Che cos'è un dispositivo di raffreddamento Peltier ed è meglio per il tuo PC?
Pubblicato: 2023-02-27
Puoi raffreddare una CPU o una GPU con acqua, aria e azoto liquido, ma per quanto riguarda gli elettroni? I raffreddatori Peltier possono usare la magia dell'elettricità e della fisica per raffreddare i tuoi componenti, ma c'è un motivo per cui non li usiamo tutti.
Cos'è l'effetto Peltier?
L'effetto Peltier (noto anche come effetto di raffreddamento termoelettrico) si verifica quando l'elettricità viene utilizzata per raffreddare o riscaldare un materiale. Prende il nome dal fisico francese Jean Charles Athanase Peltier, che lo scoprì nel 1834. L'effetto Peltier è il fenomeno che si verifica quando una corrente elettrica scorre attraverso una giunzione tra due diversi tipi di materiali, provocando una differenza di temperatura alla giunzione. Questa differenza di temperatura può essere utilizzata per raffreddare o riscaldare la giunzione, a seconda della direzione della corrente. Questo effetto può essere utilizzato in dispositivi come i dispositivi di raffreddamento termoelettrici (TEC), utilizzati per raffreddare i dispositivi elettronici, e nelle piastre riscaldanti o altri dispositivi di riscaldamento.
L'effetto Peltier è anche chiamato "refrigerazione allo stato solido" perché utilizza materiali allo stato solido (come i semiconduttori) per ottenere il raffreddamento, piuttosto che metodi tradizionali come la compressione e l'evaporazione dei refrigeranti. Questo lo rende un'alternativa più efficiente ed ecologica ai tradizionali metodi di refrigerazione. L'effetto Peltier viene utilizzato anche nella direzione opposta, dove può essere utilizzato per generare calore anziché raffreddare. Questo è spesso usato in cuscinetti riscaldanti, scaldamani e altri dispositivi simili.
Per inciso, vale anche l'inverso. Se sottoponi i due lati della giunzione a una differenza di temperatura, genererai invece elettricità. Questo è noto come effetto Seebeck.
Come funzionano i raffreddatori Peltier
Quando si utilizza un dispositivo di raffreddamento Peltier nel computer, si collega alla CPU e utilizza l'elettricità per raffreddare la CPU. Da un lato del dissipatore, il calore viene assorbito dalla CPU e dall'altro viene rilasciato. Viene utilizzata anche una ventola per aiutare a dissipare il calore rilasciato dal lato caldo del dispositivo di raffreddamento.
Per dirla semplicemente, i dispositivi di raffreddamento Peltier utilizzano l'elettricità per spostare il calore dal lato caldo al lato freddo e la ventola aiuta a raffreddare il lato caldo, che a sua volta raffredda la CPU. Quindi la parte "peltier" del refrigeratore è in realtà una pompa di calore, piuttosto che un sistema di raffreddamento in sé. Hai ancora bisogno del tradizionale raffreddamento ad aria o ad acqua per eliminare il calore.
I dispositivi di raffreddamento Peltier sono migliori? Pro e contro
I raffreddatori Peltier possono fornire prestazioni di raffreddamento molto elevate, soprattutto se confrontati con i tradizionali raffreddatori ad aria. Possono abbassare efficacemente la temperatura di una CPU, anche sotto carichi pesanti. Ciò include il raffreddamento dei processori al di sotto della temperatura ambiente.
I dispositivi di raffreddamento Peltier sono inoltre generalmente di dimensioni inferiori rispetto ai dispositivi di raffreddamento ad aria, il che li rende ideali per l'uso in PC con fattore di forma ridotto o spazi ristretti. Possono essere utilizzati per spostare il calore da quegli spazi ristretti a dove può essere dissipato facilmente.
Sul lato negativo delle cose, i dispositivi di raffreddamento Peltier consumano molta energia, il che può comportare bollette elettriche più elevate e mettere a dura prova l'alimentazione del computer. Sono anche generalmente più costosi dei tradizionali raffreddatori ad aria e spesso non hanno un raffreddamento migliore in termini assoluti rispetto al raffreddamento ad aria o ad acqua.
Poiché possono raffreddare i processori al di sotto della temperatura ambiente, i dispositivi di raffreddamento Peltier possono causare condensa, che può danneggiare le parti interne del computer provocando cortocircuiti elettrici e corrosione.
Dissipatori per CPU Peltier del mondo reale
Trovare dispositivi di raffreddamento della CPU che utilizzano l'effetto Peltier, spesso etichettati come dispositivi di raffreddamento "TEC", si rivela piuttosto complicato. Ce n'erano molti alla fine degli anni 2000 e all'inizio degli anni 2010, ma da allora sono stati piuttosto scarsi.
Ci sono ancora prodotti che puoi acquistare con il marchio Intel Cryo, implementato da partner di terze parti come Cooler Master, che hanno abilmente combinato la tecnologia di raffreddamento Peltier con il raffreddamento ad acqua AIO (All-In-One).
Cooler Master MasterLiquid ML360 SUB-Zero
Combinando la potenza del raffreddamento ad acqua con la refrigerazione a stato solido, l'ML360 promette un'esperienza letteralmente rilassante durante l'overclock o semplicemente massimizzando i boost clock della tua CPU.
È più facile trovare dispositivi di raffreddamento TEC che non sono specificamente pensati per raffreddare le CPU dei PC, ma piuttosto progettati per il raffreddamento generale dei chip semiconduttori. Questi sono generalmente pensati per progetti fai-da-te o speciali sistemi informatici non standard che devono funzionare in condizioni in cui i dispositivi di raffreddamento TEC hanno senso.
Perché i dispositivi di raffreddamento per PC Peltier non sono comuni?
Si potrebbe pensare che la capacità dei dispositivi di raffreddamento Peltier di raggiungere (potenzialmente) un raffreddamento sub-ambiente attirerebbe molti appassionati di overclocking, ma finora non si sono dimostrati popolari. Gli svantaggi della tecnologia che abbiamo già menzionato in precedenza spiegano sicuramente perché non sono decollati, ma c'è dell'altro.
Prima di tutto, il raggiungimento di temperature sub-ambientali non è davvero un obiettivo che nessuno sta cercando di raggiungere. Una CPU che funziona al di sotto della sua temperatura massima di sicurezza funzionerà altrettanto bene al di sotto di tale limite quanto al di sopra del suo limite inferiore. Finché la CPU non è soggetta a throttling e raggiunge il livello di prestazioni più elevato senza superare il limite di temperatura di sicurezza, sei a posto.
Le moderne CPU ad alte prestazioni possono emettere centinaia di watt di energia termica e i dispositivi di raffreddamento Peltier richiedono elettricità per funzionare. C'è un problema significativo con rendimenti decrescenti quando devi usare l'effetto Peltier per raffreddare temperature così elevate, e altri metodi di raffreddamento che richiedono molta meno energia possono avvicinarsi abbastanza da rendere i dispositivi di raffreddamento Peltier una nicchia all'interno di una nicchia.
Quindi non è così sorprendente che questi dispositivi di raffreddamento non siano mainstream. In questo momento non ce n'è davvero bisogno, ma i futuri cambiamenti nel modo in cui i computer sono progettati o il passaggio in corso a dispositivi mobili come i laptop da gioco (ora con raffreddamento ad acqua!) Potrebbero cambiarlo.
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