Was ist ein Peltier-Kühler und ist er besser für Ihren PC?
Veröffentlicht: 2023-02-27
Sie können eine CPU oder GPU mit Wasser, Luft und flüssigem Stickstoff kühlen, aber was ist mit Elektronen? Peltier-Kühler können die Magie von Elektrizität und Physik nutzen, um Ihre Komponenten zu kühlen, aber es gibt einen Grund, warum wir sie nicht alle verwenden.
Was ist der Peltier-Effekt?
Beim Peltier-Effekt (auch als thermoelektrischer Kühleffekt bekannt) wird Elektrizität zum Kühlen oder Erhitzen eines Materials verwendet. Es ist nach dem französischen Physiker Jean Charles Athanase Peltier benannt, der es 1834 entdeckte. Der Peltier-Effekt ist das Phänomen, das auftritt, wenn ein elektrischer Strom durch eine Verbindungsstelle zwischen zwei verschiedenen Arten von Materialien fließt, wodurch an der Verbindungsstelle ein Temperaturunterschied entsteht. Diese Temperaturdifferenz kann je nach Stromrichtung zum Kühlen oder Heizen der Verbindungsstelle genutzt werden. Dieser Effekt kann in Geräten wie thermoelektrischen Kühlern (TEC), die zum Kühlen elektronischer Geräte verwendet werden, und in Heizkissen oder anderen Heizgeräten verwendet werden.
Der Peltier-Effekt wird auch als „Solid-State-Kühlung“ bezeichnet, da statt herkömmlicher Methoden wie Kompression und Verdampfung von Kältemitteln Solid-State-Materialien (z. B. Halbleiter) zur Kühlung verwendet werden. Dies macht es zu einer effizienteren und umweltfreundlicheren Alternative zu herkömmlichen Kühlmethoden. Der Peltier-Effekt wird auch in umgekehrter Richtung genutzt, wo er zur Wärmeerzeugung statt zur Kühlung genutzt werden kann. Dies wird häufig in Heizkissen, Handwärmern und anderen ähnlichen Geräten verwendet.
Umgekehrt gilt übrigens auch. Wenn Sie die beiden Seiten der Verbindungsstelle einem Temperaturunterschied aussetzen, erzeugen Sie stattdessen Strom. Dies ist als Seebeck-Effekt bekannt.
Funktionsweise von Peltier-Kühlern
Wenn Sie einen Peltier-Kühler in Ihrem Computer verwenden, wird er an Ihre CPU angeschlossen und verwendet Strom, um die CPU zu kühlen. Auf der einen Seite des Kühlers wird Wärme von der CPU aufgenommen und auf der anderen Seite wieder abgegeben. Ein Lüfter wird auch verwendet, um die Wärme abzuleiten, die von der heißen Seite des Kühlers freigesetzt wird.
Einfach ausgedrückt: Peltier-Kühler verwenden Strom, um Wärme von der heißen Seite zur kalten Seite zu transportieren, und der Lüfter hilft, die heiße Seite zu kühlen, was wiederum die CPU kühlt. Der „Peltier“-Teil des Kühlers ist also eigentlich eine Wärmepumpe und kein eigenständiges Kühlsystem. Sie benötigen immer noch eine herkömmliche Luft- oder Wasserkühlung, um die Hitze loszuwerden.
Sind Peltier-Kühler besser? Vor-und Nachteile
Peltier-Kühler können eine sehr hohe Kühlleistung bieten, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Luftkühlern. Sie können die Temperatur einer CPU auch unter hoher Last effektiv senken. Dazu gehört auch das Kühlen von Prozessoren unter die Umgebungstemperatur.
Peltier-Kühler sind im Vergleich zu Luftkühlern im Allgemeinen auch kleiner, was sie ideal für den Einsatz in PCs mit kleinem Formfaktor oder engen Räumen macht. Sie können verwendet werden, um Wärme aus diesen engen Räumen herauszubewegen, wo sie leicht abgeführt werden kann.
Auf der negativen Seite der Dinge verbrauchen Peltier-Kühler viel Strom, was zu höheren Stromrechnungen führen und die Stromversorgung Ihres Computers belasten kann. Sie sind im Allgemeinen auch teurer als herkömmliche Luftkühler und haben oft keine absolut bessere Kühlung im Vergleich zu Luft- oder Wasserkühlungen.
Da sie Prozessoren unter die Umgebungstemperatur kühlen können, können Peltier-Kühler Kondensation verursachen, die die internen Teile des Computers beschädigen kann, indem sie elektrische Kurzschlüsse und Korrosion verursachen.
Echte Peltier-CPU-Kühler
CPU-Kühler zu finden, die den Peltier-Effekt nutzen, oft als „TEC“-Kühler bezeichnet, erweist sich als etwas schwierig. In den späten 2000er und frühen 2010er Jahren gab es mehrere davon, aber seitdem sind sie eher selten geworden.
Es gibt immer noch Produkte, die Sie unter der Marke Intel Cryo kaufen können, implementiert von Drittanbietern wie Cooler Master, die Peltier-Kühltechnologie geschickt mit AIO (All-In-One) Wasserkühlung kombiniert haben.
Cooler Master MasterLiquid ML360 SUB-Zero
Der ML360 kombiniert die Leistung einer Wasserkühlung mit einer Festkörperkühlung und verspricht ein buchstäblich entspanntes Erlebnis beim Übertakten oder einfach beim Maximieren der Boost-Takte Ihrer CPU.
Es ist einfacher, TEC-Kühler zu finden, die nicht speziell für die Kühlung von PC-CPUs gedacht sind, sondern eher für die allgemeine Kühlung von Halbleiterchips ausgelegt sind. Diese sind normalerweise für DIY-Projekte oder spezielle nicht standardmäßige Computersysteme gedacht, die unter Bedingungen betrieben werden müssen, bei denen TEC-Kühler sinnvoll sind.
Warum sind Peltier-PC-Kühler nicht üblich?
Man könnte meinen, dass die Fähigkeit von Peltier-Kühlern, (möglicherweise) eine Kühlung unter Umgebungstemperatur zu erreichen, viele Overclocking-Enthusiasten anziehen würde, aber bisher haben sie sich nicht als beliebt erwiesen. Die Nachteile der Technologie, die wir bereits oben erwähnt haben, tragen sicherlich dazu bei, warum sie sich nicht durchgesetzt haben, aber es steckt noch mehr dahinter.
Zunächst einmal ist das Erreichen von Temperaturen unter Umgebungstemperatur nicht wirklich ein Ziel, das irgendjemand erreichen möchte. Eine CPU, die unter ihrer maximalen sicheren Temperatur läuft, funktioniert direkt unter dieser Grenze genauso gut wie direkt über ihrer unteren Grenze. Solange die CPU nicht drosselt und ihr höchstes Leistungsniveau erreicht, ohne die sichere Temperaturgrenze zu überschreiten, können Sie loslegen.
Moderne Hochleistungs-CPUs können Hunderte von Watt an thermischer Energie abgeben, und Peltier-Kühler benötigen Strom, um zu funktionieren. Es gibt ein erhebliches Problem mit abnehmenden Erträgen, wenn Sie den Peltier-Effekt verwenden müssen, um so hohe Temperaturen zu kühlen, und andere Kühlmethoden, die viel weniger Strom benötigen, können nahe genug kommen, um Peltier-Kühler zu einer Nische in einer Nische zu machen.
Daher ist es nicht verwunderlich, dass diese Kühler nicht zum Mainstream gehören. Im Moment besteht kein wirklicher Bedarf für sie, aber zukünftige Änderungen im Design von Computern oder die anhaltende Umstellung auf mobile Geräte wie Gaming-Laptops (jetzt mit Wasserkühlung!) könnten dies ändern.
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