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Anfängern, normalen Usern oder Neulingen in der Freezer/OC-Szene rate ich dringend vom Einsatz eines Peltiers ab. Wers trotzdem einbaut und mangels Erfahrung mal eine CPU oder ein Motherboard in die Luft fliegt : Ich habe hiermit ausdrücklich gewarnt und übernehme in keinem Falle die Haftung für irgendwelche Schäden.

Allen anderen (und solche die es werden wollen) wünsche ich viel Erfolg und "Deep Diving" !

Bitte die gesamte "How-to" erstmal durchlesen BEVOR ihr euch "vollausstattet"......

Eine der schwierigsten Fragen hinsichtlich der Verwendung eines Peltiers ist wohl : "Welche Leistung brauche ich eigentlich für meine CPU ?". Wenn ich Tim Taylor wäre, würde ich wohl jedem einfach die Binford2000-TEC-Modul-Variante empfehlen. Aber leider ist das nicht so einfach und wäre nach normalen Maßstäben auch einfach und schlichtweg falsch. Also, wie kommen wir zum gewünschten Ziel unserer CPU oder sonstigen heißen Bausteinen im Rechner eine Grippe anzuhängen ? Ganz einfach : wir rechnen jetzt eine Stunde lang alles aus und kaufen dann doch das leistungsfähigste Modul. Das habe ich schon oft mitbekommen und die Strafe folgte mehr wie einmal... Anfängerfehler. Also bitte nocheinmal : Ein Peltier ist ein tolles Spielzeug und hervorragend dafür geeignet mal eine CPU in die Luft fliegen zu sehen. Wer sich das leisten kann, für den freut es mich. Für alle anderen, die mit Sachverstand und Logik daran gehen wollen, sind die nächsten Seiten hoffentlich eine wertvolle Hilfe.

Antwort : Viele.
Genauere Antwort : Einer der wichtigsten Bestandteile bei einer Kühlung durch Peltiers ist das Netzteil an dem
das Peltier betrieben wird. Einfach einen Molex am PC von der Platte abziehen und dann ans Peltier stecken -
vergessen wir das mal gleich. Wieso ? Ganz einfach : Ein Peltier ist ein thermo-elektrisches Element und wie
der Name schon sagt, hängt auch die Leistung dieses Elements von diesen zwei Faktoren entscheident ab :

a. Temperatur
Damit ist nicht nur die Temperatur als Lastfaktor auf die zu kühlende Einheit gemeint. Es geht auch um die
Umgebungstemperatur. Wer den technischen Abschnitt gelesen hat der weiß, daß Delta T der Maßstab unserer Leistung ist.

b. Stromspannung und Stromstärke
Das normale PC Netzteil stellt drei Spannungen zur Verfügung : 5,7 und 12 Volt. Bei heutigen Peltiers und CPUs
reichen 12 V noch aus aber was ist, wenn bei 12 V Dauerspannung der Wasserspiegel aufgrund Kondenswasserprobleme
im Rechner höher steigt wie im Aquarium im Wohnzimmer ? Wieviel Ampere kann das Netzteil bei dieser Spannung
wirklich liefern und wie verhält sich das wenn noch drei Festplatten anspringen und ich noch eine PCI Karte einbaue ?
Das sind alles Faktoren, die selbst eine empirische Schlussfolgerung nicht mehr möglich machen. Also bleibt uns
nur eine Lösung : Ein Labornetzteil.

c. Eigenkühlung (eigentlich wär ja Schluss aber es ist einfach zu wichtig....)

Ein Peltier ist kein Kühlelement. Wie bitte ??? Jawohl, richtig gelesen. Ein Peltier ist eher eine tolle Heizung. Wer die technischen Artikel gelesen hat, weiss wie ein Peltier arbeitet. Eine Seite wird sehr kalt, die andere Seite dafür warm. Um nicht zu sagen : heiß. verdammt heiß. Natürlich immer in direkter Abhängigkeit des Stromes.
Wer eine heutige Pentium 4 CPU mit 2,8 GHZ einbaut, dieser mal richtig Feuer gibt und dann die Temperaturen beobachtet, wird feststellen, daß die Wärmeleistung um ein vielfaches über der eines Pentium II im Standardmodus liegt. Wer mal genau wissen will, wieviel Watt an Wärmeleistung seine CPU abgibt, der sollte HIER mal nachschlagen.
(Danke an Chris für die Linkgenehmigung und die tolle Updatearbeit! Thx Chris !)

Also gehen wir mal von einer CPU aus die so um die 100 Watt Wärmeleistung erzeugt. Wenn die ein herkömmlicher Lüfter
kaum bewältigt, wie soll der Lüfter dann bitte erst recht ein Peltier mit vielleicht 150 Watt kühlen ???
Ein Peltier muß gekühlt werden, soviel ist jetzt klar. Am besten und effizientesten macht man dann aber auch gleich den Sprung zur Wasserkühlung. Denn wenn die Wärmeableitung nicht optimal angepasst wird, entsteht ein "Rückkopplungseffekt" auf den beiden Seiten des Peltiers. Wer ein Peltier mal so zum Spass einfach anschließt und 12 Volt drüberjagt, kann schon nach einer Minute das nächste Peltier bestellen : Die heiße Seite kann soviel Wärme nicht über die reine Konvektion (Luft) loswerden und übergibt die Wärme durch Wärmeleitung zurück an die kalte Unterseite.

Da Delta T aber immer gleich ist, wird das Element dadurch auf der oberen warmen Seite noch wärmer. Irgendwann hat sich dann die Katze nicht nur IN den Schwanz gebissen, sondern diesen auch noch durchgebissen : Das Peltier fliegt mit einem wunderschönen Knalleffekt einfach so in die Luft.

So, nachdem wir einfach mal klargestellt haben, wo die größten Problem auftreten und was wir im Auge behalten müssen, folgt hier nun einmal die Betrachtung der einzelnen Parameter.

Wir wollen hier kurz mal zeigen, in welchem Zusammenhang die Leistung der Kühleinheit (R-Heatsink/Kappa/ Wärmedurch-gangswiderstand), die Wärmeleistung der CPU (Qcpu) und die maximale Leistung miteinander stehen. Als erstes nehmen wir mal an, daß wir ein TEC mit der maximalen Leistung Qmax = 75 Watt einsetzen. Welche Temperatur an der CPU können wir damit erwarten ?

Das Bild zeigt zwei deutliche Aussagen auf : Erstens gibt es sowas wie eine "optimale" Spannung - in diesem Fall zwischen 10,5-11,5 Volt, je nach Stromstärke und zweitens, daß man auch mit einer viel niedrigeren Spannung immer noch eine beachtliche Kühlleistung erzeugen kann. Das kann insbesondere dann von Bedeutung sein wenn das Netzteil weniger als 12V dem TEC zur Verfügung stellt.

Als letztes noch eine kurze Betrachtung hinsichtlich der richtigen Leistungsgröße eines TEC-Moduls. Die Leistungsfähigkeit eines TEC und des Lüfters sollten auf Basis der Stromversorgung beurteilt werden. Das "gängige" Leistungsverhältnis für das TEC errechnet sich nach Qcpu / Qmax und die "gängige" CPU-Wärmeabführung berechnet sich durch den Zusammenhang mit dem Wärmedurchgang des Lüfters : Qcpu x Rheat.

Das dadurch ermittelte "Delta T" gibt die richtige Leistungsgröße des Peltiers an, logischerweise wie im Beispiel oben gilt : Positive Werte = Alles ok, Negative Werte = Nochmal versuchen. Die Werte können direkt an der Grafik abgelesen werden, in unserem Beispiel wäre "Normalized Power" = 0,44 und "Normalized" Cooling = 16,5. Damit lässt sich auf der Grafik der Bereichswert 10-15 (Hellblau) herauslesen. Wie vorhin in den Beispielen zuvor also sieht es gut aus für unser TEC.

Zufälligerweise sind die Werte entlang der horizontalen Achse auch genau die Werte, die durch die Verwendung eines reinen Lüftereinsatzes erzielt worden wären (Logisch wenn bei der Formel Qcpu / Qmax aus Qmax = 1 wird). Oder anders gesagt : Das sind die Werte, um die die CPU-Temperatur gegenüber der Raumtemperatur ansteigen würde wenn ich nur einen Lüfter und kein TEC benutzen würde.

So zeigen alle diese Grafiken immer wieder, wann es sich ein TEC sinnvoll einsetzen lässt und wann es besser ist, auf dieses TEC zu verzichten. Letztendlich hängt es ja dann doch immer nur an der Leistung des TEC, aber diese genau einzustufen und zu berechnen gehört zu den Basics beim Systemaufbau. Ich würde auch aus Sicherheitsgründen immer 5 Grad bei jeder Leistungsanalyse auf die ungünstige Seite draufschlagen - Theorie ist immer schön und gut aber es gibt so viele Unsicherheitsfaktoren die es einfach nicht möglich machen, solche Leistungswerte auch nachher im System zu 100% umzusetzen (Stromschwankungen, Raumlufttemp, CPU-Overclocking usw...)

Ein Peltier sollte eigentlich immer so Leistungsfähig sein, die CPU-Temperatur nicht mehr als 12-15 Grad über der Raumtemperatur zu halten. So, und jetzt da alle Leser wohl bis hierher gekommen sind und sich das alles schön und ordentlich eingeprägt haben, noch ein Bonbon : Es gibt natürlich auch hier Faustformeln *grins* (Sorry, aber ich konnts mir nicht verkneifen aber der aufmerksame Leser konnte aus den Grafiken bereits eine Gesetzmässigkeit erkennen...).

Die optimale Leistungsgröße eines TEC ist ungefähr 2 bis 3 mal höher als die Leistung der CPU, wer eine Wasserkühlung verwendet, kann schon mit 2-facher Leistung gute Ergebnisse erzielen, bei 3-facher Leistung ist generell davon auszugehen, daß eine Wasserkühlung die einzigste noch praktikable Kühlungsmethode darstellt. Reine Aircooler sollten es bei 2-facher Leistung belassen, sonst kommt der "berühmte" Rückkopplungseffekt gnadenlos zum Vorschein und wird alles nur schlimmer machen.

3. Horror : Kondensation oder : "Hilfe, mein PC blubbert"

So, also nun haben wir unser Peltier in der Leistung bemessen, waren bei Chris auf der Seite und haben unsere CPU-Leistung abgelesen und sind einbaubereit. Das neue Netzteil wurde schon 500 Mal ein- und ausgeschaltet weils so cool ist, die Zeiger oder LCD-Anzeigen aufleuchten zu sehen. Also, auf die Boards und fertig, Los. Wasserkühlung drauf oder wers immer noch nicht kapiert hat von mir aus den Lüfter wieder festgeschraubt und Rechner neu gestartet.

Erste Anzeige von Asus PC-Probe oder Motherboard Monitor (MBM) : CPU-Temp = 5°C. Das haut den stärksten FreezeFreak aus dem Kühlschrank. Freudentaumel und Eistränen in den Augen mailen mir begeisterte Fans die ersten Stunden nach ihrem Umbau derartige Traumergebnisse. Wenn ich dann am nächsten Tag zurückschreibe, kommts dann aber leider oft vor, daß ich keine Antwort mehr bekomme. Jedenfalls die nächsten 3 Tage. Das ist meistens die Zeit, die der Händler braucht, um eine neue CPU zu besorgen.

Was ist passiert ? Die Antwort kann ich euch aus dem Eff-Eff sagen : Kondenswasser. Wer in Physik nicht verschlafen hat, der weiß, das wenn kalte und warme Gegenstände oder Medien zusammentreffen ergibt das einen Niederschlag an dem kalten Element. Oder am User wenn er die CPU abrauchen sieht.

Es ist wirklich absolut unvermeidbar, bei derartig tiefen Temperaturen KEIN Kondenswasser zu bekommen. Deswegen HABEN wir ja eigentlich mal die Leistung berechnet. Deswegen HABEN wir ja ein Labornetzteil gekauft. Aber der Geist Tim Taylors hat wohl mal wieder zugeschlagen : FULL POWER.

Deshalb nocheinmal das "Motto" der FreezeFreaks (auch wenns ein geklauter Slogan ist) :

POWER is NOTHING without Control.

Wenn wir Power haben wollen, müssen wir eben die Kontrolle dazu verstärken. Im Klartext: Wenn wir das Wasser nicht vermeiden können, müssen wir es eben daran hindern, zur CPU zu kommen oder das Motherboard unter Wasser zu setzen. Ihr hättet mal sehen sollen wie unvorstellbar viel Wasser so ein Peltier an seiner Oberfläche bzw. an der CPU bilden kann. 5ml in 12 Stunden sind da gar kein Problem (das ist eine kleine Spritze voll mit Wasser!!).

Das Wundermittel - daß uns das ermöglicht - ist Silicon und siliconbasierende Pasten.

Silikon ist was tolles und man kann damit ´ne Riesensauerei auf dem Mainboard verursachen - wer schonmal versucht hat sein Badezimmer zu verfugen, weiß was ich meine. Da wir aber bereits hunderte von Euros für Labornetzteile usw. ausgegeben haben und nun pleite sind wollen wir hier mal mit ganz normalem Silikon aus dem Baumarkt zufrieden geben.

Ich nehme immer eine große Kartusche und befülle damit kleine 5 oder 10 ml Spritzen. Das macht am wenigsten Sauerei und man muß ja auf dem Mainboard keinen Quadratmeter zukleistern. Außerdem spart man sich wie ein Ochse an dieser riesigen Kartusche zu drücken und dabei konzentriert diesen kleinen Sockel zu starren. Wir sind ja schliesslichFeinmechaniker und keine Grobschlosser ;o)

Es ist wichtig, den gesamten Sockel innen, außen und unten zu versiegeln (Bilder in der Fotostory!). Keinesfalls würde ich das Silikon IN den Sockel streichen. Der Nachteil von Silikon ist nämlich die Klebewirkung. Wenn man da dann mal eine CPU reinsteckt, wars das. Die kriegt man nicht mehr beschädigungsfrei aus dem Sockel raus. Deswegen gibts auch silikonhaltige Pasten, die extra dafür hersgestellt worden sind. Die schützen gegen Wasser und härten nicht aus. Näheres hierzu dann wieder unter Fotostory und Einkaufsliste. Aber auch der Prozessor selbst darf nicht unbehandelt eingesetzt werden : Bei INTEL-CPUs ist wie bei AMDs der mittlere Kern mit normalem Silikon zu bestreichen (bitte nicht 5 mm dick, es reicht eine dünne Schicht!).

Zum Schluss dann noch ein Tipp betreffend der Peltierausmaße :

Die meisten Peltiers sind wesentlich größer als die Heatspreader der CPUs oder der anderen Bausteine.

Da dadurch dann eine nicht unerhebliche Fläche des Peltiers "frei" in der Gegend herumpendelt und munter Hitze bzw.

Kälte verteilt, habe ich mir von einem Freund 3 mm starke Silberplatten, die genau die Maße meines Peltiers haben,

anfertigen lassen. Das Peltier ist damit zwischen zwei Silberplatten wie ein Sandwich eingeklemmt. Damit habe ich

zwei Dinge erreicht :

a) Die Silberplatten wirken als Heatspreader und nutzen das Peltier wesentlich besser aus.

b) Eine gewisse "Dämpfung" des Peltiers hinsichtlich der Kondenswasserbildung ohne Verluste der Wirksamkeit.

Fotos dazu : Auch hier mal wieder der Hinweis auf die Fotostory...