Kühlkörper berechnen

[tauruz]

Original geschrieben von BN
Bei den luftgekühlten Teilen muß ein Kompromiß zwischen Betriebssicherheit und Lautstärke des Lüfters gefunden werden.

...Lüfterdrehzahlen unter 500U/min...

natürlich wird das gehäuse nicht vollständig lüfterlos bleiben. ich möchte nur mit der annahme rechnen, daß die cpu vollständig passiv gekühlt wird um auf 300% nummer sicher zu gehn! Werde wahrscheinlich einen radiallüfter verbauen...

Original geschrieben von BN Bei einem Server von IBM habe ich mal gesehen, daß die Gehäuse-Lüfter nicht mit dem Gehäuse verschraubt wurden, sondern in Schaumstofformen eingebettet sind, die dann irgendwie mit dem Gehäuse verklemmt werden. Das sieht auf den ersten Blick etwas merkwürdig aus, wie nicht vollständig ausgepackt. Aber die Lüfter sind so vom Gehäuse weitestgehend entkoppelt.

Eine Entkopplung wird oft Mittels solchen Dornen vorgenommen, die statt der Schrauben eingesetzt werden, dies bringt auch schon eine wirklich starke Reduzierung der Geräusche!
-> http://www.ge-store.de/product_pics/vibra4.jpg

Original geschrieben von BN
Für einen wirklich leisen PC müßte man wohl von einem Standard-ATX Gehäuse Abschied nehmen und was eigenes stricken.

Das hatte ich eigentlich auch vor! Jedoch spinnt sich bei mir im Kopf gerade was zurecht wo die Grundform eines meiner leeren Tower hier beibehalten werden könnte...
undzwar möchte ich für die eventuell nötige durchlüftung des gehäuses des gehäuses mir das sogenannte kaminprinzip zu nutze machen.
warme luft steigt auf, kalte fällt nach unten. wenn man den pc nun luftdicht macht und unten vorn nur eine öffnung hat und oben hinten (eventuell sogar noch mit kamin drauf), dann entsteht ein sog der das gehäuse durchlüftet...

Original geschrieben von BN
Gibt es die eigentlich die CPU-Heatpipe irgendwo fertig zu kaufen oder baust Du die auch selbst?

Es gibt fertige von sogenannten Shuttle PCs zu kaufen oder auch aus diversen Compaq PCs. Notebooks bieten sich auch an, so wäre es beispielweise eine Überlegung wert die Heatpipe z.b. eines 3ghz laptops zu nehmen um damit einen 1,5ghz (oder so) desktop cpu zu kühlen. man muss halt nur bedenken, daß in Notebooks low-power cpus verbaut sind und diese nicht die wärme der desktop cpus entwickeln. es gibt aber auch welche fertig zu kaufen, also einezelne heatpipe röhren!
ich habe meine aus solch einem shuttle pc.


aber das mit den kühlkörpern da versteh ich echt nicht...

*grübel* naja wenn man es genau betrachtet hat man ja beim parallelschalten von 2 kühlkörpern mehr kühlfläche als bie einem doppelt so langen, denn die schnittfläche wo gewissermaßen die 2 kühlkörper aneinader gesetzt werden wirkt ja auch noch zur oberfläche hinzu. wenn jedoch der kühlkörper doppelt so lang ist, ist diese schnittstelle als offene kühloberfläche jedoch nicht vorhanden!

aber eine nahezu gleiche wirkung wäre schon zu erwarten...

werde mich nun also nach und nach dabei machen und die bauteile des pcs passiv kühlen. werde wohl mit dem netzteil beginnen...

[Frank S]

Gründe des Kühlkörperproblems:

-Wärmeleitung innerhalb des Kühlkörpers ist endlich. Bei punktueller Wärmezufuhr erreichen die weit entfernten Kühlrippen die maximale Temp nicht mehr - und führen deshalb auch weniger Leistung ab. Vergleichbar mit 5m^2 Alufolie.

-Versorgung mit Frischluft. Ein stehender Rippenköroper doppelter Höhe kriegt oben fast nur noch heiße Luft von unten. Deshalb kühlt er oben nicht mehr gut.

[tauruz]

okay danke frank.

habe mal angehängt wie ich es eventuell realisieren wollte. also das orange stellt die seitenwand des gehäuses dar. das rote ist ein radiallüfter. dieser saugt mittig die luft aus dem gehäuse an (ca. bei northbridge und cpu).
die 4 teile da sind halt kühlkörper auf denen jeweils einer der 4 heatpipe"anschlüße" endet.

-> http://tauruz.piranho.com/wand.html

[BN]

Hallo,

jetzt habe ich mir mal die Kühlung beim Shuttle-PC angeschaut. Ein paar Anmerkungen dazu:
- Eine Shuttle Heatpipe einzeln für AMD-CPUs zu bekommen scheint nicht ganz einfach zu sein.
- Das Konzept beim Shuttle, den Gehäuselüfter für die CPU-Kühlung mitzubenutzen ist schon mal gut. Allerdings frage ich mich, ob man dafür wirklich eine Heatpipe braucht. Eigentlich würde es ja genügen, Frischluft mit einem langsam laufenden Gehäuselüfter anzusaugen, diese Luft mittels eines Luftschlauchs bzw. Luft-Kanals auf bzw. durch das CPU-Kühlblech zu lenken und von dort verteilt sich die Luft dann im PC-Inneren und kühlt den Rest. Das Idiotische an den bestehenden Systemen ist doch, daß der CPU-Lüfter wie wild warme Luft im Gehäuse umherpustet und nichts dazu beiträgt, die Luft abzuführen. Würde er Frischluft ansaugen, könnte sein Luftstrom etwa um die Hälfte reduziert werden und damit sein Geräusch wesentlich verringert werden.

- Ich habe mich bisher noch nie mit Heatpipes genauer beschäftigt, aber wenn ich das richtig verstehe, muß die Wämesenke (Kühlkörper) grundsätzlich höher angeordnet werden, als die Wärmequelle, weil sonst das kondensierte Kühlmittel nicht mehr zurückläuft. Oder sehe ich das falsch? Beim Shuttle ist es jedenfalls so. Entsprechend Deiner Zeichnung könntest Du den PC aber nicht hochkant (Lüfter seitlich) betreiben.

Grüße

Bernhard

[tauruz]

jap genau das ist der haken - die einbaulage. deshalb werd ich eher zu der zweiteren unschöneneren aber efektiveren lösung greifen.

habe nun übrigens die daten zur heatpipe - http://www.shuttle.com/share/product...0Heat-Pipe.pdf

und habe heute mit hilfe des tabellenbuches noch einmal durchgerechnet wieviel k/w ich normalerweise brauchen müsste und bin da irgendwie zu einem anderen ergebnis als ihr gekommen...

formel: RthJU = Pv/(tj-tu)
Pv = max. Verlustleistung (70W max.)
tj = Sperrschichttemperatur (90°C max.)
tu = Umgebungstemperatur (30°C max.)
RthJU = Wärmewiderstand

also RthJU = 70W/(90°C-30°C) = 1.167K/W (DIE -> Kühlkörper max.)

hm... und habe noch weitere realtiv wichtige faktoren entdeckt:

eine waagerechte montage erhöht den "wirkungsgrad" auf 130%
schwarze eloxierung mindert den "wirkungsgrad" auf 70%

weiterhin hat ein planes, waagerecht liegendes, unbhandeltes Alu Blech von 200mmx200mmx5mm schon einen Wärmewiderstand von "nur" 2.2K/W.

Also was sgt ihr da zu meiner Rechnung? Was habt ihr anders gemacht? Und wo liegt mein Fehler in der Berechnung? Die Heatpipe und die Wärmeleitpaste habe ich natürlich noch nicht mit einberechnet.

[BN]

Hallo,

Also was sgt ihr da zu meiner Rechnung? Was habt ihr anders gemacht?

Folgende Dinge sind anders:

1) Du gehst bei Deiner Rechnung von einer Kühlkörpertemperatur von 90 Grad aus. Das ist aber unrealistisch, weil dabei der Wärmewiderstand CPU/Kühlkörper vernachlässigt wurde; außerdem ist birgt so ein heißes Kühlblech Verbrennungsgefahr in sich. Es soll ja außen und damit jederzeit berührbar montiert werden.

Bei meiner Rechnung bin ich einfach von einer fiktiven Kühlkörpertemperatur von 50 Grad ausgegangen. Da ist die Verbrennungsgefahr noch gering und außerdem kann man davon ausgehen, daß der Wärmewiderstand CPU->Kühlblech gering genug ist, um das Kühlblech auf 50 Grad aufzuheizen, so daß man diesen Wärmewiderstand vernachlässigen kann . Das ist ganz praktisch, denn den Wämewiderstand der Heatpipe wußte ich zu ja diesem Zeitpunkt nicht, auch jetzt kann man hier den Gesamt-Wärmewiderstand nur grob schätzen.

2) In Deiner Rechnung ist außerdem Zähler und Nenner vertauscht.

Wärmewiderstand = Temperaturdifferenz/Leistung.

Daraus ergibt sich dann: Temperaturdifferenz = Kühlkörpertemperatur - Umgebungstemperatur = 50 - 30 = 20 Grad.

Damit: Wärmwiderstand = 20/70 = 0.28K/W

So etwas ähnliches hatte ich wohl bei meiner 1.Rechnung auch ausgerechnet.

Grüße

Bernhard

P.S. Interssantes Datenblatt. Ich kann kaum glauben, daß die Heatpipe so gut funktionieren soll.

[tauruz]

ja okay das mit den formalen umstelln sollt ich wohl nochmal üben

und in meienr formel dort sollte ja die maximale oberflächentemperatur eingestzt werden, deshalb dacht ich da müsst 90°C hin.