Wasserkühlung & TEC-Chiller

[peQs_O]

Langzeitprojekt - TEC Chiller


Seit einiger Zeit spiele ich jetzt schon mit dem Gedanken mir einen TEC-Chiller zu bauen.
Es ist jetzt schon über ein Jahr in´s Land gegangen und auch mit einigen Rückschlägen.
Ich musste dann schnell feststellen, ohne großen Aufwand wird der Chiller nicht funktionieren.
Also den Plan nochmal auf den Kopf gestellt und angefangen Teile zu organisieren.
Jetzt bin ich an dem Punkt angekommmen wo aus meiner Sicht ein Worklog in´s Leben gerufen werden kann.

Der Plan

Die Box wird zwei Kreisläufe beherbergen, einmal den Kreislauf für die Grafikkarten und den Peltier Hot Kreislauf. Der dritte Kreislauf wird sich im SilverStone Tj07 wiederfinden, quasi der Peltier Cold Kreislauf. Dieser ist dann für den Prozessor und wird vom Aquaero überwacht und gesteuert werden.
Je nach Auslastung und der daraus resultierende Abwärme, müssen dann die Peltierelemente angesteuert werden. Dafür kommen zwei Meanwell Netzteile zum Einsatz, ein Netzteil versorgt dann
drei Peltierelemente. (Parallelschaltung) Die Netzteile sind regelbar und werden im Abhängigkeit von der Wassertemperatur im Kreislauf 3 gesteuert.


Teile der Wasserkühlung​

Wasserkreislauf 1.

-Radiatoren / 2x Alphacool Nexxxos Monsta 180mm Triple
-Pumpe / Laing DDC 1T Plus 18 Watt
-Kühler-Pumpe / Bitspower Black
-Lüfter / Silverstone 180mm
-Ausgleichsbehälter / Aquacomputer Aqualis 150ml
-Peltierkühler / Alphacool

Wasserkreislauf 2.

-Radiatoren / 2x Alphacool Nexxxos Monsta 180mm Triple
-Pumpe / Laing DDC 1T Plus 18 Watt
-Kühler-Pumpe / Bitspower Black
-Lüfter / Silverstone 180mm
-Ausgleichsbehälter / Aquacomputer Aqualis 150ml
-Grafikkarten Kühler / 2x980TI Classified Kühler EK-Waterblocks

Wasserkreislauf 3.

-Pumpe / EK-DDC 3.2 PWM
-Ausgleichsbehälter / Watercool Heatkiller Tube DDC 150ml
-Peltierkühler / Alphacool
-Prozessorkühler / Watercool Heatkiller IV Basic
-Steuerung / Aquacomputer Aquaero 6 XT Black/Red

Peltierelement sind von der Firma Quick Cool (19.5 V / 15 A) , davon werden sechs Stück verbaut.



Peltier Kühler


Die Wasserkühlung extern


Die kleinen Radiatoren




Pumpen


Komponenten

 

[0x6c333337]

Cooles Projekt, erinnert mich an meine Anfangszeiten, da waren Peltiers auch immer wieder mal ein Thema. Ich weiß nicht ob ich die Kreisläufe kapiert hab
Grakas nur Wakü, ohne Peltier. CPU mittels zweier Wakü-Kreisläufe, wobei die beiden Kreisläufe mittels Peltierelemente gekoppelt werden.
Warum nicht auch den Graka-Kreislauf Peltierisieren?

Vielleicht musst Du da besser ein Bild malen

Edit: Abo!

 

[peQs_O]

Die Peltierkühler werden im unteren Bereich des SilverStone Tj07 montiert genauso wie die Netzteile.
Damit die Kühlleistung im Cold-Loop nur kurze Wege hat, sonst müsste ich noch mit Isolierung arbeiten.
Ansonsten hast Du es schon richtig verstanden, die Grafikkarten werden nicht mit in den Chiller Loop eingebunden.

An dieser Stelle sollen die TEC Kühler kommen.

 

[ivory2k14]

Sehr schön der Log hat nicht lange auf sich warten lassen bin sehr gespannt was alles kommt

 

[peQs_O]

Falls es Fragen gibt,nicht schüchtern sein!

 

[ivory2k14]

Ist dein Peltier Kühler Eigenbau oder wurde der eigens von Alphacool für dich gebaut?

 

[peQs_O]

Die Kühler sind kein Eigenbau, sind von Alphacool und sind eigentlich für Netzteile gedacht.
Der große Vorteil für mich, Sie haben eine große Kühlfläche und somit optimal für mich.
Ich bezweifle dass mir Alphacool ein paar Kühler bauen würde.

 

[Tzk]

Hast du dir Gedanken gemacht in welchem Bereich du die Elemente betreibst?

Der Qc Unterschied zwischen Imax und 0,8I ist ja jetzt nicht wirklich groß, dafür aber die aufgenommene Leistung. Wenn man das so grob überschlägt gibts bei 16V und 12A (blaue Kurve) für 200W Leistung am Peltier 160W transportierte Wärme. Geht man auf 19,5V und 15A hoch (300W Aufnahme am Peltier) gibts "nur" 175W Kälteleistung. Also erheblich mehr Leistungsaufnahme für einen kleinen Bonus bei der Kälteleistung. Und auf der schwarzen Kurve gibts für 117W Aufnahme sogar ~130W Qc.

130/117 = 1,11
160/200 = 0,8
195 / 300 = 0,58

 

[peQs_O]

Hallo

Ich hatte schon einen Aufbau gemacht um zu sehen in welchen Bereich die Peltierelemente betrieben werden müssen.
Am besten ist es die Peltierelemente bei halber Leistung zu betreiben, bei 100% Auslastung auf dem Prozessor,
werden ca. 70-80 Watt pro Peltier reichen. Der Wirkungsgrad wird sonst immer schlechter und ich möchte es
langfristig nutzen. Wichtig ist dass der Hot Loop nicht zu warm wird, deswegen auch die zwei Radiatoren.
Hatte es am Anfang mit einem 360er Radiator probiert, der hat bei 400 Watt schon nicht mehr gerecht.

Die kühlleistung wird schon reichen, im Notfall habe Ich auch noch zwei Stück hier liegen von den QuickCool Peltierelementen. Die Steuerung ist eigentlich meine größte Baustelle gewesen und hoffe
diese funktioniert am Ende auch Problemlos.

Die Leistung soll über eine lineare Regelung erfolgen und nicht statisch (aus/an) wäre einfach extrem ineffizient, jedes mal beim Ausschaltprozess wandert die Wärme zur kalten Seite. Kann somit auch nur 0% oder 100%, selbst wenn der Prozessor nur im Idle ist mit 30 Watt Abwärme.

 

[ivory2k14]

Ist die Steuerung der Peltierelemente extern über einen Controller?

 

[peQs_O]

Mein Plan für die Steuerung:

An den Peltierkühler kommt ein Wassertemperatursensor, dieser wird mit dem Aquaero verbunden (Istwert) und
in der Software vom Aquaero wird der Sollwert für die Wassertemperatur festgelegt. Die Meanwell Netzteile können
mit einer Spannung von 1-5 Volt geregelt werden (linear) bei 1 Volt gehen die Netzteile an (20%) sind dann Stufenlos regelbar
bis (100%) also 5 Volt. Dafür werde ich einen Lüfteranschluss am Aquaero nehmen. Somit regelt sich der Chiller komplett selbst
und kann bequem über das Aquaero überwacht werden.

Zumindest erhoffe ich es mir so

 

[ivory2k14]

Nicht übel ich bin gespannt auf deine fertige Arbeit. Bin auf jedem Fall dabei!

 

[0x6c333337]

Sehr nice, bitte mehr

 

[peQs_O]

Heute sind die Stecker an die Peltierelemente gekommen, Sicherheit muss schon sein. Die Stecker können bis 50A belastet werden, so viel wird es aber nicht werden pro Stecker.

 

[H_M_Murdock]

Coole Idee, Peltierelemente sieht man leider selten. Hab damit selbst keinerlei Erfahrung aber leider schon oft gesehen wie hier Leuten ihre Peltier-Ideen zerredet wurden.
Bin gespannt was für Erfahrungen du machst. Deine Steuerung klingt für mich jedenfalls mal nicht doof, ich drück dir die Daumen!

 

[peQs_O]

Der Chiller wird auf jeden Fall funktionieren, ich hatte schon einen Test damit gemacht.
(Ohne Steuerung und in den Bestehenden Kreislauf einfach mit eingebunden)
Ich habe jetzt schon einige Zeit und Versuche mit Peltierelementen gemacht, diese waren
auch nicht immer erfolgreich. Am Anfang waren es zwei 12730 Peltierelemente, diese sind
leider nicht wirklich zu gebrauchen. Diese sind erstens nicht Zyklusfest gewesen und die Leistungsaufnahme war extrem hoch. Die QuickCool Peltierelemente sind deutlich besser bei der Effizienz und leichter zu handhaben und Zyklusfest sind sie auch noch. Allerdings sind diese auch nicht sonderlich günstig mit 60-70 Euro pro Stück.

 

[H_M_Murdock]

Die Temps gefallen mir!
Wie kalt war denn dann das Wasser?
Gibt's da schon Probleme mit Kondensation?

 

[peQs_O]

Keine Ahnung wie niedrig die Wassertemperatur war, zu dem Zeitpunkt hatte ich noch kein Aquaero.
Kondenswasser war aber kein Problem gewesen, im Hochsommer würde es sicher zu Kondenswasser führen.
Der Wasserkreislauf war halt damals beim Test auch recht groß, Mora (Lüfter aus) dann die zwei Grafikkarten und
Prozessor. War damals alles andere als optimal, zum testen hat es aber gereicht. Mit dem kleinen Loop wird es sicher
deutlich besser funktionieren. Leider habe ich gerade nicht viel Zeit, kann immer nur kleine Updates machen.
Bin selber gespannt, wie der Chiller am Ende performen wird. Die drei Netzteile im SilverStone Tj07 unten hinein zubekommen
mit den TEC-Kühlern wird nochmal eine kleine Herausforderung. Halte euch natürlich auf dem Laufenden!

 

[ivory2k14]

Welche Netzteile wirst du verbauen?

 

[peQs_O]

Es werden für die Peltierelemente zwei Meanwell 12V 25A Netzteile zum Einsatz kommen.
Für die Hardware bleibt das be quiet! Dark Power Pro 11 1200 Watt, mit dem bin ich wirklich zufrieden.
Somit stehen maximal 600 Watt für die Peltierelemente zur Verfügung, was schon überdimensioniert ist
um nur den Prozessor zu kühlen. Ich habe aber lieber etwas Reserven, bevor ich die Netzteile die ganze
Zeit am Limit betreiben muss.

 

[ivory2k14]

Einige Reserven zu haben ist kein Fehler man kann nie wissen was noch alles kommen wird.
Ich bin schon gespannt auf weitere Updates

 

[peQs_O]

Kleines Update von mir zum Sonntag!

Heute habe ich die Aluleisten nochmal neu gemacht und die Radiatoren eingesetzten.
Hat mich etwas Zeit gekostet aber mit dem Ergebnis bin ich diesmal Echt zufrieden.





Für den Cold Loop wurde die Pumpe nochmal getauscht.
Bin günstig an eine EK Water Blocks EK-DDC 3.2 PWM gekommen.
Nächste Woche gibt es dann ein paar Bilder davon.

 

[peQs_O]

Kleiner Vorgeschmack von den neuen Anschlüssen für das SilverStone Tj07.
Die Pumpenkabel für die Watercooling Box habe ich neu gemacht, werden nächste Woche
noch gesleevt und bekommen neue Stecker in schwarz.




Edit: mein zweites SilverStone Tj07 ist vom Lackierer zurück !
Bilder davon gibt es später, Farbe verrate ich aber noch nicht.

 

[peQs_O]

Ganz ruhig, nicht alle auf einmal, Bilder kommen sofort.

 

[ivory2k14]

Eins der schönsten Cases das Silverstone gebaut haut!
Bin schon auf das ergebnis gespannt!

 

[peQs_O]

Ersatzteil zu bekommen ist ein Problem, hatte das zweite eigentlich zum ausschlachten gekauft.
War wohl mal von einem User hier aus dem HWL und habe es dann bei EBay ersteigert.
Leider war weniger davon zu gebrachen als Anfangs gedacht, muss noch einige Teile beschichten lassen. Ein neues Tray muss ich mir auch noch bestellen, aber alles zu seiner Zeit.

 

[estros]

Wow. Der Blick ins Innere sieht fantastisch aus mit den roten Anschlüssen. Lecker.

 

[peQs_O]

Heute sind die Pumpen fertig verkabelt wurden, Sleeves sind etwas dicker geworden als gedacht.
Gefällt mir aber dennoch ganz gut, bin mit dem Ergebnis zufrieden. Bei den Radiatoren und den
Bitspower Anschlüssen hat es heute leider einen kleinen „Lackschaden“ gegeben, durch die Beschichtung
der Anschlüsse in Verbindung mit dem Kupfergewinde... die reinste Folter. Zumal die Winkel etwas dunkler
sind im Farbton. Ein Netzteil und die Lüfter dafür haben heute auch mal Platz genommen. Wird verdammt knapp werden evtl. muss ich hier noch eine andere Lösung finden.
Kabel vom Aquaero zu den Netzteilen ist auch fertig, habe es mit Lüftersteckern modular gemacht.
Die zwei Verschlussstopfen an der Grafikkarte habe ich noch getauscht.

 

[peQs_O]

Heute habe ich nochmal einen Testaufbau gemacht um zu prüfen ob meine Steuerung mit dem Aquaero auch funktioniert.
Wie vorher beschrieben habe ich einen Lüfteranschluss vom Aquaero als Steueranschluss genommen. Dafür einen Fan-Anschluss auf die Maximale
Ausgangsspannung auf 5 Volt begrenzt und mit dem Netzteile verbunden. Temperatursensor war auf der kalten Seite vom Peltier.
automatische Regelung hat super funktioniert. Zum Test hatte ich 25 Grad Celsius eingestellt und hat gut funktioniert.

 

[ivory2k14]

Nice!
Das Projekt ist sehr interessant zum lesen bin gespannt auf deine finalen Temps!