Peltier Cooler คืออะไร และดีกว่าสำหรับพีซีของคุณหรือไม่?
เผยแพร่แล้ว: 2023-02-27
คุณสามารถทำให้ CPU หรือ GPU เย็นลงด้วยน้ำ อากาศ และไนโตรเจนเหลว แล้วอิเล็กตรอนล่ะ เครื่องทำความเย็น Peltier สามารถใช้เวทมนตร์ของไฟฟ้าและฟิสิกส์เพื่อทำให้ส่วนประกอบของคุณเย็นลงได้ แต่มีเหตุผลที่เราไม่ได้ใช้ทั้งหมด
Peltier Effect คืออะไร?
เอฟเฟกต์ Peltier (หรือที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก) คือเมื่อมีการใช้ไฟฟ้าเพื่อทำให้วัสดุเย็นลงหรือร้อนขึ้น ได้รับการตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Jean Charles Athanase Peltier ผู้ค้นพบในปี 1834 เอฟเฟกต์ Peltier เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านทางแยกระหว่างวัสดุสองประเภท ทำให้เกิดความแตกต่างของอุณหภูมิที่ทางแยก ความแตกต่างของอุณหภูมินี้สามารถใช้เพื่อทำให้จุดเชื่อมต่อเย็นลงหรือร้อนขึ้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับทิศทางของกระแสน้ำ เอฟเฟ็กต์นี้สามารถใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เครื่องทำความเย็นแบบเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) ซึ่งใช้เพื่อทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เย็นลง และในแผ่นความร้อนหรืออุปกรณ์ทำความร้อนอื่นๆ
เอฟเฟกต์ Peltier เรียกอีกอย่างว่า "การทำความเย็นแบบโซลิดสเตต" เพราะใช้วัสดุแบบโซลิดสเตต (เช่น เซมิคอนดักเตอร์) เพื่อให้เกิดการทำความเย็น แทนที่จะใช้วิธีดั้งเดิม เช่น การบีบอัดและการระเหยของสารทำความเย็น สิ่งนี้ทำให้เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าวิธีการทำความเย็นแบบดั้งเดิม เอฟเฟกต์ Peltier ยังใช้ในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งสามารถใช้เพื่อสร้างความร้อนแทนการทำความเย็น มักใช้ในแผ่นทำความร้อน เครื่องอุ่นมือ และอุปกรณ์อื่นที่คล้ายคลึงกัน
อนึ่ง การผกผันก็เป็นจริงเช่นกัน หากคุณทำให้ทั้งสองด้านของทางแยกมีความแตกต่างของอุณหภูมิ คุณจะผลิตกระแสไฟฟ้าแทน สิ่งนี้เรียกว่า Seebeck Effect
วิธีการทำงานของเครื่องทำความเย็น Peltier
เมื่อคุณใช้ Peltier cooler ในคอมพิวเตอร์ มันจะเชื่อมต่อกับ CPU และใช้ไฟฟ้าเพื่อทำให้ CPU เย็นลง ด้านหนึ่งของตัวระบายความร้อน ความร้อนจะถูกดูดซับจาก CPU และอีกด้านหนึ่งจะถูกปล่อยออกมา พัดลมยังใช้เพื่อช่วยกระจายความร้อนที่ปล่อยออกมาจากด้านร้อนของเครื่องทำความเย็น
พูดง่ายๆ ก็คือ Peltier coolers ใช้ไฟฟ้าเพื่อถ่ายเทความร้อนจากด้านที่ร้อนไปยังด้านที่เย็น และพัดลมจะช่วยระบายความร้อนด้านที่ร้อน ซึ่งจะทำให้ CPU เย็นลง ดังนั้นส่วน "Peltier" ของเครื่องทำความเย็นจึงเป็นปั๊มความร้อน แทนที่จะเป็นระบบระบายความร้อนด้วยตัวมันเอง คุณยังคงต้องการการระบายความร้อนด้วยอากาศหรือน้ำแบบดั้งเดิมเพื่อกำจัดความร้อน
Peltier Coolers ดีกว่าไหม? ข้อดีและข้อเสีย
เครื่องทำความเย็น Peltier สามารถให้ประสิทธิภาพการทำความเย็นที่สูงมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องทำความเย็นแบบใช้ลมแบบดั้งเดิม สามารถลดอุณหภูมิของ CPU ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ใช้งานหนัก ซึ่งรวมถึงการระบายความร้อนโปรเซสเซอร์ให้ต่ำกว่าอุณหภูมิแวดล้อม
โดยทั่วไปแล้ว Peltier coolers จะมีขนาดเล็กกว่าเมื่อเทียบกับ air coolers ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในฟอร์มแฟคเตอร์พีซีขนาดเล็กหรือพื้นที่จำกัด สามารถใช้เพื่อเคลื่อนย้ายความร้อนออกจากพื้นที่แคบไปยังที่ที่สามารถกระจายได้ง่าย
ในด้านลบ เครื่องทำความเย็น Peltier ใช้พลังงานมาก ซึ่งอาจส่งผลให้ค่าไฟฟ้าสูงขึ้นและทำให้แหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ของคุณทำงานหนักขึ้น โดยทั่วไปแล้วยังมีราคาแพงกว่าเครื่องทำความเย็นด้วยอากาศแบบดั้งเดิม และมักไม่มีการระบายความร้อนที่ดีกว่าในแง่สัมบูรณ์เมื่อเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศหรือน้ำ
เนื่องจากสามารถทำให้โปรเซสเซอร์เย็นลงจนอุณหภูมิแวดล้อมต่ำกว่า ระบบทำความเย็น Peltier จึงสามารถทำให้เกิดการควบแน่น ซึ่งอาจทำให้ชิ้นส่วนภายในของคอมพิวเตอร์เสียหายโดยทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรและการกัดกร่อน
ตัวระบายความร้อนซีพียู Peltier ของจริง
การค้นหาตัวระบายความร้อน CPU ที่ใช้เอฟเฟกต์ Peltier ซึ่งมักระบุว่าเป็นตัวทำความเย็น “TEC” นั้นค่อนข้างยุ่งยาก มีหลายอย่างในช่วงปลายปี 2000 และต้นปี 2010 แต่ตั้งแต่นั้นมาพวกเขาก็ค่อนข้างหายาก
ยังมีผลิตภัณฑ์ที่คุณสามารถซื้อได้ภายใต้แบรนด์ Intel Cryo ซึ่งดำเนินการโดยพันธมิตรบุคคลที่สาม เช่น Cooler Master ซึ่งได้รวมเทคโนโลยีระบายความร้อน Peltier เข้ากับระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ AIO (All-In-One) อย่างชาญฉลาด
คูลเลอร์มาสเตอร์ MasterLiquid ML360 SUB-Zero
เมื่อรวมพลังของการระบายความร้อนด้วยน้ำเข้ากับการทำความเย็นแบบโซลิดสเตต ML360 สัญญาว่าจะมอบประสบการณ์ที่เย็นสบายอย่างแท้จริงเมื่อทำการโอเวอร์คล็อกหรือเพิ่มความเร็วนาฬิกาของ CPU ของคุณให้สูงสุด
ง่ายกว่าที่จะหาตัวทำความเย็น TEC ที่ไม่ได้มีไว้สำหรับระบายความร้อน CPU ของพีซีโดยเฉพาะ แต่ออกแบบมาสำหรับการระบายความร้อนชิปเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป สิ่งเหล่านี้มักมีไว้สำหรับโครงการ DIY หรือระบบคอมพิวเตอร์พิเศษที่ไม่ได้มาตรฐานซึ่งต้องทำงานในสภาวะที่เครื่องทำความเย็น TEC เหมาะสม
ทำไม Peltier PC Coolers ถึงไม่ธรรมดา?
คุณอาจคิดว่าความสามารถของ Peltier coolers ในการ (อาจ) บรรลุการระบายความร้อนใต้บรรยากาศจะดึงดูดผู้ที่ชื่นชอบการโอเวอร์คล็อกมากมาย แต่จนถึงตอนนี้พวกเขายังไม่ได้รับความนิยม ข้อเสียของเทคโนโลยีที่เราได้กล่าวไปแล้วข้างต้นนั้นแน่นอนว่าทำไมพวกเขาถึงไม่ถอดออก แต่มีอะไรมากกว่านั้น
ประการแรก การมีอุณหภูมิต่ำกว่าปกติไม่ใช่เป้าหมายที่ทุกคนต้องการบรรลุ CPU ที่ทำงานภายใต้อุณหภูมิที่ปลอดภัยสูงสุดจะทำงานต่ำกว่าขีดจำกัดนั้นพอๆ กับที่มันจะอยู่เหนือขีดจำกัดล่าง ตราบใดที่ CPU ไม่ได้ควบคุมปริมาณและบรรลุระดับประสิทธิภาพสูงสุดโดยไม่เกินขีดจำกัดอุณหภูมิที่ปลอดภัย คุณก็พร้อมไป
ซีพียูประสิทธิภาพสูงสมัยใหม่สามารถจ่ายพลังงานความร้อนได้หลายร้อยวัตต์ และเครื่องทำความเย็น Peltier ต้องใช้ไฟฟ้าในการทำงาน มีปัญหาสำคัญเกี่ยวกับผลตอบแทนที่ลดลงเมื่อคุณต้องใช้เอฟเฟกต์ Peltier เพื่อทำความเย็นในอุณหภูมิที่สูงเช่นนี้ และวิธีการทำความเย็นอื่นๆ ที่ต้องใช้พลังงานน้อยกว่ามากสามารถเข้าใกล้มากพอที่จะทำให้เครื่องทำความเย็น Peltier เป็นช่องเฉพาะภายในช่อง
ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่เครื่องทำความเย็นเหล่านี้ไม่ใช่กระแสหลัก ตอนนี้ไม่มีความจำเป็นจริงๆ สำหรับพวกเขา แต่การเปลี่ยนแปลงในอนาคตเกี่ยวกับวิธีการออกแบบคอมพิวเตอร์ หรือการเปลี่ยนไปใช้อุปกรณ์เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง เช่น แล็ปท็อปสำหรับเล่นเกม (ตอนนี้มีการระบายความร้อนด้วยน้ำ!) อาจเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้นได้
ที่เกี่ยวข้อง: Vapor Chamber Cooling คืออะไร และพีซีของคุณต้องการหรือไม่