ez egyáltalán nem egyszerű feladat. Viszonylag kis energia felvételű alkatrészek felhasználásával ez nem is lenne olyan nagy probléma, pl. Pentium I 200MHz-es processzorral hajtott gép esetén csak hűtőborda kérdése, de ez már a múlté...

Általában 4 ventilátort találunk egy számítógépben (tápegységben, processzoron, videokártyán és a chipseten). Természetesen vannak olyan alaplapi chipsetek, melyeket egy hűtőbordával is elégséges hűteni és olyan videokártyák is, ahol gyárilag elegendőnek ítélték az alumínium hűtőbordát. A gyorsabb processzorok olyan sok hőt termelnek, hogy stabil üzemel általában csak forszírozott hűtéssel lehet megoldani.

Egészen más a helyzet a tápegységgel. Itt nagyjából 20-30 Watt teljesítmény alakul hővé. Ezt egy nagyobb hűtőbordával simán át lehetne adni a környezetnek, de az a helyzet, hogy a tápegység elektronikája egy majdnem zárt dobozban van, így a szükséges szellőzést csak ventilátorral lehet megoldani (bár itt léteznek vakmerő megoldások is...)

Első körben a CPU-t szeretném "ventilátor mentesíteni". Noha ezt vízhűtéssel, illetve hőcsöves gázhűtéssel is simán megoldható most mégsem ezeket választom, építek egy kompresszoros gázhűtőt. Több tuning rajongó készített már ilyen szerkentyűt, de kevés az olyan jellegű leírást, ahol lépésről lépésre mindent bemutatnak, mit miért és hogyan csináltak, legtöbbször csak az eredményt láthatjuk. Nos e most másként lesz, így igazán érdekes lesz ez a cikksorozat. Mindazonáltal nem vagyok hűtőgépszerelő, így több helyen csak tapasztalati eredményeket közlök…

Ne azzal kezdjük, hogy a "hűtőgép úgy működik, hogy...", hanem nézzük meg mire lesz szükségünk:

Sokan azt gondolják, hogy a kompresszoros hűtés lelke nyilván a böhöm nagy kompresszor, ám ez korántsem igaz. A kulcsfontosságú alkatrész a meleg leadó egység.

A képen egy 24cmx24cm radiátor látható, ez kifejezetten klímákhoz készült, 4cm mélységű. 200 kalóriás... mondjuk ez a szám először nekem sem mondott sokat, hiszen ki tudja, hogy ez most sok vagy kevés? Ahhoz, hogy ezt megértsük kalandozzunk el a hűtőgázokhoz.

Korábban szinte kizárólag R12-es azaz freon gázt alkalmaztak a hűtőrendszerekben, mivel ez, ha elszökik borzasztóan környezetkárosító, így áttértek az R134-es gázra. Egyéb gázokat is alkalmaznak (pl. R-405a), ennek egyik oka az, hogy az R134-es gázzal csak kb. mínusz 25 fokig tudnak lemenni. Vajon miért? A válasz egyszerű, nevezetesen ez alatt már kis nyomáson is cseppfolyós marad a gáz, és nem kezd el párologni, ha nem párolog, akkor a továbbiakban hűtésnek is annyi.

Az R134-es gáz hűtőképessége kb. 10%-al rosszabb, mint a régi freoné, de a környezetvédelem sokkal fontosabb.

Azt is kérdezhetné valaki, hogy miért kell speciális gáz, miért nem jó a levegő? Elvileg lehetne a hűtőközeg levegő is, akkor nagyon nagy nyomáson kellene dolgozni, ami igen drága kompresszort igényelne. De ez még a kisebbik baj lenne, igazából csak olyan gázzal működhet hatékonyan a hűtőgép, mely viszonylag kis nyomáson cseppfolyósítható és a párolgása illetve a tárfogat változás során bekövetkező hőelvonás nagy. Levegő esetén ez minimális. Az R134-es gáz szobahőmérsékleten úgy 500 000Pa-on vagyis kb. 5 báron cseppfolyós (levegőnél ez több mint 100 bár lenne).

És most jön az a rész, amikor már meg tudjuk válaszolni, hogy pl. a 200 kalóriás radiátor vajon "mi fán terem"? Eleve ha egyéb radiátorról lenne szó, akkor semmi értelmét nem találnák a 200 kalóriás kijelentésnek, mert ez azt jelenti, hogy ezt az energiát le tudja adni a környezetének. De milyen hőfokon? Vannak alacsony és magas hőmérsékleten üzemelő meleg leadók, általában az utóbbi terjedt el, ez azt jelenti, hogy a radiátor átlagos hőmérséklete kb. 50 fokkal magasabb a környezeti hőmérsékletnél.

De a 200 kalória ennek tudatában sem értelmezhető, tudnunk kell, hogy ezt csak akkor éri el, ha ventilátorral biztosítjuk a megfelelő légáramlást. Ha ezt nem tesszük, akkor kb. csak a 30%-át tudja!

Összegezve: a bemutatott radiátor akkor 200 kalóriás, ha 75-80 fokos az üzemi hőmérséklet és ventilátorral is el van látva. Ez nagyjából annyit jelent, hogy ha egy 860 Wattot disszipáló alkatrész hűtésére lenne elég. Ez ugye sokkal több, mint amit egy CPU-ból kipréselhetünk...

A meleg leadó radiátor szerepe csupán annyi, hogy a kompresszor által összenyomott gáz visszahűljön. Általában 15-20 báros nyomás uralkodik ebben a radiátorban!

Most tapasztalati dolgok következnek:

Kompresszoros hűtés esetén 1kg R134-es gáz 18 bárra történő összenyomása során 4 kW-ot kell elfűtenie a radiátornak, ugyanis nagyon sok hő fejlődik. De ezt csak közelítés!

Az előbb említett 200 kalóriás radiátor egyből meghatározza (860 Watt disszipáció), hogy mennyi hűtőközeget használhatunk, vagyis kb. 0.2kg lehet a töltő tömeg. Természetesen lehet több illetve kevesebb is, de nagyjából ennyi az optimális mennyiség.

A következő gyakorlati dolog a kompresszor teljesítményének a meghatározása lesz. Itt villamos teljesítményre kell gondolni, amit rendszerint Wattban adnak meg, esetleg VA-ban (Volt Amper). Minél nagyobb teljesítményű a kompresszor, annál nagyobb turbinát tud meghajtani és így több gázt szállítani illetve összenyomni. Általában itt is működik a hasraütésszerű méretezés, nevezetesen 0.1kg gázhoz valamivel kevesebb, mint 100 Watt villamos teljesítmény szükséges. Így első ránézésre a kettőnek nem sok köze van egymáshoz, nagyon áttételes az összefüggés. Általában 90-100 Wattal szoktak "számolni".

Lassan kezd összeállni a kép, vagyis 200 kalóriás radiátorhoz, kb. 0.2kg R134-es gázra lenne szükség és a gáz összenyomásához egy 180-200 Wattos kompresszor. (Megjegyzem, hogy ha 1kg gáz összenyomása 4 kW disszipációval jár, akkor 0.2kg esetén 800 Wattot kapunk. Na most nagyon érdekes, mert mondjuk 200 Wattot fogyaszt a kompresszor és 800 Wattal dissziálódik... ezen "elvileg" nincs mit csodálkozni, bár kissé meglepőnek tűnhet).

A többi a következő cikkben, addig is egy feladvány: 0.0056 BTU/hr/ft/fok jellemzi az R134a hűtőképességet, ügyesebbek SI mértékegységben megadhatják, itt a fórumban... (nem túl nehéz)