Chiller im PC

[MayhemAUT]

Die Steuerung des Motors mit einem Frequenzumrichter wäre aber sicher kein Fehler.

Da stehen jetzt sicher 20 Seiten in verschiedenen Beiträgen auf www.extremecooling.de im Forum warum es weniger Sinn macht einen 1 Phasigen Kondensatormotor wie es mein Verdichter ist mit einem Frequenzumrichter zu steuern.
Deshalb der Chiller. Wenn der Verdichter bei Spielen / Last immer an ist macht mir das nichts! Zu 90% der Zeit wo der PC an ist tu ich nur Arbeiten bei <70 Watt.

 

[Superwip]

Gib den Kondensator weg und steuer den Motor mit drei Phasen über den Frequenzumrichter an.

Allerdings geht es natürlich auch ohne. Der ständige Wechsel zwischen Lärm wenn der Kompressor anspringt und kein Lärm würde mich aber stören.

 

[MayhemAUT]

Gib den Kondensator weg und steuer den Motor mit drei Phasen über den Frequenzumrichter an.

Allerdings geht es natürlich auch ohne. Der ständige Wechsel zwischen Lärm wenn der Kompressor anspringt und kein Lärm würde mich aber stören.

Ich glaube, dass das nicht so einfach ist wie du das hier beschriebst. Schließlich ist die 2. Phase die der Kondensator "erzeugt" um 90° Verdreht und nicht wie bei einem 3Phasigen um 120°. Außerdem ist der Wiederstand der Spulen verschieden. Funktionieren tut das sicher, aber in welchem Frequenzbereich und bei welcher Lebensdauer?

Hast du dir schon einmal die Bilder vom Gehäuse angeschaut und weißt du wie groß ein "kleiner" Frequenzumrichter ist? Den letzten Platz im Gehäuse nimmt mein zweiter Ausgleichsbehälter weg.
Laut der Formel für spezifische Wärmekapazität kann ich bei 6 Liter Wasser und einer Temperaturdifferenz von 20°C bei 70 Watt Idle 119 Minuten (also 2 Stunden) ohne Verdichter auskommen. Danach Kühlt dieser 9 Minuten für die nächsten 2h.
Unter Last ist der Verdichter immer an. Somit geht er auch nicht immer an und aus.

 

[Superwip]

Moderne Frequenzumrichter kommen schon damit zurecht und sooo groß ist so ein Teil auch wieder nicht wobei es natürlich verschiedene Größen gibt.

 

[General Quicksilver]

Wie ich es schon angekündigt und Patrickclouds beschrieben hat, werde ich das Kältemittel R404a anstelle der R134a benutzen. Die Kälteleistung des Verdichters nimmt deshalb auch auf >1kW zu. Das ist unter Volllast keine -20°C erreichen kann ist eine andere Geschichte.
Im Idle bzw. Internet surfen, YouTube, etc. sollte der (ich werde noch einen 2. Ausgleichsbehälter einbauen Gesamt: >6,5 Liter) Tankinhalt für eine länger Zeit ausreichen um alle Komponenten zu kühlen.
Erst wenn eine Temperatur von 0°C überschritten wird schaltet sich der Verdichter ein und kühlt die Kühlflüssigkeit (Ethanol oder einfaches Frostschutzmittel) wieder auf ~ -20°C.

Das System umfasst 2x GTX 780 mit verändertem Bios und einer max. TDP von 285 Watt = 570 Watt
und einem Haswell Extreme 5960X der hoffentlich gut zu Übertakten ist und geschätzt 200 Watt Abwärme erzeugt.
Zusammen sind das 770 Watt. Falls also der PC einige Zeit so viel Wärme erzeugt, steigt die Kühlflüssigkeitstemperatur auf >7°C.
Ich werde den PC sicherlich sehr lange testen, aber wie oft benutzt man Programme oder Spiele die sowohl CPU als auch Grafikkarte zu 100% auslasten?
Das schafft man nur mit dem Intel ETU/Prime95 + Furmark gleichzeitig.
Jeder CPU Benchmark wird weniger als 250 Watt an Wärme erzeugen und bei Grafikkarten Benchmarks bzw. BF4, Crysis 3, usw. wird die CPU nicht zu 100% ausgelastet sein!
Wenn ich allerdings einen Rollkolben Verdichter der max. 24cm hoch ist und einen Durchmesser (ohne Standfüße) < 11,5cm hat, werde ich diesen einbauen. Mit dem 2. Ausgleichsbehälter passt nichts mehr in das Gehäuse hinen!

Mit jeweils 285W sind die GPUs auch noch recht freundlich, es ist durchaus möglich entsprechende Karten auf über 400W zu bringen (Takt + Spannung + Powertarget entsprechend erhöhen), wenn du es aber noch relativ gesittet angehen lässt, ist es natürlich etwas anders. Ich vermute dass die CPU auch mit normaler Software über 200W verbrauchen könnte, da vermutlich der 8 - Kerner ähnlich hohe Absoluttaktwerte bei der (noch zu ermittelnden) selben Spannungsobergrenze (so fern dieinternen Spannungswandler der CPU das zulassen) erreichen könnte (da der selbe Die zum Einsatz kommt), was dann aber durch den geringeren Basistakt sowie die geringere Basisspannung entsprechend stärker ins gewicht fallen dürfte. Ob das aber auch so zutrifft muß sich erst noch zeigen.
Mit der Auslastung ists ebenso eine Sache, beispielsweise können ja ungenutzte CPU - Kerne auch für Renderarbeiten oder anderweitige Berechnungen herangezogen werden. Um lange Idlephasen zu vermeiden bietet sich vielleicht auch ein 2. System an, welches deutlich Energiesparender ist.
Aber da du ja schreibst, das dir das Planen und Bauen der Anlage Spaß macht, ist das sicherlich auch ein wichtiger Punkt in der ganzen Überlegung.

 

[MayhemAUT]

Mit jeweils 285W sind die GPUs auch noch recht freundlich, es ist durchaus möglich entsprechende Karten auf über 400W zu bringen (Takt + Spannung + Powertarget entsprechend erhöhen), wenn du es aber noch relativ gesittet angehen lässt, ist es natürlich etwas anders. Ich vermute dass die CPU auch mit normaler Software über 200W verbrauchen könnte, da vermutlich der 8 - Kerner ähnlich hohe Absoluttaktwerte bei der (noch zu ermittelnden) selben Spannungsobergrenze (so fern dieinternen Spannungswandler der CPU das zulassen) erreichen könnte (da der selbe Die zum Einsatz kommt), was dann aber durch den geringeren Basistakt sowie die geringere Basisspannung entsprechend stärker ins gewicht fallen dürfte. Ob das aber auch so zutrifft muß sich erst noch zeigen.
Mit der Auslastung ists ebenso eine Sache, beispielsweise können ja ungenutzte CPU - Kerne auch für Renderarbeiten oder anderweitige Berechnungen herangezogen werden. Um lange Idlephasen zu vermeiden bietet sich vielleicht auch ein 2. System an, welches deutlich Energiesparender ist.
Aber da du ja schreibst, das dir das Planen und Bauen der Anlage Spaß macht, ist das sicherlich auch ein wichtiger Punkt in der ganzen Überlegung.

Ich weiß das es solche Karten gibt. Da ich aber meine beiden GTX 780 nicht auf den Müll werfen werde, berechne ich die Last für das jetzige System. In ferner Zukunft werde ich dann den PC samt Chiller verkaufen und mir ein neues System mit zusammenstellen (2x Asus ROG GTX 980 mit je 375 max. TDP).
Habe bei einem Kältetechnik Shop zwei idente Verdichter mit 8ccm Hub gesehen. Bei dem einen sind 960 Watt Kälteleistung mit R134a und bei dem Anderen 1920 Watt mit R404a angegeben. Laut der Sättigungstabelle (Saturation Table) hat
R134a (flüssig) bei 0°C 201 KJ/Kg und gasf. 14,9 Kg/m³ und
R404a (flüssig) bei 0°C 200 KJ/kg und gasf. 30,5 Kg/m³.
Heißt also der Verdichter saugt bei gleicher Verdampfungstemperatur pro Hubvolumen doppelt so viel Kg an Kältemittel.
Klar das ich bei Volllast keine -20°C mehr erreichen werde, aber alles was passieren kann ist, dass die Temperatur von der Kühlflüssigkeit ansteigt und sich bei 0°C oder 5°C einpendelt.
Finde es aber sehr toll, dass so viele Antworten/Meinungen eingehen. Bin noch am Planen und überlege bereits einen größeren Verdichter einzubauen, da ich natürlich keine positiven Temperaturen haben möchte. Leider sind alle die ich zu Hause habe um einige mm zu breit.

 

[A1Bund7]

Die 780 wäre auch zu schade um sie auf den Müll zu werfen Ansonsten eine coole Sache. Kannst uns gerne auf dem Laufenden halten. Würde mich bei dem Thema freuen

 

[ruyven_macaran]

Kommt auf die Anwendung an... im Leerlauf sicher.

So what? Eine höhere Viskosität im Wakü-Kreislauf stört bei geringer Last noch weniger, als bei hoher.




@TE:
Was versprichst du dir eigentlich von einer um 20-25 °C geringeren Wassertemperatur unter Last? Ich wüsste nicht, dass dabei nenneswert mehr GPU-Leistung rausspringt und planst ja auch eher mit moderatem GPU-Verbrauch. RAM, Mainboardkomponenten und vor allem Spannungswandlern ist die Angelegenheit sowieso egal - aber gerade letztere bringen dir einiges an abzuführender Wärme ein.
Wenn du nur die CPU über normales Wakü-Niveau übertaktest, wäre es imho sinnvoller, sich einen übergroßen Verdampfer aus einem große Kupferblock selbst zu bauen, der eine erhebliche Wärmekapazität direkt an der CPU bereit stellt. Der Rest (und der Verflüssiger) können dann bequem mit einer normalen Wasserkühlung >Raumtemperatur gekühlt werden und trotz Gehäuse-tauglicher Verdichter-Dimensionen bekommst du auf der CPU auch Temperaturen, die einen echten Unterschied machen.

 

[MayhemAUT]

Was versprichst du dir eigentlich von einer um 20-25 °C geringeren Wassertemperatur unter Last? Ich wüsste nicht, dass dabei nenneswert mehr GPU-Leistung rausspringt und planst ja auch eher mit moderatem GPU-Verbrauch. RAM, Mainboardkomponenten und vor allem Spannungswandlern ist die Angelegenheit sowieso egal - aber gerade letztere bringen dir einiges an abzuführender Wärme ein.

Was ich mir von den geringeren Temperaturen verspreche? Na genau das was eine Kühlung unter Raumtemperatur für Vorteile hat. Ich kann den Prozessor höher takten, ohne das ein Kern tmax erreicht! Auf die übertaktbarkeit von einigen Prozessoren möchte ich nicht näher eingehen! Mein "alter" 3770K war bei 4,6 GHz mit Wakü nicht mehr zu kühlen. Die Kerne haben 100°C erreicht, bevor die Wärme über den Kühler an das Wasser abgegeben werden konnte.
Das es teilweise keinen Sinn macht die Spannungswandler auf diese geringen Temperaturen zu kühlen ist mir klar!
Gerade bei Wasserkühlungen, wo der Kühlkörper der Spannungswandler nur noch sehr schlecht belüftet wird und beim übertakten sehr hohe Temperaturen erreichen kann, muss ich diesen Kühlen.
Auf pcgameshardware.de gab es einmal einen Test mit einer Wärmebildkamera, wo deutlich zu sehen war das der Kühlkörper ohne "aktive" Kühlung >80°C erreicht hat.
Obwohl die CPU Temperatur <60°C war, begann diese sich zurück zu takten!
Die Kosten für einen selbstgebauten Kühlkörper aus Kupfer/Messing betragen <5€ und selbst der "kleine" 6,45ccm Verdichter hat bei Verdampfungstemperatur >7°C über 700 Watt Kälteleistung mit R134a und weit über 1kW bei der Verwendung von R404a. Da liegt es doch auf der Hand warum ich die Spannungswandler in den Kreislauf mit einbeziehe. (Ich werde bei Volllast keine -20°C erreichen können, aber das System wir weiterhin "kühlbar" bleiben!)

Wenn du nur die CPU über normales Wakü-Niveau übertaktest, wäre es imho sinnvoller, sich einen übergroßen Verdampfer aus einem große Kupferblock selbst zu bauen, der eine erhebliche Wärmekapazität direkt an der CPU bereit stellt. Der Rest (und der Verflüssiger) können dann bequem mit einer normalen Wasserkühlung >Raumtemperatur gekühlt werden

Auf die Sinnhaftigkeit einer solchen Kühllösung möchte ich nicht näher eingehen. Warum eine Wakü für eine Grafikkarte, wenn der "Luftkühler" den Chip bei Volllast unter 60°C halten kann? Warum Wakü für HDD's?
Gerade wenn man die Temperatur seiner Hardware überwacht, macht es ungeheuer viel spaß nach einem "Kühler upgrade" niedrigere Temperaturen festzustellen.
Wenn in der Taskleiste die CPU/GPU1/GPU2 Temperaturen 0° / 27° / 26° betragen, kommt das nicht so gut rüber, als wenn da 0° / 0° / 0° stehen würde!

Kannst uns gerne auf dem Laufenden halten. Würde mich bei dem Thema freuen

Werde versuchen alle zwei bis drei Tage meinen Fortschritt zu dokumentieren! Zuerst muss ich auf das bestellte Gehäuse warten, damit ich loslegen kann!

Werde den Chiller in ein Phanteks Enthoo Primo in Weiß einbauen. Hier finden mehr 3,5" HDD's Platz und ich muss auch keine Loch in eine Wand sägen!
Zusätzlich kann ich einen größeren Verdichter einbauen, gegen den er geplante Highly BSA645 ein Kinderspielzeug ist

 

[ruyven_macaran]

Bitte vermeide Doppelposts/benutze die "bearbeiten"-Funktion

Was ich mir von den geringeren Temperaturen verspreche? Na genau das was eine Kühlung unter Raumtemperatur für Vorteile hat. Ich kann den Prozessor höher takten,...

Deswegen frage ich explizit nach den GPUs. CPU-Kühlung lässt sich nun einmal wesentlich leichter bzw. wesentlich leistungsfähiger realisieren, selbst wenn eine Kompressor-Speicherkühlung werden soll.

Auf die Sinnhaftigkeit einer solchen Kühllösung möchte ich nicht näher eingehen.

Dann werde ich das technisch interessante Projekt einfach mal weiter folgen und das Endergebnis abwarten, wenn der effektivste Weg zum Erreichen bestimmter Ziele sowieso nicht Thema sein soll.

 

[MayhemAUT]

Deswegen frage ich explizit nach den GPUs. CPU-Kühlung lässt sich nun einmal wesentlich leichter bzw. wesentlich leistungsfähiger realisieren, selbst wenn eine Kompressor-Speicherkühlung werden soll.

Ich bin nicht richtig auf Deine Frage eingegangen! Das Beispiel mit dem 3770K sollte nur die Vorteile der übertaktbarkeit einer Kühlung unter Raumtemperatur aufzeigen! Das gleiche gilt natürlich auf für die GPU's die nach einem geändertem TDP von 285 (+7% = 305) Watt, GPU / RAM Takt und VCore stabil bei Frequenz von >1200 MHz, bei einer maximalen Temperatur von 25°, gearbeitet haben. Auch hier liegt der Vorteil auf der Hand. Die Karten werden sich bei 25°C nicht zurück takten! Im Chiller strebe ich weit geringere Temperaturen an.

 

[MayhemAUT]

Liebe Leser!

Leider hat sich in den letzten zwei Wochen wegen Urlaub usw. hier nicht viel getan. Das wird sich aber in den nächsten Tagen ändern!
Das geplante Gehäuse (Phanteks Enthoo Primo weiß mit Sichtfenster) habe ich bereits zu Hause und aus Planungsgründen auch teilweise zerlegt. Sehr positiv finde ich, dass viel geschraubt und nur wenig genietet ist. So wird es möglich sein größere Abschnitte (Kupferrohrleitungen) auf einmal in das Gehäuse einzubauen und so die Schraubanschlüsse im Kältekreislauf zu minimieren um das System wartungsfrei zu machen.
Weiteres habe ich dem 9,4 ccm R22 Rollkolbenverdichter den ich aus einem gebrauchten Split Klimagerät ausgebaut habe (mein Keller ist voll von dem Zeug ) einem Ölwechsel unterzogen, damit ich diesen für das geplante Kältemittel R404a benutzen kann.

Leider haben mir einige Tests die ich zu Hause durchgeführt habe gezeigt, dass ein reiner Kühlflüssigkeit (dest. Wasser/Ethanol) Kreislauf bei -20°C, die Prozessoren unter Last nicht auf Minusgrade halten kann!
Der Chiller hat aber den gewaltigen Vorteil, das sehr viel Kälteleistung in den 7 Litern Kühlflüssigkeit gespeichert und somit die Laufzeiten des Verdichters (~400-430 Watt) bei PC Idle / Teillast auf ein Minimum reduzieren werden kann.
-> Idle: CPU + 2x GPU ~70 Watt: Verdichter AN: 3,21 Min. / AUS: 55 Min.
(Diese Werte beziehen sich auf eine optimale Wärmeübertragung vom Kältekreislauf auf die Kühlflüssigkeit bei einer abnehmenden Kälteleitung des Verdichters von 0°C auf -15°C.)

Habe ich nicht lange überlegen müssen bis ich eine Idee hatte um die Vorteile beider Kühllösungen auszunutzen (Chiller / KöKü).
Ich habe den CPU und Komplettgrafikkarten-Verdampfer so geplant, das im inneren das Kältemittel verdampften und somit den Prozessor optimal kühlen kann. Um diesen Verdampfer ist eine weitere "Schale" in dem die Kühlflüssigkeit fließt und entweder Kälte aufnimmt (Verdichter AN) oder abgibt (Verdichter AUS). Selbst bei schnell wechselnden Lasten oder CPU 100% / GPU's 10% kühlt das KM im "falschen" Verdampfer durch den Kühlflüssigkeitskreislauf indirekt den "richtigen".
Somit spare ich mir einem Plattenwärmetauscher der horizontal moniert und 19mm dick isoliert, ohnehin keinen Platz im Gehäuse finden würde. Außerdem kann ich den Verdampfer(Rohrspirale) im Ausgleichsbehälter auf ein Minimum reduzieren.
Es mag sich auf den ersten Moment sehr schwierig anhören alles umzusetzen, aber ich bin mir sicher, dass es den Aufwand auf jeden fall wert ist!

Habe gestern gelesen, das der Haswell E 5960X erst Mitte September erscheinen soll. Deshalb werde ich das System mit meiner momentanen Hardware (i7 4770K) bauen.
Ich werde es auf jeden Fall in Erwägung ziehen auf den i7 4790K umzusteigen, falls sich dieser als OC Wunder entlarven sollte!

 

[LastChaosTyp]

Nimm den 4790K auf jeden Fall! Auf den Intelveranstaltungen wurden 5,5 GHz unter Luft erreicht! Klar, das sind "Laborwerte", aber mit deiner geilen Kühlund kommste auch so hoch.

 

[_chiller_]

Hatte ich schon erwähnt, dass mich diese Überschrift wahnsinnig macht? Jedes mal wenn auf der Forenübersicht dieser Thread auftaucht, werde ich hellhörig

 

[xHaru]

Hatte ich schon erwähnt, dass mich diese Überschrift wahnsinnig macht? Jedes mal wenn auf der Forenübersicht dieser Thread auftaucht, werde ich hellhörig

Ich hab gerade gesehen, dass du hier kommentiert hast und hab mir bildlich vorgestellt, wie sich da einer in das Gehäuse setzt xD

 

[MayhemAUT]

Nach längerer Sommerpause und fehlender Motivation, weil sich einiges nicht umsetzten ließ, werde ich nun wieder voll durchstarten um das Projekt "Chiller im PC" bzw. eine Kombination aus Chiller und Kompressorkühlung endlich fertig zu stellen.
Wie schon erwähnt, wollte ich weg von der Kompressorkühlung, da es nicht möglich war den Kompressor während des PC Leerlaufs / Internet Surfen längere Zeit abzuschalten, ohne das die Kühlkörper zu "warm" (>20°C) wurden.
Da das ständige Anlaufen des Kompressors die Lebensdauer sehr herab setzte, habe ich mich damals dazu entschlossen das Kühlsystem auf einen sogenannten Chiller umzubauen (Wasser bzw. Kühlflüssigkeit die von einer Kompressorkühlung in einem Tank (>5 Liter) auf ~ -20°C gekühlt wird und wie bei einer Wasserkühlung die erzeugte Wärme von der Hardware abtransportiert.) Durch den hohen Temperaturunterschied kann sehr effektiv gekühlt werden.
Da Wasser eine sehr hohe spezifische Wärmekapazität hat ist es blöderweise ein sehr schlechter Wärmeleiter. Deshalb war zu befürchten, das bei PC Vollast und -20°C Kühlflüssigkeitstemperatur die CPU und GPU´s vergleichsweise hohe Temperaturen erreichen und das sich der Aufwand des Chiller`s für mich nicht auszahlt.
Deshalb habe ich mich dazu entschlossen die Kühlkörper auf CPU und GPU so zu bauen, dass sowohl das verdampfende Kältemittel als auch die Kühlfüssigkeit diese in getrennten Bereichen durchströmt.
Unter PC Last schaltet sich der Kompressor ein und die Kühlkörper werden eiskalt. Dadurch werden einerseits die Prozessoren auf der Unterseite als auch die Kühlflüssigkeit auf der Oberseite gekühlt. Wenn nur wenig Wärme durch die Hardware erzeugt wird, schaltet sich der Kompressor ab und der Kühlflüssigkeitskreislauf (>5 Liter im Tank) sollte nun ohne Probleme für längere Zeit kühlen können.
Das Kältemittel wird am Rücklauf zum Kompressor noch durch einen Tank geleitet, damit die Kühlflüssigkeit noch effektiver gekühlt werden kann.

Der GPU Kühlkörper im Bau: