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xCero

El Thread de la Refrigeracion eXtrema (actualizando)

Question

Hola estimados, he estado leyendo varios foros y en verdad cuesta encontrar info en español sobre refrigeracion extrema y tambien esta info esta muy dispersa.

Aprovechando el nombre del foro, creo que es conveniente crear un thread en donde se hable de los distintos tipos de refrigeracion, sus pros y contras, experiencias con ellas y si es posible guias de como fabricarlas.

Yo personalmente conozco 3 tipos:

1) Criogenia, a traves de nitrogeno liquido (LN2) o hielo seco (Dice)

2) Refrigeracion termoelectrica (TEC) a traves de peltiers refrigerados por aire (Air Chiller) o agua (Water Chiller)

3) Refrigeracion por cambio de fase (Single stage o ss)

En la noche comienzo a poner info, partiendo desde lo mas basico y espero sea de su interes n.n

Salu2 y suerte :)

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Excelente iniciativa xCero!

Como dices, es muy poca la info que hay y casi toda esta en inglés.

Te recomiendo pasar por los foros de

http://www.xtremesystems.org/forums/forum.php

http://kingpincooling.com/forum/index.php

...para buscar info ;) y por supuesto cuenta con mi ayuda y lo de esta comunidad por dudas y consultas varias en la materia.

Saludos.-

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Introduccion.

Que es la refrigeración extrema?

Es aquel "arte" de refrigerar distintos componentes del pc (CPU, GPU, memorias, mosfets, etc.) por medio de sistemas, generalmente caseros, no tradicionales como son aire y agua.

La gracia de esto es que permiten el funcionamiento de los componentes con temperaturas bajo 0°c, lo cual ante un overclock fuerte, facilita que sus temperaturas no se disparen y frían los circuitos.

Por qué no se ocupan usualmente estos sistemas?

Se debe a que generalmente son sistemas con cierta complejidad de fabricación, costes superior es a los medios tradicionales, peligros al trabajar con temperaturas bajo 0°c tanto para la persona como el pc.

También está el problema de la condensación que se puede producir, para lo cual se usan distintos tipos de aislación para evitar que ocurra sobre las piezas y así se dañen (esto se tratara más adelante)

Hay soluciones comerciales de este tipo?

Si las hay, sin embargo son bastante costosas y a veces difíciles de conseguir, por lo que si tienes el ánimo, mejor hacerse una y customizarla a gusto.

Ejemplos:

Criogenia: Pot para LN2 y Dice, K|ngp|n Dragon F1 Extreme Edition

f1ee_1689652454_o.jpg

TEC: Air chiller, Coolermaster V10

cm_v10_3.jpg

Cambio de fase: Asetek Vapochill

vapo_pr_image_bk.jpg

Cambio de fase: Thermaltake Xpressar

1222095337_TT_02.jpg

Tipos de refrigeración extrema.

1) Criogenia: Quizás es la más conocida y consiste en refrigerar a través del uso de nitrógeno liquido (LN2 a -196°c) o Hielo seco (Dióxido de Carbono solido a -78°c). Para este tipo de refrigeración se necesita fabricar (o comprar) un Pot o contenedor, el cual está directamente en contacto con la pieza a refrigerar y en su interior recibe el LN2 o Dice para funcionar.

gigabyteln.jpg

La ventaja de esto es que permite temperaturas extremadamente bajas y su costo de fabricación radica más que nada en el pot, ya que el nitrógeno o hielo son de bajo coste.

Los contras son que solo se ocupan para sesiones cortas de oc, por la condensación que producen, además son peligrosos de manipular y no mantienen la temperatura estable, ya que a medida que se consumen, el poder refrigerante disminuye (lo que implica una revisión constante de los niveles de refrigerante).

Como dato extra, se puede ocupar helio líquido (-270°c), pero es un método tan extremo y raro, que casi nadie lo usa por su complejidad.

2) TEC: Llamada "refrigeración termoeléctrica", es un tipo de refrigeración que ocupa el principio "Peltier", el cual consiste en un bloque, también llamado célula, hecho de 2 semiconductores, que al recibir electricidad, genera una diferencia de temperatura. Esta diferencia crea 2 caras, una fría (que es la que debe estar en contacto con el componente a refrigerar) y una caliente (que recibe el calor de la otra cara y debe ser disipada de alguna forma)

Efecto Peltier

Peltier_%28detail%29_LMB.png

Generalmente esta solución se ocupa comercialmente, pero también se puede montar en el pc.

Tal como lo anterior descrito, la cara fría es capaz de refrigerar varios grados bajo 0, unos -20°c aprox, sin embargo la cara caliente puede llegar a mas de 30°c (esto es muy variable), por lo que necesita de algo que disipe ese calor, para que el efecto "bomba de calor" sea efectivo.

Para esto hay 2 tipos de soluciones, el "Air Chiller" que es una TEC con disipación de la cara caliente a través de refrigeración por aire o el "Water Chiller" que es un TEC disipado por un bloque de refrigeración liquida. Este último es la mejor opción para acompañar al TEC, ya que permite una disipación mayor que por aire y por lo tanto más eficiente.

Ejemplo de Peltier, la cara caliente es refrigerada por un disipador

peltier1.jpg

Los pros de esto es que permite tener una refrigeración extrema con temperaturas bastante estables bajo 0°c y sus costes de fabricación no son excesivamente costosos.

Los contras, que la hacen la menos usada de las descritas, es que requiere cantidades enormes de energía para funcionar, por lo que generalmente se ocupa una fuente secundaria modificada que sea capaz de dar los Watts requeridos por el TEC y además se necesita encontrar algo potente para disipar la cara caliente.

3) Cambio de fase: Este tipo de sistema, es básicamente el que se usa para hacer funcionar los refrigeradores. Se compone de varias partes (compresor, condensador, filtro, tubo capilar, evaporador y succionador, entre otros), básicamente funciona así:

a.- El compresor bombea y comprime un gas refrigerante.

b.- Este refrigerante llega al condensador (una especie de radiador) y allí sufre un cambio de fase de gaseoso a líquido.

c.- Del condensador, el líquido pasa por el filtro y se dirige al tubo capilar, este último lleva el refrigerante al evaporador.

d.- El evaporador (que es un bloque en contacto con la CPU, GPU o chipset) sufre en su interior un cambio de fase del refrigerante, el cual al estar liquido se evapora, lo que genera un enfriamiento (por ser una reacción endotérmica) de varios grados bajo cero.

e.- El refrigerante, ahora gaseoso, es succionado por el compresor y comienza nuevamente su proceso.

Acá un esquema simple:

descripcion.jpg

Como ventaja, este sistema es más eficiente en cuanto a gasto energético/rendimiento que las células Peltier, además permite temperaturas bastante frías (entre -30°c a -50°c aprox, dependiendo del sistema) y muy estables. Por otro lado no hay que estar preocupándose del relleno de refrigerante por ser sistema cerrado.

En contra está la dificultad para ser construido, por un tema de conocimientos, su coste y esta además la posible condensación que pudiera producir.

Como esta es solo la introducción, ahora se viene articulos mas espefificos sobre cada una.

Estimados, cualquier corrección, sugerencia, reclamo o agregado es muy bien agradecido

Salu2

Fuente referencial: Google, mis palabras, http://foros.3dgames.com.ar/lavant-garde.90/150329.introduccion-refrigeracion-por-cambio-fase.html?t=150329, http://foros.toxico-pc.com/showthread.php?t=15897 y http://www.chw.net/2007/03/distintos-tipos-de-refrigeracion/

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De acuerdo a lo poco que hemos probado DICE y LN2 puedo decir:

Aislación:

Como base aislante entre la placa y el entorno usamos masilla moldeable "Faber Castel", que es una caluga color gris de unos 4x4cm de tamaño. Se aplica una capa no muy gruesa ni delgada al entorno del socket, por lo menos unos 5 a 7 centímetros por cada lado del CPU teniendo cuidado en no mover mucho ni golpear los condensadores ni los componentes perpendiculares al plano de la placa. Con los componentes eléctricos pequeños que van pegados a la placa no hay problema, se tapa todo con la masilla y listo.

Luego de esto, damos unas dos capas de cinta blanca (conocidas como "masking tape" o "permacel"), con esta cinta taparemos en la medida de lo posible los condensadores, rincones entre la placa y conectores donde no queremos que quede nada entre medio, y por último se deben sellar las orillas del CPU con la masilla... Al final quedaría todo tapado en cinta y solo se vería el CPU asomado.

Por las características de ESA masilla en específico, cuando se termina la sesión la masilla se mantiene fría y al retirar sale casi de un solo tirón, eso es lo bueno.

PD: si quedan residuos muy pequeños de masilla entre estos "componentes eléctricos" (esos muy chicos que están pegados a la placa), no hay que preocuparse ;) no pasa nada malo.

Luego que está todo listo, se procede a montar el anclaje en la placa, pero como este es totalmente metálico en la mayoría de los casos, se debe poner un trozo de Arma-flex entre el back plate del anclaje y la parte trasera de la placa madre, no queremos que eso congelado toque algún componente de la placa madre y que se golpee o dañe.

Ya cuando estamos listo a poner el pot, ponemos nuevamente un arma flex entre la placa y el pot, y a este trozo de arma flex se le hace un calado donde calce perfectamente el CPU.

----

Mas ratito vuelvo con algo sobre el LN2 y el DICE ;)

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yo conosco 2, una que he visto en vivo (criogenizacion) y he usado los TEC o peltier, voy a hacer un archivo de texto para postearlo mas tranquilo despues sobre los TEC

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En todo lo que se demoro en hacer andar la plataforma nos echamos toda la capacidad de nuestro dewar :zippy

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Actualizado, ahora se viene info mas especifica :zippy

hay muchisima info en la red, me he demorado bastante leyendo

salu2 :)

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Lo iportante es levantar en este momento información relevante y luego se va seleccionando y redactando lo mejor.

Buena iniciariva Xcero

Saludos

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Este será un buen post :D

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  • 0

me he demorado harto escribiendo y tengo el articulo a medias xD, ojala lo termine antes de entrar a la u

por mientras, para quien le interese, miren esta pagina http://www.piotres.com/?go=3,singlestages,,, se pueden sacar ideas muy interesantes

y tambien encontre esta https://www.under-the-ice.com/

alguien sabe como funciona una refrigeracion por cascada? pareciera ser un principio de funcionamiento similar al ss (cambio de fase)

salu2 y suerte n.n

pd: estoy viendo mandar a hacer un pot para vga, aca algunas ideas de simple construccion

http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?170084-GPU-SLI-CF-containers-rev.-5.0 (la que mas me gusta)

http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?122899-Xtra-Simple-GPU-DI-Ln2-Container (parecida a la primera)

http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?104440-Simple-SLI-CF-containers

http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?88735-My-ALU-GPU-container.

a ver si alguien se anima :zippy

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me he demorado harto escribiendo y tengo el articulo a medias xD, ojala lo termine antes de entrar a la u

por mientras, para quien le interese, miren esta pagina http://www.piotres.com/?go=3,singlestages,,, se pueden sacar ideas muy interesantes

y tambien encontre esta https://www.under-the-ice.com/

alguien sabe como funciona una refrigeracion por cascada? pareciera ser un principio de funcionamiento similar al ss (cambio de fase)

salu2 y suerte n.n

pd: estoy viendo mandar a hacer un pot para vga, aca algunas ideas de simple construccion

http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?170084-GPU-SLI-CF-containers-rev.-5.0 (la que mas me gusta)

http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?122899-Xtra-Simple-GPU-DI-Ln2-Container (parecida a la primera)

http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?104440-Simple-SLI-CF-containers

http://www.xtremesystems.org/forums/showthread.php?88735-My-ALU-GPU-container.

a ver si alguien se anima :zippy

:o quiero un CNC y un torno :zippy

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estoy en conversaciones con un amigo que tiene torno para ver si hacemos un vga pot de aluminio como los que puse, si sale todo bien (me da la impresion que estara en mayo/junio listo) quizas haga otro con nucleo de cobre :zippy

ahi les voy a ir diciendo como va eso :D

por mientras, aca otra buena pagina http://www.hard-h2o.com/foros/forumdisplay.php?f=19

salu2 n.n

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hoy converse con un amigo y parece que habemus maquina cnc y torno para hacer pots :uy

asi que vere que onda con los materiales (probare con aluminio primero) y les comento :)

vga & cpu cooler coming soon 1313

salu2 n.n

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hoy converse con un amigo y parece que habemus maquina cnc y torno para hacer pots :uy

asi que vere que onda con los materiales (probare con aluminio primero) y les comento :)

vga & cpu cooler coming soon 1313

salu2 n.n

:uy

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ya estoy viendo diseño, mañana o quizas pasado empezare un worklog, asi que atentos 1313

a todo esto, en la maquina cnc puedo poner firmas y todas esas cosas

si los modelos de gpu y cpu pot salen bien, quizas piense en venderlos customizados :uy, me pregunto si habra algun interesado por aca :zippy???

salu2 n.n

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ya estoy viendo diseño, mañana o quizas pasado empezare un worklog, asi que atentos 1313

a todo esto, en la maquina cnc puedo poner firmas y todas esas cosas

si los modelos de gpu y cpu pot salen bien, quizas piense en venderlos customizados :uy, me pregunto si habra algun interesado por aca :zippy???

salu2 n.n

yo, jajaja, pero habria q ver a q precio los venderias

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aqui te tengo algo de los peltier, con lo que me ayudaron mientras estaba haciendo pruebas con unos peltier en este topic

pruebas peltier por zombie

Voy a ver si puedo colaborar un poco en el tema. En mis experiencias con las peltier.

Algunas cosas importantes a tener en cuenta sobre las peltier que me dijeron :

La peltier tiene que tener el doble de Wat que el TDP del procesador . Si el procesador tienen 65 Wat de TDP la peltier de al menos 130 W.

Con el numero de modelo que suele estar escrito en la peltier busca en internet las caracteristicas y mira que de la potencia de 138w no sea a 13v, por que si la pones a 12v ya no da los 138w. Este caso me ha pasado a mi .

Calcula el delta t para saber la diferencia de temperatura con esta formula : Delta T = (1-(TDP procesador/WAT peltier))*69 = Diferencia de temperatura.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------

Ejemplos cogidos de hard-h2o.com :

peltier de 60 W instalada en un procesador que genere 60 W. Delta T = (1-(60/60))*69 = 0 º Con este dato tenemos que, la diferencia entre el lado caliente y el lado frío será de 0º. … enhorabuena … una currada, unos gastos y te has quedado igual que estabas.

una peltier de 176 W instalada en un procesador que genere 60 W. Delta T = (1-(60/176))*69 = 45’48 º Con este dato tenemos que, la diferencia entre el lado caliente y el lado frío será de – (+45’48º) = -45’48º. Ahora sí hemos conseguido que el lado frío esté más fresco que el lado caliente.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Esto es importante saberlo , por que segun la temperatura ambiente y esa diferencia tan grande creara condensacion en tu sistema casi con toda seguridad y sera necesario usar armaflex o algun producto parecido para evitarlo en la medida de lo posible y no dañar tu equipo.

Creo recordar me dijeron en algun foro cuando hice mis pruebas con peltier, fue que los wat de calor se suman. Me explico : procesador 65 wat, peltier 138w, asi que por el lado caliente de la peltier tienes que disipar 203 wat de calor (imposible por aire). Aunque sobre esta afirmacion no estoy seguro del todo intentare localizar el foro donde me lo explicaban y copiarlo aqui.

Buscare entre mis cds a ver si encuentro los doc que use yo en su dia con las peltier por si pueden servir de ayuda.

Un saludo

lo voy a dejar como citado, por que no es información mía o que yo haya sabido antes.

saludos man, espero que te sirva

PD: hoy, probar peltier de 226W en un pc q tengo aca botado

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excelente aporte :uy

eso si, quede con una duda

si tu cpu es de 125w de tdp y el peltier de 226w, tienes que disipar 351w :o???

salu2

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excelente aporte :uy

eso si, quede con una duda

si tu cpu es de 125w de tdp y el peltier de 226w, tienes que disipar 351w :o???

salu2

no, ya que el peltier solo es capas de mover 226W y eso es lo que tienes que disipar, lo unico que va a variar es la diferencia de temperatura entre las caras del TEC

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no, ya que el peltier solo es capas de mover 226W y eso es lo que tienes que disipar, lo unico que va a variar es la diferencia de temperatura entre las caras del TEC

o sea un peltier de 226w es capaz de disipar 226w de tpd???

entre mas sea el delta a disipar, mejores (mas frias) son las temps que alcanza el peltier en su cara fria???

muy buenos datos zombie :D, gracias

salu2 n.n

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en teoria si, si lo alimentas con 15.4 volts, un peltier tiene un delta de unos 69 grados entre la cara caliente y la cara fria, siempre y cuando no estes enfriando algo, con la formula que pase, es como se calcula el delta de la temperatura entre la cara fria y la caliente

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aun no hago el showroom del pot para memos que hice xD

cuando lo termine lo posteare y tratare de explicar el por que esta hecho de esa forma

salu2 n.n

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